CC BY
11УДК 547 + 579.6
Гарабаджиу А.В.1, Целинский И.В.2, Гинак А.И.3, Рамш С.М.4, Лаврентьев А.Н.5
СОЮЗ ТОНКОГО ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА И БИОТЕХНОЛОГИИ - ОСНОВА ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ЭКОНОМИКИ
Рассмотрены достижения в научно исследовательской и учебной сферах факультета тонкого органического и микробиологического синтеза. Для кафедр факультета характерно органичное сочетание опыта и глубоких разработок традиционных сложившихся школ и новых прорывных разработок среднего и молодого поколения профессорско-преподавательского состава факультета. Неустанный поиск новых идей, технологий, подходов, опирающийся на более чем вековые традиции петербургской химической школы залог успеха науки и образования России.
Решением Ученого Совета института в феврале 1995 года инженерный химико-технологический факультет (ранее военно-химический факультет или спецфак) был преобразован в факультет тонкого органического и микробиологического синтеза.
В составе факультета есть пять выпускающих кафедр (три химического и биотехнологического профиля): кафедра химии и технологии органических соединений азота (заведующий кафедрой - доктор химических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ Целинский И.В.); Кафедра химии и технологии синтетических биологически активных веществ (заведующий кафедрой - доктор химических наук, профессор Лаврентьев А.Н.); кафедра химической технологии органических красителей и фототропных соединений (заведующий кафедрой - доктор химических наук, профессор Рамш); кафедра технологии микробиологического синтеза (заведующий кафедрой - доктор химических наук, профессор Гарабаджиу А.В.); кафедра молекулярной биотехнологии (заведующий кафедрой - доктор химических наук, профессор, член-корреспондент РАЕН А.И. Гинак).
Сегодня на факультете плодотворно работают 12 профессоров, 26 преподавателей, более 60 научных сотрудников, ежегодно на факультете обучаются 45 аспирантов и докторантов, более 450 студентов. За последние 10 лет на факультете подготовлено 180 кандидатов и 25 докторов наук.
Факультет готовит инженеров-технологов по общему направлению 55.08.00 «Химическая технология и биотехнология», включающему 4 специализации (по названию кафедр). Каждая специальность содержит ряд специализаций. С 1997 года на факультете организована подготовка бакалавров и магистров по направлению «Химическая технология и биотехнология». Факультет накопил большой опыт подготовки специалистов высшей квалификации - кандидатов и докторов наук. Учебный план и программы подготовки специалистов на кафедрах факультета формируются исходя из принципа фундаментальности высшего образования, максимальной гибкости и восприимчивости к меняющимся условиям времени и рынка труда. Профессорско-преподавательский коллектив факультета творчески обновляет курсы учебных дисциплин, разрабатывает новые спецкурсы с широким привлечением современных компьютерных технологий. Среди последних стоит отметить разработки профессоров кафедры ХТОСА В.А. Островского, кафедры химической технологии органических красителей и фототропных соединений Г.И. Колдобского, кафедры технологии микробиологического синтеза А.В. Гарабаджиу.
Факультет осуществляет подготовку инженеров-технологов широкого профиля. Кафедры химического направления готовят
1 Гарабаджиу Александр Васильевич, проф., д-р хим. наук, зав. каф. технологии микробиологического синтеза, декан фак. тонкого органического и микробиологического синтеза, тел. 315-14-36
2 Целинский Игорь Васильевич, проф., д-р хим. наук, зав. каф. химии и технологии органических соединений азота, тел. 315-11-34
3 Гинак Анатолий Иосифович, проф., д-р хим. наук, зав. каф. молекулярной биотехнологии, тел. 494-92-67
4 Рамш Станислав Михайлович, проф., д-р хим. наук, зав. каф. химической технологии органических красителей и фототропных соединений, тел. 794-92-69
5 Лаврентьев Анатолий Никитович, проф. д-р хим. наук, зав. каф. химии и технологии синтетических биологически активных веществ, тел. 494-93-79
Дата поступления - 4 июня 2008 г.
специалистов, способных плодотворно трудиться на предприятиях химической и оборонной промышленности, производящих продукты основного и тонкого органического синтеза, мономеры и полимеры, химические средства защиты растений, лекарственные препараты, пищевые добавки и ароматизаторы, синтетические моющие средства, высокоэнергетические вещества и материалы, органические красители, светочувствительные вещества и др. Кафедры биотехнологического профиля готовят специалистов по производству антибиотиков, ферментов, витаминов, биологических средств защиты растений, медицинских диагностикумов и др. Выпускники факультета успешно работают в НИИ, КБ, ведущих компаниях химического, микробиологического, экологического и медицинского профилей в качестве инженеров-исследователей и экспертов в торгово-промышленных, налоговых и таможенных организациях. Они составляют основной источник пополнения и обновления профессорско-преподавательских кадров высшей школы.
Факультет дал стране плеяду крупных ученых, организаторов производства и науки. Среди них заслуженный деятель науки и техники РФ, лауреат премии Совета Министров СССР, профессор И.В. Целинский, Член-корреспондент РАЕН, лауреат двух премий Совета Министров СССР, профессор А.И. Гинак; лауреат Государственной премии РФ, профессор Котомин; лауреат премии Правительства РФ, профессор Гарабаджиу А.В. Многие выпускники факультета возглавили научно - исследовательские институты, кафедры, крупные предприятия химического и оборонного комплексов.
Факультет является преемником и продолжателем научных школ, у истоков которых стояли выдающиеся российские ученые химики: академики А.Е. Порай-Кошиц и Н.Н. Ворожцов, профессора Вуколов и Л.И. Багал, В.Г. Немец, А.В. Ельцов, Е.Г. Сочилин, Б.В. Гидаспов и др. Профессорско-преподавательский состав, аспиранты и студенты факультета активно участвуют в научно - исследовательской работе, развивая лучшие традиции российской науки. Основные научные направления факультета неразрывно связаны с учебным процессом, подчеркивают его многообразие, глубину и актуальность. Синтез, исследование реакционной способности, изучение физико-химических и энергетических характеристик органических соединений азота, разработка технологий получения продуктов для синтеза красителей, синтетических моющих веществ, лекарственных препаратов, компонентов ракетных и специальных топлив, систем записи информации, исследования биосинтеза биологически активных веществ, разработка технологий утилизации отходов промышленных предприятий, сельского хозяйства и бытовых отходов, создание химических и био-
логических средств защиты растений - вот далеко неполный перечень научных интересов коллектива факультета.
Кафедра химии и технологии органических соединений азота
Кафедра химии и технологии органических соединений азота (ХТОСА) ведет свою родословную с 1926 г, когда в Ленинградском университете была организована лаборатория по-рохов и взрывчатых веществ (ВВ) под руководством профессора Вуколова С.П., ученика и соратника великого Д.И.Менделеева. Когда в 1930 г. в стране происходила реорганизация ВУЗ'ов и химические факультеты большинства институтов объединились в Ленинградском химико-технологическом институте, на базе университетской лаборатории порохов и ВВ был организован специальный (военно-промышленный) факультет для подготовки инженерных кадров для оборонной хи-миической промышленности в составе трех кафедр, включая кафедру взрывчатых веществ (ранее имевшую шифры «Д», «34» и «0814»). Заместителем декана факультета по научной работе и исполняющим обязанности заведующего кафедрой ВВ был назначен Л.И.Багал (профессор С.П. Вуколов был необоснованно репрессирован и до 1932 г находился в «шарашке»). По возвращении в Ленинград в конце 1932 г заведующим кафедрой стал С.П.Вуколов и возглавлял ее вплоть до своей смерти в 1940 г.
С 1940 по 1968 г. кафедрой заведовал Заслуженный деятель науки и техники РСФСР и ТатАССР, Лауреат государственной премии профессор Л.И Багал, с 1968 по 1977 г. Лауреат Ленинской и Государственной премий профессор Б. В. Гидаспов, с 1977 по 1988 г.- ученик Л.И.Багала профессор В.Д. Николаев, с 1988г по настоящее время - заслуженный деятель науки и техники РФ, Лауреат Премии Совета Министров СССР, профессор И.В. Целинский
За многолетнюю историю кафедры ее сотрудники и преподаватели внесли большой вклад в развитие химии и технологии энергетических материалов (ВВ, порохов, компонентов ракетных и специальных топлив), теории ВВ, органической и физической органической химии, развитие космической техники.
В довоенное время и в годы Великой отечественной войны коллектив кафедры активно работал на оборону страны -была разработана технология получения ароматических по-линитросоединений и их сплавов, расширена сырьевая база штатных бризантных и инициирующих ВВ, освоено производство боеприпасов для фронта. Под руководством профессора кафедры, ныне академика РАН В.С.Шпака было организовано производство наиболее мощного на то время бризантного ВВ- гексогена.
В послевоенные годы кафедра активно включилась в работу по синтезу и разработке технологии новых мощных ВВ класса алифатических, алициклических, гетероциклических и каркасных нитро- и нитроаминосоединений. Новая тематика явилась важным этапом в жизни кафедры. Она способствовала расширению научного кругозора сотрудников, внедрению новых методов эксперимента, усилению физико-химических исследований, углублению теоретического уровня работ.
Под руководством Л.И.Багала и Е.Л.Голода в 1958 г была открыта новая реакция деструктивного нитрования полини-трокарбонильных соединений с образованием гексанитроэ-тана и пентанитроалканов как окислителей топливных композиций. Были разработаны методы синтеза полинитропро-изводных каркасных углеводородов - адамантана и других полициклических соединений. Научный задел в этом направлении позволил в дальнейшем осуществить развитие методов адамантилирования азотсодержащих гетероциклов с целью получения потенциально биологически активных веществ (Е.Л.Голод, М.С.Певзнер, В.В.Сараев, А.С.Гаврилов, В.Г.Цы-пин и др).
Широкие исследования были проведены в области синтеза мощных ВВ в ряду сложных эфиров, ортоэфиров и ацета-лей полинитроспиртов (В.Д. Николаев, М.Л.Багал, М.А.Ищен-ко, И.Н.Айзенштадт, С.Ф. Мельникова и др).
Одним из наиболее перспективных и широко развернутых направлений работ кафедры было получение новых энергетических материалов в ряду полинитроалкилнитроаминов, для некоторых из них были отработаны технологические процессы производств.
Наряду с синтезом новых ВВ класса нитроаминов продолжались исследования в области технологии штатных ВВ -гек-согена и октогена. Последний был получен на кафедре в 1951 г впервые в СССР (В.С.Шпак, В.Л.Козлова, Л.И.Галкина). В дальнейшем в работах принимали участие А.А.Яковлев, В.И.Сорокин, И.М.Голубков, И.Г.Чезлов и др. На кафедре совместно с СКТБ «Технолог», а также с ГОС НИИ «Кристалл» была разработана периодическая и непрерывная технологии получения октогена, реализованные в промышленности.
За успешное выполнении этой работы и создание высокоэнергетических композиций профессора Л.И.Багал и Д.С. Аванесов были удостоены звания Лауреатов Государственной Премии СССР, а ряд сотрудников кафедры и СКТБ награждены орденами СССР.
Одной из славных вершин научной работы кафедры явилось участие в создании опытной технологии нового класса экологически чистых неорганических окислителей - солей динитроа-мида, открытых в 1970-1971 г. учеными ИОХ АН СССР. За успешное выполнение комплекса работ в области создания и внедрения в новую технику производных динитроамида директор СКТБ «Технолог» и заведующий кафедрой ХТОСА профессор Б.В.Гидаспов был удостоен звания Лауреата Ленинской премии, профессор Селиванов В.Ф. - Государственной премии СССР.
Следует отметить, что аналогичные работы американских авторов появились на 18 лет позже работ советских ученых.
Широкие исследования впервые проведены на кафедре в 60-е-70-е годы по разработке методов синтеза и первичной технологии получения алифатических полиазидосоединений как активных пластификаторов и мономеров для составов реактивных топлив и порохов (И.Н.Шохор, К.А.Несслер, И.В.Це-линский, С.Ф.Мельникова, Т.Г.Кожевникова, Т.В.Романова, М.В.Соколова. А.А.Кирюшкин и др). Совместно с кафедрой ХТВМС и СКТБ «Технолог» создана пилотная установка для наработки энергетических материалов этого типа и изучения их в качестве компонентов топлив различного назначения.
Важным научным направлением кафедры, созданным по инициативе Л.И.Багала в середине 60-х годов, явилась химия и технология гетероароматических полиазотистых соединений (три- и тетразолы, оксадиазолы и их ^оксиды). Это направление, обеспечившее приоритет кафедры как в масштабах страны, так и в мировой науке, активно развивалось под руководством учеников Л.И. Багала - М.С.Певзнера, Т.П.Кофман, Г.И.Колдобского, И.В.Целинского, С.Ф.Мельниковой,
B.А.Островского. Важные проблемы химии полиазотистых соединений исследовались в группах под руководством А.А.Астратьева, М.Д.Болдырева, В.Н.Андреева, А.Г.Базано-ва, Е.Л.Голода, М.А.Илюшина, Л.Л.Кузнецова, М.Б.Щербинина.
Успешная разработка методов синтеза и опытных технологий энергетических полиазотистых соединений и полимерных композиций на их основе была отмечена премией Совета Министров СССР 1990 г, которой были удостоены сотрудники кафедры и СКТБ «Технолог» С.Ф.Мельникова, И.В.Крауклиш, И.В.Целинский, Р.А.Кузнецов и А.Б.Кошоков.
Научный задел в области химии полиазотистых гетероциклов, накопленный в эти годы, позволил успешно развивать данное научное направление вплоть до настоящего времени применительно к задачам создания современных фармацевтических препаратов и биологически активных веществ, материалов для генной инженерии, селективных сорбентов, лигандов для металлокомплексных катализаторов, светочувствительных инициирующих ВВ класса координационных соединений переходных металлов (Г.И.Колдобский, В.А.Островский,
C.Ф.Мельникова, М.А.Илюшин и др).
Неотъемлемой составной частью исследований в области энергетических материалов на протяжении всего периода существования кафедры являются работы в области теории горения и взрыва, создания и исследования композиционных материалов, взрывных устройств и детонационных систем на их основе. Основоположниками этого научного направления были Лауреат Государственной премии профессор Д.С.Аванесов, доцент Л.Г.Рукин, его развивали в течение ряда лет ученики Л.И.Багала и Д.С.Аванесова - д.т.н. О.И.Шаповалов, Лауреат Государственной премии, профессор Котомин А.А., Лауреат Государственной премии, доцент А.П.Егоров, Лауреат Государственной премии, д.т.н. С.А.Душенок, к.т.н., доцент Лоскутова Л.А.и другие.
В результате выполненных на кафедре и СКТБ «Технолог» обширных теоретических и экспериментальных исследований
б к
созданы научные основы разработки пластичных и эластичных композиционных энергетических материалов и изделий на их основе, использованных в космической технике - космических аппаратах «Венера», «Марс», «Венера-Комета Галлея», «Фобос», «Скиппер», «Марс-96», «Интербол» и др. [1].
Научные исследования кафедры всегда находились в тесной связи с учебным процессом и способствовали повышению качества обучения. В настоящее время кафедра осуществляет подготовку специалистов по специальности 240701-«Хи-мическая технология органических соединений азота» в соответствии с Государственным образовательным стандартом 2-го поколения. Наряду с традиционными лекционными курсами, как «Химия энергоемких соединений», «Химическая физика энергоемких материалов», «Химическая технология энергоемких материалов», на кафедре читаются дисциплины специализаций: «Химико-технологические основы переработки ни-тросоединений», «Молекулярный дизайн и стратегия тонкого органического синтеза», «Гибкие производства малотоннажных химических продуктов», «Гетероциклические соединения азота», «Свойства и применение ПАВ», «Синтетические лекарственные препараты» и другие. В учебном процессе участвуют профессора, доктора наук В.Д.Николаев, И.В.Целинский, М.А.Илюшин, В.А.Островский, RE Трифонов, доценты, кандидаты наук С.Ф.Мельникова, А.П.Егоров, ст. преподаватель, к.х.н. Путис С.М.
Учебный процесс и научные исследования обслуживают профилированные аналитическая, физико-химическая и термохимическая лаборатории, оснащенные современными приборами (ИК спектрометры Shimadzu FTIR 8400, Specord IR 80, УФ спектрометры Shimadzu UV -2401 РС, Specord UV-VIS, газожидкостные хроматографы Shimadzu GC17AAF, Миллихром-4, Хромос 1000.1, жидкостные хроматографы высокого давления Shimadzu HPLC, 10 AVP, CHN-анализатор Hewlett-Packard 185B, термохимический измерительно-вычислительный комплекс «Вулкан-В», калориметры, дериватограф, скоростной фотометр, компьютерный класс в составе 8 персональных компьютеров класса «Пентиум» с необходимым программным обеспечением, около 15 ПК в исследовательских группах.
На кафедре с 2001 г. функционирует учебно-научный центр «Высокие технологии энергетических материалов», одновременно являющийся подразделением регионального центра коллективного пользования «Материаловедение и диагностика в передовых технологиях».
Сочетание педагогической и научно-исследовательской работы, которую выполняют все преподаватели кафедры, позволяют студентам заниматься научными исследованиями начиная с младших курсов. О высоком уровне научных работ студентов свидетельствуют многочисленные награды за участие в городских и общероссийских конкурсах и олимпиадах. Лауреатами конкурса грантов администрации Санкт-Петербурга в 2004-2006 г.г. были С.Д.Шапошников, А.С.Козлов, С.М.Путис, С.Е.Морозова, К.Ю.Есиков; гранты ОАО «Нитровзрыв» получили в 2005-2007 г.г. А.Бушуев, М.Аржанова, М.Трапезников.
За последние 20 лет аспирантами и соискателями кафедры защищено более 80 кандидатских и 11 докторских диссертаций. Всего за время существования кафедры подготовлено более 3200 инженеров химиков-технологов и специалистов высшей квалификации.
Ежегодно преподаватели и сотрудники кафедры совместно со студентами и аспирантами публикуют 30-40 научных статей и обзоров в ведущих отечественных и зарубежных журналах [2-5];; за период с 2003 по 2007 г подготовлено и издано 15 монографий, текстов лекций, учебных и методических пособий [6-9]. В 2005 г. сотрудники кафедры- профессор В.А.Островский, асс. А.А.Малин, асп. С.Е.Морозова. асп. К.Ю. Есиков получили премию издательства МАИК-наука/интерпериодика за лучшую серию публикаций в академических журналах; в 2008 г. вышла фундаментальная монография по химии гетероциклических соединений под ред. А.Катрицкого (США), соавторами которой являются профессора В.А.Островский. Г.И.Колдо-бский и Р.Е.Трифонов [10].
Ежегодный объем НИР кафедры по госбюджету, хоздоговорам, грантам и контрактам составляет 6-10 млн. руб.
Кафедра химии и технологии синтетических биологически активных соединений
Научная работа кафедры всегда соответствовала и соответствует профилю выпускаемых специалистов.
За 78 лет работы на кафедре сложилась научная школа, основателями которой являются академик Разуваев Г.А, профессор Немец В.Г., профессор Сучилин Е.Г.
На базе глубоких научных исследований химии и биологически активных свойств элементов V группы Периодической системы образовалось очень плодотворное научное направление - синтез противоопухолевых соединений. На этом направлении было защищено несколько докторских диссертаций (Немец В.Г., Ивин Б.А., Слесарив В.И.) много кандидатских диссертаций. Получены и внедрены в лечебную практику препараты «Новоэмбихин», «До-пан», «Нордопан», «Фторметасарколизин», «Фтордопан». За внедрение «Новоэмбихина» профессору немцу В.Г. в 1951 году была присуждена Сталинская премия (государственная).
Естественным дополнением развития этих работ стало изучение химических средств борьбы со СПИДом.
С 50-х годов на кафедре развернулись исследования с целью поиска новых путей синтеза фосфорорганических соединений и их многоцелевого использования. Эти исследования соединились с новым перспективным направлением поиска БАВ - с химией фтора и дало начало новому научному направлению - химии поли- и перфторалкильных производных фосфора и других элементов (профессор Лаврентьев А.Н.).
Успешно развивают это направление профессор Масленников И.Г. и профессор Крутиков В.И.
Постоянный творческий поиск и широта научных интересов коллектива позволили применить научный потенциал кафедры для решения проблем в области химических средств защиты растений (профессор Сочилин Е.Г., Профессор Гинак А.И., профессор Рамш В.И.).
Начиная с 80-х годов кафедра подключилась к исследованиям по поиску различных способов эффективной утилизации и уничтожения БОВ (Лаврентьев А.Н., Крутиков В.И.).
Результаты этой работы дали возможность, в том числе и объективно, оценить процессы, происходящие на дне Балтийского моря, куда после войны были сброшены трофейные химические боеприпасы.
Несмотря на известные всем особенности и трудности нынешнего «развития» государственной политики в области высшего образования и вузовской науки, перечисленные традиционные научные направления сохранились и развиваются.
Кафедра химической технологии
органических красителей и фототропных соединений
Кафедра химической технологии органических красителей и фототропных соединений - одна из старейших кафедр не только Технологического института, но и всех технических вузов России. Она ведет свое начало с 1834 г. В свое время ее возглавляли крупные ученые-химики Н.И. Витт, Ф.Ф. Илиш, Н.П. Ильин, Л.Г. Богаевский, академик А.Е. Порай-Кошиц, Б.А. По-рай-Кошиц, А.В. Ельцов. С 1999 г. кафедрой заведует д. х. н. профессор С.М. Рамш.
За многолетнюю историю кафедры ее сотрудники внесли большой вклад в развитие органической химии, теории цветности и теории крашения, химии и технологии ароматических диазосоединений и азокрасителей, внедрение физико-химических методов исследования в химию красителей, изучение химических свойств и реакционной способности ароматических и гетероароматических соединений.
Прикладные разработки кафедры всегда имели большое народно-хозяйственное значение. Были решены задачи, связанные с разработкой новых технологий промежуточных продуктов и красителей, созданием полимерных пленочных светофильтров для теле-, кино- и фотоаппаратуры и организацией их производства. Были синтезированы светочувствительные диазосоединения для диазотипии, разработаны и внедрены оригинальные фоторезисты для микроэлектроники и полиграфии. В сотрудничестве с фармакологами были разработаны и внедрены в практику здравоохранения новые лекарственные препараты, и среди них - знаменитый дибазол.
Колористическая школа кафедры красителей добилась значительных успехов в изучении свойств синтетических красителей и развитии физической химии крашения. Успешно развивались исследования в области светостойкости красителей. Были разработаны рецептуры для крашения различных субстратов, оригинальные методы светостойкого колорирования природного янтаря для «Янтарной комнаты» в Екатерининском дворце г. Пушкина.
54 .д
С 70-х годов прошлого века на кафедре проводились фундаментальные исследования в области теоретической и прикладной фотохимии, получившие признание научной общественности в стране и за рубежом. Были синтезированы и исследованы соединения спиропиранового ряда, аналоги соединений Чичибабина и другие фотохромные соединения, пригодные для обратимой записи информации с помощью света. Был выполнен цикл работ по аккумуляции солнечной энергии, созданы уникальные фотохимические установки для научных исследований. В числе первых в России на кафедре были начаты исследования влияния микроволнового излучения на протекание реакций органического синтеза. В последние десятилетия особое место на кафедре занимали исследования в области химии тетразола, межфазного катализа с использованием солей тетразолия, синтеза новых биологически активных соединений триазепинового ряда.
Впечатляющие научные достижения кафедры красителей неотделимы от традиционно высокого качества подготовки специалистов. Симбиоз науки и образования характерен для всей ее истории. Выдающиеся ученые, работавшие на кафедре, всегда уделяли первостепенное внимание организации учебного процесса, содержанию и методам преподавания специальных дисциплин, сочетанию инженерно-технологической и научно-исследовательской подготовки будущих инженеров и исследователей.
На кафедре бережно относятся к традициям, сохраняют достижения научно-педагогической школы, постоянно совершенствуют учебный процесс, расширяют тематику научных исследований. В последние годы разработаны и внедрены в учебный процесс новый учебный план, учебно-методические комплексы по специальным дисциплинам и дисциплинам специализации.
Кафедра готовит специалистов по специальности «Химическая технология органических веществ», но традиционно специализируется в области тонкого органического синтеза - химии и технологии органических красителей. Сотрудники кафедры подготовили множество учебников, учебных пособий, монографий, перевели лучшие зарубежные книги по специальности. За долгую историю на кафедре подготовлены тысячи инженеров-технологов, сотни кандидатов и десятки докторов наук. Выпускники кафедры работают преподавателями вузов, научными сотрудниками научно-исследовательских организаций, технологами, главными специалистами и руководителями предприятий анилинокрасочной, химико-фармацевтической и других отраслей химической промышленности. Ряд выпускников добились успехов в собственном бизнесе.
Наряду с сохранением основных направлений научных исследований и прикладных разработок в последние годы предпринимаются усилия к нахождению новых точек приложения и роста научно-исследовательского потенциала кафедры. Под руководством д. т. н. Т.А. Юрре синтезированы метал-лофталоцианины с е-, с1- и 1 элементами с различными периферийными заместителями и аксиальными лигандами. Эти соединения выступают как «строительные» функциональные блоки при конструировании супрамолекулярных наногетеро-структур различной архитектуры с полупроводниковыми свойствами. В сотрудничестве с ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН проведено систематическое исследование физико-химических свойств синтезированных металлофталоцианинов. Определены их фундаментальные фотоэлектрические параметры, характеризующие способность данных соединений выступать в качестве фотогенерирующих и/или транспортных слоев в опто-электронных преобразователях энергии. Комплекс проведенных исследований привел к разработке фотоуправляемых супрамолекулярных систем на основе фталоцианинов. Установлена возможность их применения в качестве мультипо-лосных фотопреобразователей энергии с контролируемым спектральным контуром максимальной фоточувствительности. В результате получена модель органической ячейки солнечных батарей - перспективного альтернативного источника энергии.
Под руководством к. х. н. Л.И. Рудой разрабатываются методы синтеза и дизайна полимерных материалов, образующих однородные и в высшей степени упорядоченные пленки, применяемые при создании гибких высокоэффективных солнечных элементов. Совместно с ИВС РАН проводится оценка возможности их использования при конструировании тонкопле-
ночных органических солнечных элементов (фотовольтаиче-ских ячеек). В рамках данного направления проведены фундаментальные исследования, касающиеся изучения физико-химических свойств и способности к мезоморфизму нового класса жестко-гибких полиэфиров с нестандартными нелинейными асимметричными мезогенами. Такие полиэфиры используются для изготовления абсорбирующих слоев на основе термотропных жидкокристаллических полимеров со сложными нелинейными Т- или V-образными бинарными мезо-генными фрагментами, состоящими из электронодонорной и электроноакцепторной частей, ковалентно соединенных друг с другом [11].
Этой же научной группой созданы уникальные полифункциональные фоторезисты - термостойкие фотолаки ФПТ 140 и ФПТ 1-40 Б1. Эти «умные» полифункциональные полимеры и композиции, используемые в технологиях изготовления микроэлектронных изделий, играют важную роль в создании новых миниатюрных приборов, определяющих развитие микро- и наносистемной техники. Термостойкие фотолаки могут использоваться как резистный материал для микроэлектроники, маска для травления полупроводниковых подложек, меж-слойный диэлектрик, защитное покрытие (в том числе для оптоволокна), матрицы цветных светофильтров для активно-матричных жидкокристаллических экранов, а также для создания электретных субминиатюрных сенсоров.
Д.х.н. А.И. Поняевым существенно расширены представления об обратимых фотохимических реакциях гетероциклических нитросоединений. Выявлены закономерности обратимой фотохимической реакции окрашиваниеобесцвечивание в рядах нафтотиазиновых и акридиновых спиропиранов. В рамках решения проблемы аккумулирования солнечной энергии путем фотокаталитического разложения воды получены новые ксантеновые красители с повышенной эффективностью преобразования и фотостойкостью. Созданная двухкомпонентная фотокаталитическая система на основе тетрабромтиофлуо-ресцеина эффективно проработала сотни часов с начальной квантовой эффективностью 15%.
К.х.н. доцентом В.В. Шабуровым предложена комплексная программа по химической утилизации тротила. Внедрены в практику хроматографический и электрофоретический методы идентификации синтетических красителей в алкогольных напитках. Синтезирован сольватохромный индикатор для определения полярности органических сред. Предложен оригинальный комплексный подход к созданию таймер-индикаторов для контроля косметических процедур.
К.х.н. доцентом Н.Б. Соколовой создан новый пожаробезопасный пенетрат для контроля поверхностных и сквозных дефектов.
Под руководством д.х.н. профессора Г.И. Колдобского найдены новые высокоэффективные катализаторы межфазного переноса - соли тетразолия. Разработан способ получения ранее труднодоступных бензотриазепинов. Показана высокая эффективность применения микроволновой активации (МВА) при получении тетразолов. Обнаружено влияние МВА на региоселективность алкилирования 5-замещен-ных тетразолов. Открыты уникальные реакции и термопревращения тетразолов [12].
Д.х.н. профессором С.М. Рамшем обнаружена новая ре-циклизация в ряду 5-арилиденпсевдотиогидантоинов, установлен ее механизм и выделены промежуточные продукты. Впервые осуществлено переаминирование циклического основания Манниха аминокислотами.
Кафедра технологии микробиологического синтеза
Кафедра технологии микробиологического синтеза (ТМС) была основана в 1975 году. Это был период бурного развития новой отрасли науки и техники - промышленной биотехнологии.
У истоков биотехнологии в нашем институте стояли известный нефтехимик профессор В.А. Проскуряков и его ученик - профессор В.И. Яковлев.
Созданная под руководством В.И. Яковлева в 1972 году отраслевая лаборатория Главмикробиопрома «Новые источники сырья для микробиологического синтеза» стала базой для создания новой кафедры.
С момента основания в 1975 году и до 2001 года кафедрой бессменно руководил д.т.н., профессор В.И. Яковлев. В 2001
году кафедру возглавил д.х.н., профессор А.В. Гарабаджиу. С приходом А.В. Гарабаджиу, наряду с сохранением традиционных направлений, кафедра стала развивать прикладные разработки в области переработки и утилизации твердых бытовых отходов, создания ветеринарных пробиотических препаратов. В сотрудничестве с ЗАО «Экопром», ЗАО «Илма-Эко» и рядом других экологических компаний ведутся работы в области переработки нефтешламов, очистки почв и сточных вод от не-фтезагрязнений и полиароматических углеводородов.
Несмотря на сложные времена, кафедре удалось сохранить свой основной профессорско-преподавательский состав. Коллектив кафедры поддерживает тесные связи и сотрудничает в научных исследованиях со специалистами из ГосНИИ особо чистых биопрепаратов, Всероссийского НИИ защиты растений, Всероссийского НИИ сельскохозяйственной микробиологии, ВНИИ пищевых ароматизаторов, кислот и красителей, Ботанического института им. Комарова, Медицинского университета им. И.П. Павлова, СПбГУ, РХТУ им. Д.И. Менделеева, Института новых антибиотиков, ВИЛАР Института биоорганической химии им. Шемякина и Овчинникова РАН, Института микробиологии НАН Армении, Ереванского государственного университета, Института микробиологии НАН Белоруссии, Института ботаники им. Холодного (Украина), Технического университета Гамбурга (Германия), Исследовательского центра фирмы «Тайо Кагаку» (Япония), Сельскохозяйственного университета Вагенингенина (Нидерланды), Гёттингенского университета (Германия), Университета Мон-пелье (Франция), Университета Мансура (Египет), Университета Сиены (Италия), Амала центра по изучению рака (Индия), Китайского университета Гонконга (Китай).
К.т.н., доцент Шамцян М.М. разработал новый способ производства молочной кислоты прямой ферментацией бактерией Streptococcus bovis крахмал и инулин содержащего сырья, в том числе отходов переработки сельскохозяйственной продукции.
Работа, проведенная в 2001-2003 гг. по проекту INTAS FOOD 00-876, в 2005-2006 гг. была продолжена в рамках проекта INTAS 04-84-328.
Результаты работ опубликованы в журналах Биотехнология, Journal of Biological Physics and Chemistry, Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья, а также доложены на многих международных конференциях в России и за рубежом, получено два патента РФ [13, 14].
Под непосредственным руководством заведующего кафедрой, д.х.н., профессора Гарабаджиу А.В. разработана комплексная технология переработки твердых бытовых отходов (ТБО) и ускоренной рекультивации существующих полигонов твердых отходов, основанная на технологии компостирования ТБО и исключающая экологически опасный процесс сжигания. Предложен способ управления эмиссией парниковых газов из свалочного тела полигонов, позволяющий сократить проблемные выбросы на 50% и более.
Результаты работ опубликованы в ведущих научно-технических изданиях: «Журнал прикладной химии», «Проблемы управления рисками в техносфере», «Вестник биотехнологии и физико-химической биологии» [15]. По результатам работы выпущено две монографии [16,17].
Разработанные на кафедре технологии внедрены в действующее производство по переработке ТБО в Санкт - Петербурге. Большой интерес к энерго- и ресурсосберегающим технологиям нового поколения проявили правительства г. Москвы, республики Карелия, администрации городов Великий Новгород, Надым, региона Кавказских Минеральных Вод.
За цикл работ по биотехнологиям утилизации бытовых отходов профессор А.В. Гарабаджиу был в 2006 году удостоен премии Правительства РФ в области науки и техники.
К.б.н. Козлов Г.В. и к.б.н. Малахова Д.В. разработали ряд технологии очистки почв и водных объектов от нефти и нефтепродуктов, полиароматических углеводородов для различных областей использования (городские газоны, про-мплощадки, сельхозугодия). Созданы технологии утилизации нефтешламов, твердых отходов содержащих высокие концентрации ПАУ, очистки грунтов с сильным сопутствующим загрязнением тяжелыми металлами загрязнением [18].
При изучении биодеструкции ПАУ обнаружено явление перераспределения вещества между компонентами смеси ПАУ и промежуточное накопление многоядерных веществ при
фотолизе и биодеструкции. Для ряда микроорганизмов впервые установлена способность разрушать ПАУ.
К.б.н., доцент Няникова Г.Г. разработала препараты «Био-гумикор» и «Биолигногумат» на основе лигногуматов, растительных отходов и почвенных бактерий, а также препараты «Бактохит», «Бактохитэл» и «Бактохитан», представляющие собой иммобилизованные на хитине и хитозане бактерии Bacillus mucilaginosus.
Разработан биосорбент как экореабилитирующая добавка в почву, позволяющая существенно снизить содержание в ней тяжелых металлов (Патент РФ № 2140454).
Ею предложены препараты на основе хитозана и оптимизирована схема их применения в качестве технологической добавки при изготовлении алкогольной продукции с целью де-метализации вин, предупреждения коллоидных помутнений и болезней вин (Патент РФ № 2244740). Предложенные нами препараты отличаются от традиционно используемых своей нетоксичностью, высокой эффективностью, инертностью по отношению к обрабатываемому материалу, что не сказывается негативно на органолептических характеристиках напитков, разработан оригинальный экспресс-метод определения наличия синтетических пищевых красителей в винодельческой продукции (Положительное решение по заявке № 2006134948). По сравнению с известными методиками, данный способ позволяет значительно сократить время анализа, снизить затраты на его проведение, исключает использование вредных для здоровья химических веществ. В настоящее время разрабатывается тест-система, работающая на основе предлагаемого метода [19].
Данное направление является приоритетным и особенно актуально в связи с принятой Правительством РФ программой, направленной на улучшение качества жизни граждан России.
Все вышеперечисленные научные исследования выполняются при активном участии студентов и аспирантов. За последние 10 лет результаты этих работ опубликованы в виде 86 статей, более 150 докладов на региональных и международных конференциях.
Новые направления в биотехнологияи находят живое отражение в курсах специальных дисциплин, читаемых на кафедре. В содружестве с коллективом кафедры микробиологии Санкт - Петербургской химико - фармацевтической академии выпущены учебные пособия с грифом УМО Минобрнауки посвященные проблемам иммуно- и нанобиотехнологии [20, 21]. Готовится к изданию учебное пособие по курсам «Биохимия», «Экологическая биотехнология».
Кафедра молекулярной биотехнологии
В 1976 году на базе всесоюзного института антибиотиков и ферментов медицинского назначения была создана кафедра молекулярной биотехнологии.
С 1976 по 1982 годы ее возглавлял член-корреспондент АН Академии медицинских наук, доктор биологических наук И.М. Терешин. Работы И.М. Терешина в области изучения механизмов возникновения и передачи устойчивости патогенных микроорганизмов к лекарственным препаратам, а так же поиска путей ее преодоления получили широкую известность среди отечественных и зарубежных специалистов.
С 1982 года и по настоящее время кафедру возглавляет член - корреспондент РАЕН, д.х.н., профессор А.И. Гинак. Под руководством Анатолия Иосифовича развивается одно из наиболее перспективных направлений органической химии - твердофазный синтез биологически активных соединений. Особое место в этих исследованиях уделяется изучению особенностей реакций нуклеофильного замещения в органических кристаллах и влияния кристаллической структуры на их реакционную способность. Внедрение новых твердофазных методов синтеза, позволяющие селективно синтезировать заранее заданные изомеры с выходом до 99%, в промышленности позволяет создавать принципиально новые химический производства.
А.И. Гинак автор более двухсот научных работ и 95 патентов СССР и РФ. Под его руководством подготовлено 40 кандидатов и 8 докторов наук.
За внедрение ряда препаратов в промышленное производство он удостоен звания Почетный химик СССР, двух премий Совета Министров СССР в 1976 и 1978 годах, ордена «Знак Почета», премий и дипломов ВХО им. Д.И. Менделеева.
56 .д
Работники кафедры помимо преподавательской деятельности активно включены в научно-исследовательскую работу.
Под руководством доцента, д.б.н. Д.О. Виноходова разрабатываются научные основы биотестирования. В результате проведенных исследований сформулирована единая концепция биотестирования, найдены способы стандартизации процесса подготовки биотестов, а так же методы управления биологической тест-системой [22, 23]. Теория биотестирования тесно связана с практикой: к настоящему времени создан первый отечественный токсикит - сухой препарат для экспрессной оценки токсичности окружающей среды, приготовленный на основе цист покоя одноклеточного почвенного организма Colpoda steinii. Широкое внедрение этого препарата в практику экологических лабораторий и лабораторий сельскохозяйственных предприятий позволило существенно ускорить многие аналитические процедуры. На основе этого метода разработан ГОСТ 13496.7-97 «Зерно фуражное. Продукты его переработки, комбикорма: Методы определения токсичности».
По результатам работы защищена докторская диссертация, издана монография, получено 4 патента.
Еще одним научным направлением кафедры является разработка и внедрение биотехнических систем экспресс-диагностики заболеваний человека и животных. Созданы новые среды и тест-наборы для идентификации антибиотикочув-ствительности широкого спектра патогенных и условно патогенных микроорганизмов.
В содружестве с инженерными подразделениями института специалистами кафедры значительно усовершенствованы способы мембранного хроматографического разделения белков и других биологических макромолекул, что позволило найти новые подходы к очистке и иммобилизации биологически активных веществ и создать новые типы промышленных биотехнологических аппаратов и внедрить их в производство на предприятиях по изготовлению вакцин.
За прошедшее десятилетие кафедры факультета активно развивали перспективные научные направления, получили результаты, которые признаны как научным сообществом, так и руководством страны. На факультете удалось переломить тенденцию старения профессорско-преподавательского состава, омолодить коллективы кафедр. Но главное достижение факультета и института в том, что научные достижения факультета не легли «под сукно», а оказались востребованными промышленностью России, которая восстанавливается после 15 лет реформ. Огромную роль в этом процессе играют наши выпускники. Они возрождают традиционные отрасли и развивают новые направления химии и биотехнологии, делают то дело, для которого и был основан первый в России Практический Технологический Институт.
Литература
1. А.А. Котомин, С.А. Душенок, А.С. Козлов. Современные и перспективные высокоэнергетические материалы в системах детонационной автоматики аэрокосмических аппаратов. Общероссийский научн.-техн. журнал "Полет", № 8, 2005, с. 51-60.
2. R.E. Trifonov, I.Alkosta, V.A. Ostrovskii, J.Elguero. Theoretical study ofthetautomerism and ionization of 5-substituted NH-tetrazoles. J. Mol. Structure (Theochem), 2004, vol. 668, p. 123-132.
3. R.E. Trifonov, V.A. Ostrovskii, J.Elguero et al. Basicity of NH-and N-Methyl-1,2,3-triazoles in the gas phase, in solution, and in the solid state. Eur. J. Org. Chem., 2001, № 16, p. 3013-3024.
4. M.A. Ilyushin, I.V. Tselinsky. The influence of the structure of the salts of azoles upon the processes of their thermal and lazer initiation. Central. Eur. J. Energ. Mater., 2006, vol. 3, № 1-2, p. 39-50.
5. A.B. Sheremetev, S.F. Melnikova, I.V. Tselinsky et al., Desilylative nitration of C, N-disilylated 3-amino-4-methylfurazan. J. Heterocycl. Chem., 2005, vol. 42, p. 12371242.
6. И.В. Целинский, А.С. Дудырев, М.А. Илюшин."Химические технологии", монография, под ред. акад. П.Д. Саркисова. М., РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2003г, с. 403-488.
7. М.А. Илюшин, И.В. Целинский. Разработка компонен-
тов высокоэнергетических композиций", монография. СПб, ЛГУ им. А.С. Пушкина, 2006г, 148 с.
8. И.В. Целинский, И.В Шугалей, С.Ф. Мельникова. Геометрия молекул и спектроскопия нитросоединений. Учебное пособие, СПб, Изд. СПбГТИ(ТУ), ИК "Синтез", 2007, 125 с.
9. И.В. Целинский. Химия и технология ВВ класса алифатических и алициклических нитросоединений. Текст лекций. СПб, Изд. СПбГТИ(ТУ), ИК "Синтез", 2002, 118 с.
10. "Comprehensive Heterocyclic Chemistry", Ed. by A.R. Ka-tritzky et al; Elsevier, Oxford, 2008, Vol. 6, p. 257-424. Глава: Тетразолы. Авторы: В.А. Островский, Г.И. Колдобский, Р.Е. Трифонов.
11. Iourre T.A., Rudaya L.I., Klimova N.V. Organic Photoconducting Materials // Polymers, Phosphors, and Voltaics for Radioisotope Microbatteries / Eds. K.E. Bower, Y.A. Bar-banel, Y.G. Shreter, G.W. Bohnert.-Boca Raton e. a.: CRC Press, 2002.-P. 389-440.
12. Ostrovskii V.A., Koldobskii G.I., Trifonov R.E. Tetrazoles // Comprehensive Heterocyclic Chemistry III, Vol. 6 / Eds. Alan R. Katritzky, Christopher A. Ramsden, Eric F.V. Scriven, Richard J.K. Taylor.-Oxford: Elsevier, 2008.-P. 257-423.
13. Шамцян М.М., Солодовник К.А., Яковлев В.И. Биосинтез молочной кислоты из крахмал- и инулинсодержа-щего сырья культурой Streptococcus bovis Биотехнология, 2002, N. 4, с. 61-70.
14. Shamtsyan M., Konusova V., Maksimova Y., Goloshchev A., Panchenko A., SimbirtsevA., Petrishchev N., Denisova N. Immunomodulating and antitumor action of extracts of several mushrooms. Journal of Biotechnology, 2004, V. 113, Issues 1-3, 77-83.
15. Гарабаджиу А. В., Галынкин В. А., Козлов Г. В., Нянико-ва Г. Г./ Ускорение процесса биотермической санации и последующего компостирования ТКО при механизированной переработке// Вестник биотехнологии и физико - химической биологии. - 2006. Т. 2., № 2, с. 35
- 40.
16. Лихачев Ю.М., Ивахнюк Г.К., Гарабаджиу А.В. и др. Обращение с твердыми коммунальными и промышленными отходами/ Под научн. Ред. Лихачева Ю.М. - СПб.: «Менделеев», 2005. - 288 с.
17. Артамонов В.С., Ивахнюк Г.К., Гарабаджиу А.В. и др. Ресурсосберегающие технологии переработки твердых отходов жилищно-коммунального хозяйства, обеспечивающие безопасность жизнедеятельности мегаполиса.
- СПб.: «Гуманистика», 2008. - 192 с.
18. Высокоэнергетические биотоплива из коммунальных отходов - основа использования биотехнологий ликвидации разливов нефти в условиях Крайнего Севера/ Пьянкова Е.Д., Ищенко О.В., Козлов Г.В. Управление рисками в техносфере, № 4, 2007 г., с.
19. Комиссарчик С.М., Няникова Г.Г., Карцова Л.А., Алексеева А.В. Пищевые синтетические красители в винах (их выявление) // Виноделие и виноградарство. 2007, № 6. с.20-21.
20. Иммуно- и нанобиотехнология: Учебное пособие/ Э.Г. Деева, В.А.Галынкин, О.И. Киселев, А.В.Гарабаджиу. -СПб.: «Проспект Науки», 2008. - 216.
21. Заикина Н.А., Галынкин В.А., Гарабаджиу А.В. Иммуно-биотехнология. Учеб. Пособие. - СПб.: Изд-во «Менделеев», 2005 - 155 с.
22. Виноходов Д.О, Поляков Н.Л. Биотестирование в птицеводстве и ветеренари: Введение в биотестирование// Ветеренария в птицеводстве. - 2003. № 5-6. с. 41-46.
23. Виноходов Д.О. Биотестирование на культурах инфузории в диагностической профилактики пищевых отравлений животных (обзор)// Ветеринарная патология.
- 2006. №1. - с. 90-96.
