Ярко выраженная способность к креативному мышлению — необходимое качество для любого представителя интеллектуального труда. И все же, на мой взгляд, к ученым-химикам это относится в особой мере. Ведь синтез новых соединений в буквальном смысле — процесс творения.
Оригинально мыслящий химик — так говорят коллеги о нынешнем демидовском лауреате академике Олеге Матвеевиче Нефедове. Одно из свидетельств тому — придуманный им простой и эффективный способ введения фтора в ароматическое ядро. В то время как все химическое сообщество шло традиционным путем синтеза фторсодержащих соединений, в лаборатории Нефедова фторсодержащие арены синтезировались способом циклоприсоединения легко генерируемых фторгалогенкарбенов и промышленно доступных полифторолефинов к ненасыщенным углеводородам с последующей термической изомеризацией фторсодержащих циклопропанов и циклобутанов. Это если говорить научным языком. Чтобы было понятно неспециалисту, скажем так: берутся легкодоступные газы бутадиен и хладон (который, кстати, используется в холодильниках), нагреваются до 650 градусов. В результате из хладона образуется дифторкарбен, который, вступая в реакцию с бутадиеном, дает циклическое соединение, преобразуемое затем во фторарен — ароматическое соединение с одним или несколькими бензольными кольцами. Эти соединения широко применяются в самых разных сферах: при производстве растворителей, взрывчатых веществ, красителей, лекарственных средств, пестицидов, пластмасс.
Вообще-то фтор вводится в ароматическое ядро с большими трудностями, а благодаря методу Нефедова он входит туда, «как по маслу». Компания «Самсунг», с которой сотрудничали московские химики, даже прислала в лабораторию Олега Матвеевича десант сотрудников, чтобы они ознакомились с новаторской технологией.
Академик Нефедов, основатель фундаментального научного направления — химии карбенов, всю жизнь проработал на одном месте, в Институте органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН (Москва). Помимо пионерских исследований карбенов, их аналогов и других нестабильных молекул, а также химических превращений малых циклов, он изучал реакции алифатических диазосоединений, разрабатывал каталитические методы прямого циклопропанирования различных непредельных соединений, внес большой вклад в создание и широкое использование прогрессивных инструментальных и расчетных методов.
Однако Олег Матвеевич никогда не был «кабинетным» ученым, он лично участвовал в разработке промышленных технологий получения синтезированных в его лаборатории соединений. Много времени он посвящал и научно-организационной работе: в 1988–1991 годах был академиком-секретарем Отделения общей и технической химии Академии наук, в 1988–2001 — вице-президентом РАН, активно работал в Международном союзе теоретической и прикладной химии (ИЮПАК), многие годы возглавлял Национальный комитет российских химиков. Академик Нефедов — основатель и главный редактор журнала «Mendeleev Communications», который издается совместно РАН и Королевским химическим обществом Великобритании. Но все же львиную долю времени Олег Матвеевич посвящает научным занятиям. О том, как он «случайно» стал химиком, о своем военном детстве и о главных научных интересах лауреат рассказал в традиционном «демидовском» интервью.
— Я родом из Подмосковья, из Дмитрова, до которого во время Великой Отечественной войны дошел фронт. От центра города до Московского телеграфа 72 километра. На момент начала войны я окончил 2-й класс единственной в Дмитрове средней школы. Мой отец Матвей Кондратьевич, участник Первой мировой войны, был преподавателем биологии. А у меня тогда никаких предпочтений в учебе не было. В свободное время играли с друзьями в футбол, используя вместо мяча старые покрышки, набитые тряпками. Правда, свободного времени оставалось совсем немного. У нас был свой дом с участком, хозяйство: пчелы, корова. В мои обязанности входили участие в заготовке сена для коровы, перемещение его на зиму на сеновал, а также другие дела по дому и огороду.
В июле 41-го года начались бомбежки. День и ночь через город шла эвакуация, запомнилось, что мимо нашего дома гнали стада породистых коров. А терраса выходила на запад, откуда видны были зарево и взрывы. Большую часть времени мы сидели в подвале, потому что на крышу падали осколки снарядов. К счастью, немцы в город так и не вошли — Дмитров для них интереса не представлял, поскольку промышленности там практически не было, к тому же в конце ноября взорвали мост через канал имени Москвы, разделявший Дмитров на две части. Немцы вынуждены были пойти в обход. Жестокие бои завязались на Перемиловских высотах, и в декабре гитлеровские войска были отброшены от Москвы. Дмитров — один из немногих городов боевой славы в Московской области.
Во время войны в нашей школе был госпиталь. Но мы продолжали учиться. Сейчас во многих школах нет реактивов, чтобы демонстрировать опыты. А у нас кое-что было даже в те суровые годы. Но главное — была замечательная учительница химии.
— Благодаря этому вы выбрали профессию химика?
— В общем, да. Хотя отчасти это произошло случайно. В Московский химико-технологический институт им. Д.И. Менделеева мне посоветовал поступить мой старший товарищ. Аргументов было два: во-первых, туда было легко добираться, поскольку институт расположен рядом с Савеловским вокзалом, откуда идут поезда на Дмитров; во-вторых, как утверждал мой друг, на топливном факультете собрались классные баскетболисты, а я увлекался этим видом спорта. Так я стал студентом-химиком. Поселился в общежитии, на первом курсе в комнате было 12 человек, но жили весело. Учиться было легко, я продолжал заниматься спортом, стал председателем баскетбольной секции. На старших курсах появилась возможность самому заняться экспериментами, пойти в помощники к аспирантам. Тогда я всерьез задумался о будущем, о дипломе, и началась по-настоящему самостоятельная работа. После окончания института с отличием меня оставили там же в аспирантуре. В конце 1957 года защитил кандидатскую диссертацию и вот уже более 57 лет работаю в Институте органической химии им. Н.Д. Зелинского, с 1968 года заведую лабораторией химии карбенов и малых циклов.
— Почему вас заинтересовали именно карбены?
— Во-первых, химия карбенов, их аналогов и связанная с ними химия малых циклов в период своего появления были новыми весьма интересными и перспективными разделами нашей науки. Во-вторых, в начале своей научной карьеры, с ноября 1959 до конца марта 1960 года, я получил редкую возможность стажироваться в Гейдельбергском университете в одной из лучших химических лабораторий Европы у профессора Георга Виттига, который в 1979 году стал Нобелевским лауреатом по химии. Там я многому научился и многое узнал, в том числе по-настоящему заинтересовался упомянутыми выше научными направлениями. Более того, в 1966 году я подготовил и опубликовал в престижном химическом журнале «Angewandte Chemie» («Прикладная химия») первый в мировой химической литературе подробный обзор по химии аналогов карбенов.
Химия карбенов открывает большие синтетические перспективы, позволяя создавать соединения с очень интересными свойствами, — тут Олег Матвеевич берет лист бумаги и начинает изображать строение молекул, чтобы мне было понятнее, о чем речь; однако заметно, что и для него самого «рисование формул» — по-прежнему исключительно увлекательный процесс. — Карбены — это соединения двухвалентного углерода, обладающие высокой реакционной способностью, а значит, очень нестабильные и короткоживущие. Чтобы соединение углерода стало стабильным, оно не должно иметь свободных валентностей. Достичь этого можно с помощью специальных приемов. Например, карбены можно зафиксировать в низкотемпературной аргоновой матрице. В нашей лаборатории разработаны методы генерирования и стабилизации соединений двухвалентных углерода, кремния, германия и других карбеноидов, детально изучены структура и свойства этих короткоживущих молекул, исследованы их реакционная способность и механизмы превращений. А главное, получены необычные соединения, в том числе первый стабильный гермациклопропен с псевдоароматическими свойствами.
— Есть устоявшееся название научной специализации: «физик-теоретик». А вот понятия «химик-теоретик» я не встречала. Наверное, потому, что фундаментальные химические результаты довольно быстро получают практическое применение.
— Действительно, многие наши разработки были реализованы на практике. В частности, мы с коллегами создали высокоэффективное синтетическое горючее для ракетно-космической техники, которое использовалось во многих космических аппаратах.
Вообще карбеновая технология универсальна. На ее основе мы синтезировали ценные соединения для фармацевтической промышленности и разработали оригинальные методы производства современных экологически безопасных для человека и теплокровных животных инсектицидов пиретроидного ряда.
— Вы всегда были активным участником международного сотрудничества. Пострадала ли эта сфера в результате резкого похолодания международного климата?
— В научной среде санкции практически не проявляются. Мы с зарубежными коллегами продолжаем общаться так же, как и раньше. Вот недавно, в октябре прошлого года в рамках недели химии в России конструктивно обсуждали совместные издательские проекты.
Вероятно, ученые за рубежом в той или иной мере испытывают давление негативных факторов нынешней международной обстановки. Поэтому сегодня так важно не потерять связи, поддерживать установившиеся формы сотрудничества, продолжать работать в международных научных организациях, таких как Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК). Кстати, с середины нынешнего года в качестве уже избранного президента — пятого от нашей страны — его возглавит член-корреспондент нашей Академии наук Наталия Павловна Тарасова.
— Вы организатор и председатель Высшего химического колледжа РАН. В чем его специфика по сравнению с другими вузами химического профиля?
— Вообще сначала на базе одной из московских спецшкол с химическим уклоном был создан химический лицей, в котором интересующиеся химией школьники обучаются последние три учебных года, с 9-го по 11-й класс. Наш институт шефствует над этим лицеем. Часть школьников по желанию начинает посещать научные лаборатории химических институтов и присматриваться к настоящей химической науке. Многие из них по окончании лицея поступают в Высший химический колледж РАН, образованный в 1990 году совместным решением президиума Академии наук и Госкомитета по народному образованию. Он на правах факультета входит в состав Института химии и проблем устойчивого развития Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева. Наша главная задача — устранить разрыв между высшим образованием и практикой современных научных исследований. Мы отбираем талантливых ребят, победителей олимпиад. Занятия по всем химическим и физико-математическим дисциплинам проводят академические ученые и профессора ведущих вузов. Обучение идет по расширенной и усложненной программе, которая от классического химического образования отличается более тесной интеграцией с академической наукой и ранней научной специализацией студентов. Научная работа — обязательная часть учебного плана, для нее выделяется как минимум один полный рабочий день в неделю. Все это позволяет целенаправленно готовить кадры для химических институтов РАН, причем большая часть оканчивающих ВХК РАН далее поступает в аспирантуру академических учреждений. Таланты надо растить, как растят кристаллы.
