Հովակիմյան, Սվետլանա Աշոտի

Химия

Աշխատանքը նվիրված է չհագեցած չորրորդային ամոնիումային աղերի կառուցվածքի ազդեցության ուսումնասիրությանը Ստիվենսի վերախմբավորման ընթացքի վրա, ինչպես նաև ստացված միացությունների հակամանրէային հատկությունների բացահայտմանը։ Հետազոտությունը գտնվում է օրգանական քիմիայի այն ուղղության շրջանակում, որտեղ ուսումնասիրվում են ամոնիումային միացությունների կառուցվածքափոխությունները և դրանց հիման վրա նոր ֆունկցիոնալացված ամինների ստացման հնարավորությունները։ Ստիվենսի վերախմբավորումը չորրորդային ամոնիումային աղերի կարևոր քիմիական փոխակերպումներից է, որի ընթացքում հիմքի ազդեցությամբ սկզբնական միացությունը վերածվում է երրորդային ամինի՝ կառուցվածքային վերադասավորման միջոցով։ Հետազոտության հիմնական նպատակներից է պարզել, թե ելանյութի կառուցվածքային առանձնահատկություններն ինչպես են ազդում վերախմբավորման ուղղության, ընթացքի և առաջացող վերջնական արտադրանքների բնույթի վրա։ Այս խնդիրը կարևոր է հատկապես չհագեցած համակարգերի դեպքում, քանի որ կրկնակի կապերի դիրքը, դրանց հարակից խմբերի բնույթը, փոխարինիչների կառուցվածքը և մոլեկուլի ընդհանուր տարածական կազմակերպվածությունը կարող են էապես ազդել ռեակցիայի ընթացքի վրա։ Հայ քիմիական դպրոցի շրջանակում Ստիվենսի վերախմբավորման ուսումնասիրությունները երկարատև ավանդույթ ունեն, և տարբեր կառուցվածք ունեցող ամոնիումային աղերի հետազոտությունները ցույց են տվել, որ ելանյութի կառուցվածքը և ռեակցիայի պայմանները կարող են որոշել առաջացող արտադրանքների հարաբերակցությունը։ Աշխատանքում կարող է ուսումնասիրվել չհագեցած ամոնիումային աղերի տարբեր կառուցվածքների սինթեզը և դրանց հետագա քիմիական վարքագիծը։ Նման միացությունների ստացման փուլում անհրաժեշտ է վերահսկել փոխարինիչների դիրքը, չհագեցած կապերի բնույթը և ֆունկցիոնալ խմբերի փոխազդեցությունը, քանի որ այդ գործոնները հետագայում պայմանավորում են վերախմբավորման ընտրողականությունը։ Հետազոտության ընթացքում ստացված նյութերի կառուցվածքը կարող է հաստատվել ժամանակակից ֆիզիկաքիմիական մեթոդների միջոցով՝ համադրելով տարբեր սպեկտրոսկոպիական և վերլուծական տվյալներ։ Ստիվենսի վերախմբավորման տեսական ուսումնասիրությունը կարևոր է նաև ռեակցիայի մեխանիզմը հասկանալու համար։ Գործընթացի ընթացքում հիմքի ազդեցությամբ չորրորդային ամոնիումային աղից առաջանում է միջանկյալ իլիդային համակարգ, որից հետո տեղի է ունենում խմբի ներմոլեկուլային տեղափոխություն և ձևավորվում է նոր կառուցվածք ունեցող երրորդային ամին։ Ռեակցիայի ուղղության վրա կարող են ազդել ինչպես մոլեկուլի էլեկտրոնային կառուցվածքը, այնպես էլ տարածական գործոնները և կիրառվող ռեակցիոն պայմանները։ Չհագեցած համակարգերի դեպքում հատկապես կարևոր է մրցակցող վերադասավորումների հնարավորությունը։ Նախորդ ուսումնասիրություններում տարբեր ամոնիումային աղերի համար արձանագրվել են 1,2- և 3,2-տիպի Ստիվենսի վերախմբավորումներ, իսկ որոշ դեպքերում նաև ալիլային իզոմերացում կամ այլ մրցակցող փոխակերպումներ։ Հետևաբար հետազոտության նշանակալի խնդիրներից է պարզել, թե կառուցվածքային որ գործոններն են նպաստում որոշակի ուղղության գերակշռությանը։ Աշխատանքի մյուս կարևոր ուղղությունը սինթեզված ամոնիումային միացությունների հակամանրէային ակտիվության ուսումնասիրությունն է։ Այս փուլում քիմիական կառուցվածքը դիտարկվում է արդեն ոչ միայն որպես սինթեզի և վերախմբավորման ընթացքը որոշող գործոն, այլև որպես կենսաբանական ազդեցությունը պայմանավորող հատկություն։ Ուսումնասիրությունը կարող է ներառել տարբեր մանրէաբանական շտամների նկատմամբ միացությունների ակտիվության համեմատական գնահատում՝ պարզելու համար, թե մոլեկուլի կառուցվածքային փոփոխություններն ինչպես են անդրադառնում դրա կենսաբանական ազդեցության վրա։ Նմանատիպ ուսումնասիրություններում որոշ չորրորդային ամոնիումային միացությունների ջրային լուծույթներ ցուցաբերել են մանրէասպան ազդեցություն ինչպես գրամդրական, այնպես էլ գրամբացասական միկրոօրգանիզմների նկատմամբ։ Հակամանրէային հատկությունների ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տալիս բացահայտելու «կառուցվածք–կենսաբանական ակտիվություն» կապը։ Եթե մոլեկուլի որոշակի կառուցվածքային փոփոխությունը հանգեցնում է հակամանրէային ազդեցության ուժեղացման կամ թուլացման, ապա հնարավոր է առանձնացնել այն կառուցվածքային տարրերը, որոնք առավել կարևոր են կենսաբանական ակտիվության համար։ Այսպիսի մոտեցումը կարող է հիմք հանդիսանալ նպատակային հատկություններով նոր օրգանական միացությունների հետագա նախագծման և սինթեզի համար։ Հետազոտության կարևորությունն ընդգծվում է նաև նրանով, որ չորրորդային ամոնիումային միացությունները հետաքրքրություն են ներկայացնում ոչ միայն որպես օրգանական սինթեզի միջանկյալ կամ վերջնական նյութեր, այլև որպես կենսաբանական ակտիվ միացությունների հնարավոր աղբյուր։ Հայկական քիմիական հետազոտություններում այս ուղղությամբ ուսումնասիրվել են ինչպես տարբեր կառուցվածքի չորրորդային ամոնիումային աղերի վերախմբավորումները, այնպես էլ դրանց հակամանրէային հատկությունները։ Աշխատանքը կարող է անդրադառնալ նաև սինթեզված միացությունների կառուցվածքի և ռեակցիոնունակության փոխկապակցվածությանը։ Միևնույն ֆունկցիոնալ խմբերի առկայության պայմաններում նույնիսկ փոքր կառուցվածքային փոփոխությունները կարող են փոխել վերախմբավորման արագությունը, ուղղությունը և արտադրանքի ելքը։ Հետևաբար հետազոտության արդյունքները կարող են նպաստել օրգանական ռեակցիաների ընտրողականության վերաբերյալ տեսական պատկերացումների ընդլայնմանը և նպատակային սինթեզի պայմանների ընտրությանը։ Գիտական և գործնական տեսանկյունից աշխատանքը կարևոր է նաև այն պատճառով, որ Ստիվենսի վերախմբավորման միջոցով հնարավոր է ստանալ նոր կառուցվածք ունեցող չհագեցած ամիններ։ Հայաստանի օրգանական քիմիայի հետազոտություններում նման մոտեցմամբ արդեն ուսումնասիրվել են ալիլային, պրապարգիլային և այլ չհագեցած խմբեր պարունակող ամոնիումային աղեր, որոնցից ստացվել են տարբեր կառուցվածքի չհագեցած ամիններ։ Ստացված միացությունների հետագա քիմիական ձևափոխությունները կարող են ընդլայնել դրանց կիրառական հնարավորությունները՝ հնարավորություն տալով ստանալ նոր ֆունկցիոնալացված ամիններ և այլ օրգանական միացություններ։ Ընդհանուր առմամբ, հետազոտությունը միավորում է օրգանական սինթեզի, ռեակցիոն մեխանիզմների և կենսաբանական ակտիվության ուսումնասիրության ուղղությունները։ Դրա հիմնական գիտական արժեքը չհագեցած չորրորդային ամոնիումային աղերի կառուցվածքի և Ստիվենսի վերախմբավորման ընթացքի միջև օրինաչափությունների բացահայտումն է, իսկ գործնական նշանակությունը՝ նոր չհագեցած ամինների ստացման և դրանց հնարավոր հակամանրէային կիրառությունների գնահատումը։ Հետազոտության արդյունքները կարող են օգտակար լինել օրգանական քիմիայի, դեղագործական քիմիայի, կենսաօրգանական քիմիայի և հակամանրէային նյութերի մշակման բնագավառներում։