CC BY
82
В 60-е гг. прошлого века после запуска спутника и полета Гагарина в космос советское образование было признано одним из лучших в мире. После аварии автоматической межпланетной станции «Фобос» возникает ощущение, что российское образование утратило свои прежние позиции. Вхождение в Болонский процесс - это требование времени. Но болонская модель образования не решает разом все проблемы отечественного образования, а создает их. Необходимо более вдумчивое осмысление уже проведенных реформ, анализ накопленного опыта. Необходимо вопросы интеграции естественных наук контролировать при создании программ в высших учебных заведениях для более качественной подготовки учителей естествознания. Введение курса «Естествознание» в средней школе - это эксперимент, который требует дальнейшего совершенствования содержания курса, основных целей, программ и учебников.
Н. А. Соловьёв, И. Г. Широкова
Биологическая активность полинитрометильных производных
гетероциклического ряда
Гетероциклические соединения занимают особое место в органической химии, что связано с их важной ролью в живых организмах, а также с широким практическим применением в различных областях. Так, азотистые гетероциклы участвуют в хранении и передаче наследственных признаков, обеспечивают работу ферментативного аппарата, центральной нервной системы, поддерживают энергетику организма.
Практическое применение гетероциклических соединений также весьма разнообразно. Они используются во многих областях: в промышленности, технике, сельском хозяйстве, медицине. Так, обнаружены ценные свойства 1,2,3-триазолов в качестве фотостабилизаторов и оптических отбеливателей, моющих и флюоресцентных средств, пластификаторов.
Сегодня не менее половины лекарственных препаратов являются гетероциклическими соединениями. Применение гетероциклов в медицине и сельском хозяйстве объясняется тем, что многие из них обладают высоким потенциалом биологической активности, который постоянно расширяется. Например, среди нуклеозидов 1,2,3-триазолов обнаружены высокоактивные противоопухолевые и противовирусные соединения (Преображенская М.Н., Мельник С.Я., 1984).
98
Известно, что производные 1,2,3-триазолов могут быть использованы как ингибиторы роста. Таким действием обладают, например, аминотриазолкарбоновые кислоты. При исследовании бензотриазолов как антагонистов роста оказалось, что 4-метокси-5-нитробензотриазол угнетает простейшее одноклеточное T.gelii, нуждающееся в гуанине, и тормозит развитие эмбриона R.pipiens (Gillespie H., Engelman M., Graff S., 1954). Упомянутое выше соединение ингибирует также деление клеток E. roN.
Установлено, что многие 1,2,3-триазолы проявляют противогрибковые свойства в отношении культуры Trychophiton gipseum. Так, значительную фунгицидную активность показали 1-фенил-4(5)-(арилоксиме-тил)-1,2,3-триазолы (Мадиханов Н., Махсумов А.Г., Аб-дугафуров И.А., Мухамедова Р.А., 1987), замещённые 2-арил-1,2,3-триазол-1-оксиды (Годовикова Т.И., Игнатьева Е.А., Хмельницкий Л.И., 1989), которые рекомендованы также в качестве инсектицидов, бактерицидов, нематоцидов.
В ряду синтезированных ранее нами 4-тринитрометил-1,2,3-триазо-лов (Соловьёв Н.А., 1990) также были найдены соединения, проявляющие фунгицидную активность. Например, 1-метил-4-тринитрометил-1,2,3-триазол (I) и 5-метоксикарбонил-4-тринитрометил-2Н-1,2,3-триазол (II) успешно прошли испытания во ВНИИ химических средств защиты растений и обнаружили значительную фунгицидную активность против мицелия фитопатогенного гриба Sclerotinia Sclerotiorum (процент подавления - 83 % у триазо-ла (I) и 67 % у триазола (II)):
(02N)3C-C-N
II II
Н-С N
СН3 (I)
(02N)3C - С = N
I I
СНзОС - С N
II \\ / О N
(II)
Эти же триазолы обладают инсектицидными свойствами. Они губительно воздействуют на тлю.
Установлено, что соли ^М-диалкилбензотриазолия обладают гербицидной активностью (Бойер Дж., 1965).
Синтезированные нами гидразиниевые соли 1-метил-(Ш), 2-метил-(М) и 5-метил-4-динитрометил-1,2,3-триазолов (V) также проявляют гербицидную активность. Они прошли испытания на ячмене во ВНИИ растениеводства им. акад. Н.И. Вавилова и рекомендованы к испытаниям как дефолианты (Соловьёв Н.А., 1990):
99
N - С - С - N02
II II II
N С NOONH3+NH2
\ /
N I
С Из (III)
N = С - С - NO,
I I II
HN С NOO‘NH3+NH2
\//\
N СН3 (V)
Дальнейшие испытания калиевых и гидразиниевых солей 4-динитро-метил-1,2,3-триазолов на гербицидную активность были продолжены уже в 2008-2009 гг. во Всероссийском научноисследовательском институте орошаемого бахчеводства (г. Камы-зяк) в рамках другого диссертационного исследования, выполненного на кафедре неорганической и биоорганической химии Астраханского государственного университета (Шевцова И.А., 2009). Результаты исследований показали, что данные соли проявляют различную гербицидную активность по отношению не только к сорнякам ячменя, но и сорнякам гороха и редиса (% подавления - 100), т. е. спектр воздействия на сорняки расширился. При этом оказалось, что наибольшей активностью по отношению к сорнякам указанных растений обладают калиевая (VI) и гидразиниевая (IV) соли 2-метилаци-4-динитрометил-1,2,3-триазола (на уровне эталонного препарата «Пиразолат») (Шевцова И.А., 2009), что подтверждает перспективность использования этих соединений как гербицидов:
N = С - С - N02
I I II
N С NOO'K+
/V/
Н3С N (VI)
Кроме 1,2,3-триазолов, биологической активностью обладают производные 1,2,4-оксадиазолов. В 1960 г. фармакологический скрининг выявил у трёх представителей 1,2,4-оксадиазольного ряда (оксоламин, ирригор, либексин) терапевтическую активность - коронарную, вазодиляторную и антитузивную (Grego M., 1962; Harsanyi K., 1966). В дальнейшем у ряда производных 5-[2-(R-
амино)алкиламино]-3^-фенил-1,2,4-оксадиазола обнаружили релаксационную активность (Aron-Samuel J.M.D., Demande Fr., 1973).
N = С - С - N02
1 I tl
H3C -N СИ NOO'NH3+NH2
\//
N
(IV)
100
Также среди производных 1,2,4-оксадиазола были найдены вещества с антиспазмалитической, анальгетической, противосудорожной активностями.
Широкая физиологическая активность характерна и для других представителей оксадиазолов. Так, 3-арил-1,2,4-оксадиазолы являются хорошими антигельминтными препаратами для собак, овец, проявляя при этом невысокую токсичность (Ainsworth C., 1967; Buting W.E., 1968). В 1999 г. в Германии были синтезированы и разделены рацемические смеси ряда оксадиазолов, которые обладали нейропротекторным действием и были пригодны для лечения ней-родегеративных заболеваний головного мозга различного происхождения.
В 2005 г. ряд соединений, полученных из 1,2,4-оксадиазолов, были проверены на генную токсичность. При этом часть соединений была проверена по Ames SOS Chromotest, в результате чего не было выявлено мутагенной деятельности по тесту Эймса для 3-(фенил-1,2,4-оксадиа-зол-5-ил)пропионовой кислоты.
Ряд производных 1,2,4-оксадиазол-3,5-дионов проявляют гербицидную и пестицидную активность.
Продолжаются исследования по противомикробной активности производных 1,2,4-оксадиазолов. Несмотря на определённый прогресс в этой области, данная проблема остаётся весьма актуальной. В первую очередь это касается возрастающей резистентности патогенных микроорганизмов к большинству известных антимикробных препаратов, а также повышенным уровнем их токсичности. В микробиологической лаборатории Астраханского государственного университета были проведены исследования по выявлению противомикробной активности у некоторых замещённых 5-динитрометил-1,2,4-оксадиазолов (Шевцова И.А., 2008).
При этом наибольшей активностью по отношению к четырём видам музейных штаммов микроорганизмов (Staphilococcus aureus 209-P, Streptococcus pneumonic, E. Coli O18, Pseudomоnas aeruginosa 165) (стандарт - гентамицина сульфат) обладают 2,2-динитро-2-(3-фенил-1,2,4-оксади-азол-5-ил)ацетонитрил (VII) и 2,2-динитро-2-(3-метил-1,2,4-оксадиазол-5-ил)ацетонитрил (VIII):
0 - С - C(N02)2
1 И I
N N CN
\\/
С
I
С6Н5 (VII)
0 - С-С(1\Ю2)2
1 II I
N N CN
\\ /
С
I
СНз (VIII)
101
Таким образом, результаты первичных биологических испытаний полинитрометильных соединений 1,2,3-триазольного и 1,2,4-оксадиазоль-ного рядов открывают перспективу получения новых средств защиты растений, а также антимикробных средств на основе указанных гетероциклических соединений.
Ю. С. Тверьянович
Индуцированное лазером осаждение металлов на диэлектрические поверхности из растворов
В докладе речь идет об исследованиях процесса формирования металлических дорожек на диэлектрических поверхностях в результате восстановления металлов из растворов их соединений под действием лазерного излучения, проводимых на кафедре лазерной химии и лазерного материаловедения СПбГУ. Этот процесс может носить как термоактивированный, так и фотоактивированный характер.
Метод лазерного осаждения металлов из растворов (ЛОМР) позволяет создавать проводящие дорожки сколь угодно сложной конфигурации, задаваемой управляющим компьютером с помощью трехкоординатной подвижки. Ширина дорожек может изменяться от микрон до сотен микрон. При этом они имеют толщину, соизмеримую с шириной. Применение технологии ЛОМР позволяет радикальным образом сократить многостадийный трудоемкий технологический процесс производства печатных плат высокой точности и устройств микрокоммутации и отказаться от высокоотходных и токсичных гальванических технологий.
К металлам, которые могут быть осаждены с помощью этого метода, относятся палладий (Pd), медь (Cu), никель (Ni), алюминий (Al), золото (Au), серебро (Ag) и др. Однако с точки зрения использования в устройствах микроэлектроники особый интерес из перечисленных металлов представляет медь, а также драгоценные металлы - золото и серебро, расход которых может быть радикально (в 3-4 раза) снижен по сравнению с действующими технологиями. В основе метода ЛОМР лежит так называемый процесс безэлектродного автокаталитического осаждения (БЭАО), который не требует использования внешних источников электрического поля. В результате фото- либо термо- инициированной химической реакции происходит восстановление металла из металлических комплексов на определенных каталитических центрах на поверхности подложки. Преимущества лазерного излучения позволяют управлять реакцией и контролировать процесс осаждения металла с мик-
102
