Наследие научной школы академика М.Г. Воронкова 

Научное направление школы академика М.Г. Воронкова – фундаментальные исследования синтетической, теоретической и прикладной химии органических соединений кремния, его аналогов, серы и иода. Руководителем школы являлся Михаил Григорьевич Воронков (6 декабря 1921 г. Орел - 10 февраля 2014 г. Иркутск), академик, лауреат Государственных премий Российской Федерации, Украины, Совета министров СССР, премий имени А.Н. Несмеянова, Д.И. Менделеева, А. Эйнштейна и МАИК, кавалер 5-ти орденов и 30-ти медалей, Почетный гражданин Иркутской области, родился 6 декабря 1921 года в г. Орле. Будучи c 1938 г. студентом химического факультета Ленинградского государственного университета, он в июле 1941 г. вступил добровольцем в 102-й батальон Василеостровской дивизии Ленинградской армии Народного ополчения. Получив контузию, демобилизовался, но и после этого некоторое время участвовал в деятельности лабораторного штаба МПВО Ленинграда. В марте 1942 г. по «Дороге жизни» Михаил Григорьевич был эвакуирован из блокадного Ленинграда в Свердловск, где досрочно окончил местный университет и в том же году был принят в аспирантуру Института органической химии АН СССР, эвакуированного в Казань. В 1944 г. М.Г. Воронков после возвращения в Ленинград становится ассистентом, а затем старшим научным сотрудником кафедры органической химии химического факультета Ленинградского государственного университета, а с1959 г. - заведующим лабораторией неорганических полимеров института химии силикатов АН СССР. С 1961 г. по 1969 г. Михаил Григорьевич по приглашению Президиума АН Латвийской ССР возглавляет лабораторию элементоорганических соединений Рижского Института органического синтеза Латвийской Академии Наук. В 1970 г. академики М.А. Лаврентьев и Н.Н. Ворожцов предложили М.Г. Воронкову возглавить Иркутский институт органической химии СО АН СССР, которым он затем руководил четверть века. Оставив в 1995 году пост директора, Михаил Григорьевич продолжал работать в ИрИХ СО РАН в должности Советника РАН.

академик РАН, д.х.н., проф. Михаил Григорьевич Воронков

Правомерность и важность научного направления школы определяются огромным теоретическим интересом к органическим производным кремния и его аналогов (германий, олово), новым классам сераорганических соединений, их значи­мостью для получения практически ценных материалов и покрытий, лекар­ственных препаратов нового поколения, средств химизации сельского хо­зяйства, необходимостью создания для синтетической органической и элементоорганической химии новых реагентов и синтонов.

Широта и энциклопедичность научных знаний М.Г. Воронкова, обус­ловившие формирование и успешное развитие его научной школы, являются следствием того, что сам он был воспитанником трех крупнейших химичес­ких школ, возглавляемых академиками А.Е. Фаворским, Н.Д. Зелинским и В.Н. Ипатьевым. Еще студентом первого и второго курсов он был приоб­щен к научным исследованиям профессором С.А. Щукаревым и ближай­шим сотрудником А.Е. Фаворского, доцентом В.И. Егоровой. В дальней­шем он работал под руководством профессоров МГУ Ю.К. Юрьева и Р.Я. Ле­виной – сотрудников Н.Д. Зелинского, а также профессора Б.Н. Долгова (ЛГУ) – ученика В.Н. Ипатьева.

С 1944 г. по 1948 г. во время работы в ЛГУ научные интересы М.Г. Во­ронкова были сосредоточены на органических производных серы. Эти ис­следования были продолжены им в Институте органического синтеза АН Латвийской ССР (1962–1970 гг.), а затем с 1970 г. проводились и в Иркутском институте химии СО РАН и проводятся до настоящего времени, являясь одним из научных направлений его иркутской научной школы и привели к открытию ранее неизвестных классов органичес­ких соединений серы и многих новых реакций, одной из которых (взаимо­действие серы с арилхлоралканами и арилхлоралкенами) присвоено имя академика М.Г. Воронкова.

Второе, основное научное направление школы М.Г. Воронкова - хи­мия органических производных кремния, начало по существу формироваться еще в 1948 г. с момента систематического изучения им впервые в мире гетеролитических реакций расщепления группировки Si-О-Si. Результаты этих исследований стали предметом его докторской диссертации (1961 г.).

В 60-х гг. прошлого столетия открытие М.Г. Воронковым биологичес­ки активных соединений кремния, обладающих уникальным действием на живые организмы, позволило ему создать новую область химии кремния – биокремнийорганическую химию, ставшую одним из приоритетных направ­лений исследований его научной школы.

Особо широкую известность в СССР и за рубежом приобрели фунда­ментальные исследования научной школы М.Г. Воронкова в области хи­мии, физикохимии, биологии и фармакологии силатранов и других соеди­нений гипервалентного кремния (драконоиды, производные лактамов, ами­дов, азолов, гидразидов карбоновых кислот и др.). Исследования М.Г. Во­ронкова и его школы в области химии органических производных пентакоординированного кремния в 1997 г. были удостоены Государственной премии Российской Федерации. Исследования школы в области органи­ческих соединений гипервалентного кремния с середины 70-х гг. были подхвачены учеными многих стран мира (США, Германия, Франция, Япония, Венгрия, Польша, Китай, Израиль, Монголия и др.).

Первые органические соединения гипервалентного кремния – силат­раны нашли применение в медицине и сельском хозяйстве. Эти данные обобщены в книге М.Г. Воронкова и В.П. Барышка «Силатраны в медици­не и сельском хозяйстве» (Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005). В резуль­тате успешных исследований школы в области биокремнийорганической химии найдены кремнийорганические соединения, обладающие карциностатическим, седативным, иммуномодулирующим, иммунодепрессантным и рострегулирующим действием. Под руководством Михаила Григорьевича создан ряд оригинальных лекарственных препаратов, не имеющих анало­гов в мировой медицине (феракрил, аргакрил, ацизол, трекрезан, силокаст, силимин, кобазол, сибусол и т.д.), а также биологически активных кремнийорганических мономеров для получения на их основе на поверхности раз­личных материалов (металл, оптические стекла, дерево, бумага и т.д.) по­лимерных биоцидных покрытий, защищающих эти материалы от биокор­розии и биообрастания.

В конце 70-х гг. XX века научной школой М.Г. Воронкова начато еще одно новое оригинальное направление в химии органических производных кремния – карбофункциональные полиорганилсилсесквиоксаны, являющи­еся эффективными сорбентами, ионитами и комплекситами, ряд из кото­рых внедрен в аналитическую практику для высокоточного и высокочув­ствительного определения благородных металлов в рудах и минералах, рту­ти в объектах окружающей среды, на основе которых разработаны сигарет­ные фильтры для глубокой очистки табачного дыма от высокотоксичных и канцерогенных ингредиентов, методы глубокой очистки промстоков и промотходов от высокотоксичных элементов и т.д. Открытие в последние годы кремнийоргнических мономеров и полимеров, обладающих металлохромными свойствами, положило начало разработки нового поколения "тест-систем" для создания "тест-методов" определения отдельных элементов, в том числе, высокотоксичных. Такие методы имеют огромное значение для осуществления анализа во внелабораторных условиях и тем самым возможности быстрого реагирования на выброс особо опасных и вредных веществ во время природных и техногенных катастроф.

Исследования школы заложили основу и таких новых научных направ­лений, как:

• полифункциональные кремнийэлементоорганические соединения – прекурсоры тонкослойных структур для современной технологии производства изделий микро-, оптоэлектроники, а также специальных и сверхтвердых покрытий;
• полиненасыщенные макролинейные и макроциклические кремнийуглеводороды, карбосилановые дендримеры, являющиеся перспективными прекурсорами кремнекарбидных волокон и керамик.

Школе Воронкова принадлежит приоритет в разработке методов низ­котемпературного генерирования соединений гиповалентного (трехкоординированного) кремния – силанонов.

Научной школой М.Г. Воронкова всесторонне изучены:

• реакционная способность соединений со связью Si-H – реакции гидросилилирования, дегидроконденсации, восстановления;
• химия серосодержащих кремнийорганических соединений; кремнийэлементоорганические соединения, включающие гетероатомы В, Al, Sn, Sb, P, As, Ti, V, Mo и др.

Исследования школы в области кремнийорганических и кремнийэлементоорганических со­единений обобщены в семи монографиях, опубликованных в СССР, США и Англии, в том числе, в фундаментальной монографии «Силоксановая связь» (Новосибирск: Наука, 1976) и в изданном на русском и английском языках капитальном трехтомном труде «Гетеросилоксаны».

Большое место в исследованиях школы отводилось и отводится органичес­ким производным элементов подгруппы кремния – германия и олова. Шко­лой открыты внутрикомплексные органические соединения пентакоординированного германия – органилгерматраны, и изучены их физико-хими­ческие свойства и биологическая активность. Ценный вклад в оловоорганическую химию внесли исследования школы, посвященные соединениям, со­держащим стантиановую связь (Sn-S) и гипервалентный атом олова, гомо­литическим реакциям присоединения к алкенилстаннанам, возможностям использования оловоорганических соединений в органическом синтезе.

Научной школой под руководством Михаила Григорьевича осуществлены фундаментальные исследования таких труднодоступных классов органических соеди­нений серы как серосодержащие макрогетероциклы, тиоальдегиды и тиокетоны, α-галогентиокетоны, α-галогенгемдитиолы, производные дитиирана, конденсированные гетероциклические системы, 1,2-дитиолен-3-тионы и др.

Большое внимание в исследованиях школы уделялось и уделяется раз­работке новых реагентов и синтонов для органического и элементоорганического синтеза. В качестве таковых был изучен и предложен эффектив­ный силилирующий и иодирующий реагент триметилиодсилан, а затем как альтернатива ему более доступные и дешевые, но практически неизучен­ные в плане их реакционной способности простейшие ацилиодиды – аце­тил- и бензоилиодид. Последние в качестве иодирующих, ацилирующих и деоксигенирующих реагентов открыли широкие возможности для разра­ботки новых, удобных и предельно простых путей синтеза целого ряда орга­нических и элементоорганических соединений – алкил-, винил- и ацилиодидов, ацетиленовых кетонов, гидроиодидов лактамов, ацетоксизамещенных у кремния органилсиланов и силоксанов, триорганилиодсиланов, триорганилиодгерманов и т.д. В последние годы детально изучается химия α-иод- и полииодзамещенных кетонов и тионов – перспективных реагентов для создания на их основе простых и эффективных методов синтеза органических и элементоорганических, в том числе, и практически ценных соединений.

Все перечисленные исследования научной школы проводились и про­водятся с привлечением квантово-химических и всех современных физико-химических методов изучения органических и элементоорганических соеди­нений (ИК, УФ, Раман- и фотоэлектронная спектроскопия, хромато-масс-спектрометрия, ЯМР, ЯКР, ЭПР, диэлькометрия, рентгеноструктурный ана­лиз, эффект Керра, калориметрия, полярография и др.) для интерпретации особенностей их молекулярной структуры и электронного строения. В част­ности, при проведении пионерских, фундаментальных исследований хлорсодержащих кремнийорганических соединений методом ядерного квадрупольного резонанса впервые установлена зависимость частоты ЯКР ³⁵С1 от элект­ронных заместителей у центрального атома С, Si и Ge, а также от длины полиметиленовой цепи в алифатических моно- и дихлоридах.

Исследования школы широко цитируются в международной литерату­ре. Имя М.Г. Воронкова внесено в книгу выдающихся интеллектуалов 21 века (2000 г.), а в 2006 году за выдающийся вклад в мировую науку М.Г. Воронков был награжден медалью А.Н. Коста. О научной значимости исследований школы свидетельствует и тот факт, что практически все ее пионерские научные направления в области химии органических производных тетракоординированного, гипо- и гипервалентного кремния нашли своих последователей среди ученых как в нашей стране, так и в странах ближнего и дальнего зарубежья.

Научные иссле­дования школы академика М.Г. Воронкова всегда проводились на основе интеграции с академическими и отраслевыми НИИ, высшими учебными заведениями, профильными предприятиями и органи­зациями страны, а также с учеными ближнего и дальнего зарубежья в рам­ках международных и интеграционных проектов и договоров. Так, были успешно проведены исследовательские работы в рамках международного проекта INTAS по химии соединений гипервалентного кремния, а также в рамках интеграционного проекта с Институтом физики полупроводников СО РАН, Институтом неорганической химии СО РАН и Институтом кинетики и го­рения СО РАН (Новосибирск) по изучению многофункциональных кремнийэлементоорганических соединений в качестве синтонов и реагентов для микроэлектронных технологий. Изучение биологической активности элементоорганических соединений осуществлялось школой в кооперации с институтами медицинского профиля – Военно-медицинской академией и Первым Центральным военно-медицинским институтом МО РФ (Санкт-Петербург), Государственным гематологическим центром РАМН (Москва), Институтом травматологии и ортопедии СО РАМН и Институтом реконст­руктивной и восстановительной хирургии ВСНЦ СО РАМН (Иркутск), Институтом клинической иммунологии РАМН (Новосибирск), а также с Институтом неорганической химии СО РАН (Новосибирск) и Сибирским институтом физиологии и биологии растений СО РАН (Иркутск). Такая интеграция позволяла исчерпывающе решать многие проблемы теории и практического использования, создаваемых школой, кремнийорганических и других гетероатомных соединений.

Большое внимание уделялось интеграции научного учреждения с высшими учебными заведениями Иркутска, которая заключалась в следующем:

• выполнение на базе школы студентами младших курсов научно-исследовательских и курсовых работ под руководством сотрудников школы;
• подготовка бакалавров;
• выполнение магистерских работ;– прием в аспирантуру наиболее талантливых и успешных студентов из числа проходивших обучение на базе школы;
• прием на работу наиболее успешно закончивших срок обучения в аспирантуре (представление или защита диссертационной работы).

В лаборатории постоянно проводится стажировка аспирантов выше­указанных вузов. Успешной интеграции школы с вузами как по линии образования, так и по линии научной деятельности, способ­ствует и то, что ряд сотрудников школы входил в профессорско-преподава­тельский состав этих вузов (заведующие кафедрами, профессора кафедр). Наряду с этим они продолжают заниматься исследованиями, проводимы­ми в школе М.Г. Воронкова. Такая политика способствует развитию навы­ков научно-исследовательской работы у молодежи, вливанию молодых спе­циалистов в научно-исследовательский коллектив школы и способствует интенсификации ее научной деятельности.

И, наконец, одним из важных показателей эффективности работы на­учной школы М.Г. Воронкова является подготовка кадров высшей квали­фикации. Под руководством М.Г. Воронкова в целом защищено более 100 кандидатских диссертаций, среди его учеников 30 докторов наук, из которых почти 20 – сотрудники его иркутской научной школы. Вот имена этих сотрудников, получивших высшую ученую степень, – учеников Миха­ила Григорьевича, работавших или работающих в стенах родного института: С.В. Басенко, В.П. Барышок, Н.Н. Власова, Л.И. Копылова, Р.Г. Мирсков, В.Б. Пухнаревич, Ю.Н. Пожидаев, В.И. Рахлин, В.Ф. Сидоркин, Л.В. Тимохина, О.М. Трофимова, Н.Ф. Чернов, В.П. Фешин, Л.Г. Шагун. Следует отметить, что только коллективом ученых Ир­кутского института химии нельзя ограничить рамки научной школы Миха­ила Григорьевича. Научная школа академика М.Г. Воронкова охватывает многих сотрудников научных учреждений как России, так и Украины, Лат­вии, Узбекистана, Монголии.

Богатым наследием научной школы академика М.Г. Воронкова и сегодня по праву гордится наш институт. Залог успеха школы Михаила Григорьевича в том, что ее коллектив всегда твердо следовал основному научному кредо ее руководите­ля «Научное исследование должно опираться на трех китов: оригинальность, фундаментальность и практическую направленность». Именно так и  строи­лись все исследования научной школы академика М.Г. Ворон­кова.

Литература

1. Егорочкин А.Н., Воронков М.Г. Электронное строение органических соединений кремния, германия и олова. Новосибирск: Изд-во СО РАН. – 2000. – 615 с.
2. Воронков М.Г., Барышок В.П. Силатраны в медицине и сельском хозяйстве. Новосибирск: Изд-во СО РАН. – 2005. – 258 с.
3. Воронков М.Г., Трофимова О.М., Болгова Ю.И., Чернов Н.Ф. Кремнийорганические производные азотистых гетероциклов, содержащие гипервалентный атом кремния // Успехи химии. – 2007. – Т. 76, № 9. – С. 885-906.
4. Воронков М.Г., Трофимова О.М., Гребнева Е.А., Чернов Н.Ф., Абзаева К.А. Фенилтрифторсилан в элементоорганическом и органическом синтезе // ЖОХ. – 2011. – Т. 81, вып. 12. – С. 1941-1962.
5. Воронков М.Г., Беляева В.В., Абзаева К.А. Основность силатранов // ХГС. – 2011. – № 11. – С. 1606-1616.
6. Мирскова А.Н., Мирсков Р.Г., Адамович С.Н., Воронков М.Г. 2-Гидроксиэтиламмониевые соли органилсульфанил(сульфонил)уксусных кислот – новые фармакологически активные соединения // Химия в интересах устойчивого развития. – 2011. – 19. – 467-478.
7. Генезис и эволюция органических соединений германия, олова и свинца // М.Г. Воронков, К.А. Абзаева, А.Ю. Федорин // Отв. ред. Б.А. Трофимов. - Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2012. – 214 с. ISBN: 978-5-904682-92-7.
8. Фундаментальные основы процессов химического осаждения пленок и структур для наноэлектроники, Серия «Интеграционные проекты СО РАН» // Ф.А. Кузнецов, М.Г. Воронков, В.О. Борисов, И.К. Игуменов, В.В. Каичев, В.Г. Кеслер, В.В. Кириенко, В.Н. Кичай, М.Л. Косинова, В.В. Кривенцев, М.С. Лебедев, А.В. Лис, Н.Б. Морозова, Л.Д. Никулина, В.И. Рахлин, Ю.М. Румянцев, Т.П. Смирнова, В.С. Суляева, С.В. Сысоев, А.А. Титов, Н.И. Файнер, И.П. Цырендоржиева, Л.И. Чернявский, Л.В. Яковкина // Отв. редактор Т.П. Смирнова. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. ISBN: 978-5-7692-1272-7
9. Власова Н.Н., Оборина Е.Н., Григорьева О.Ю., Воронков М.Г. Кремнийорганические ионообменные и комплексообразующие сорбенты // Успехи химии. – 2013. – Т. 82, вып. 5. – С. 449-464.
10. Воронков М.Г., Власова Н.Н., Власов А.В. Ацилиодиды в органическом и элементоорганическом синтезе // Изв. АН. Сер. хим. – 2013. № 9. – C. 1945-1961.
11. Силаноны. От эфемеров к мономерам, олигомерам и полимерам // М.Г. Воронков, С.В. Басенко // Отв. ред. М.П. Егоров. - Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2014. –142с. ISBN: 978-5-906284-44-0
12. Басенко С.В., Зеленков Л.Е. 2-Галоген-2-органил-4H-бензо[d][1,3,2]диоксасилин-4-оны // Химия гетероциклических соединений, 2015, Т. 51. № 3. С. 295-298. DOI1007/s10593-015-1698-1 
13. Воронков, М.Г. , Власова Н.Н., Оборина Е.Н.,  Белоусова Л.И. Новые карбофункциональные кремнийорганические мономеры и полимеры, обладающие сорбционными и металлохромными свойствами  // Изв. АН  Сер. хим. - 2016. -  №.1.  -  С. 245-248.
14. Vlasova N. N.,Sorokin M. S., Oborina E. N. Carbofunctional sulfur-​containing organosilicon compounds // Applied Organometallic Chemistry -  – Vol.31 - № 8. – P. e3668
15. Basenko S.V., Maylyan A.A., Soldatenko A.S. New Approach to the Synthesis of Symmetrical 1,3-Dichloro-1,1,3,3-Tetraorganyland-1,1,3,3-Tetrachloro-1,3-Diorganyldisiloxanes // Silicon  - 2018 - № 10 –P. 465–470.