В Евразийском национальном университете имени Л.Н. Гумилева состоится защита диссертации на соискание степени доктора философии (PhD) Садвакасовой Мадины Жумабайкызы на тему ««Аналитический контроль в синтезе и исследовании новых ациклических мочевин»» по специальности «6D060600 – Химия ».
Диссертация выполнена на кафедре «Кафедра Химии» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева.
Язык защиты - на русском
Официальные рецензенты:
Калугин Сергей Николаевич – доктор химических наук, профессор кафедры химии и технологии органических веществ, природных соединений и полимеров НАО «Казахский национальный университет им. аль-Фараби» (г. Алматы, Республика Казахстан);
Тен Асель Юрьевна – кандидат химических наук, ассоциированный профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории химии синтетических и природных лекарственных веществ АО «Институт химических наук им. А.Б. Бектурова», (г. Алматы, Республика Казахстан).
Временные члены Диссертационного совета:
Феста Алексей Алексеевич – кандидат химических наук, старший преподаватель, старший научный сотрудник ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы» (г. Москва, Российская Федерация);
Мерхатұлы Нұрлан – доктор химических наук, профессор кафедры неорганической и технической химии НАО «Карагандинский национальный исследовательский университет им. академика Е. А. Букетова» (г. Караганда, Республика Казахстан);
Акылбеков Нургали Икрамович – кандидат химических наук, PhD, руководитель лаборатории инженерного профиля «Физико-химические методы анализа» НАО «Кызылординский государственный университет им. Коркыт Ата» (г. Кызылорда, Республика Казахстан).
Научные консультанты:
Еркасов Рахметулла Шарапиденович – доктор химических наук, профессор кафедры химии НАО «Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева» (г. Астана, Республика Казахстан);
Бакибаев Абдигали Абдиманапович – доктор химичеcких наук, профеccор Национального иccледовательcкого Томcкого гоcударcтвенного универcитета, (г. Томск, Российская Федерация).
Защита состоится: 1 апреля 2026 года 10:00 часов в Диссертационном совете по направлению подготовки кадров «8D053 – Физические и химические науки» по специальности «6D060600 – Химия » Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева. Заседания диссертационного совета состоится в офлайн и онлайн формате.
Ссылка: https://clck.ru/3RjNpd
Адрес: г. Астана, ул. К. Сатпаева, 2, аудитория 302.
Аннотация (рус.): АННОТАЦИЯ диссертационной работы Садвакасовой Мадины Жумабайкызы на тему «Аналитический контроль в синтезе и исследовании новых ациклических мочевин», представленная на соискание степени доктора философии (PhD) по специальности «6D060600 – Химия» Общая характеристика работы. Работа посвящена исследованию и разработке аналитического контроля при синтезе и изучении методом 1Н и 13С ЯМР-спектроскопии новых ациклических мочевин. В работе проведен совокупный анализ существующих физико-химических методов исследования ациклических мочевин, изучены закономерности изменения химических сдвигов в спектрах 1Н и 13С ЯМР ряда N-алкил-N'-арилалкилмочевин, N-арилалкил-N'-ацилмочевин, N,N'-диарилмочевин и N-бензгидрилмочевин. Исследовано влияние однотипных заместителей в бензгидрильном фрагменте на конформационное поведение и электронную структуру некоторых фармакологически активных бензгидрилформамидов - прекурсоров биологически активных бензгидрилмочевин. Интерпретацией экспериментальных значений ЯМР-спектров мочевин разработан макет и издан атлас спектров ЯМР 1Н и 13С карбамидсодержащих биологически активных соединений. Актуальность темы исследования. Из наиболее известных физико-химических методов анализа ациклических мочевин для их идентификации и определения примесей в них применяются методы титриметрии, электрохимии, спектроскопии и различные варианты хроматографии: газовая, высокоэффективная жидкостная, тонкослойная. Несмотря на то, что хроматографические методы являются в данном случае наиболее селективными, и принципиально позволяют обнаруживать за один цикл анализа десятки и сотни индивидуальных соединений, для анализа ациклических мочевин пока что не существует одной универсальной хроматографической системы. Кроме этого, хроматографические методы анализа требуют большого расхода дорогостоящих растворителей, газов, расходных материалов. Одномоментно количественно и качественно оценить электронную структуру и конформационные состояния мочевин, которые можно отнести к их интегральным характеристикам, пока что не позволяют ни рутинные титриметрические, ни современные хроматографические методы анализа, в то время как эффективность применения спектральных методов для группового анализа не требует доказательств. Несмотря на то, что спектральные методы анализа обладают огромным потенциалом и демонстрируют высокую эффективность, применение ЯМР-спектрометрии для количественного химического анализа мочевин не столь популярно. На сегодняшний день, для идентификации и надежной оценки качества мочевин ЯМР-спектрометрия может применяться для определения их структур, при этом существующие методики не позволяют дифференцировать исследуемое соединение от его гомолога с близкими свойствами и областью применения. Учитывая наличие у ЯМР-спектрометрии значительного потенциала в области оценки электронного и конформационного состояния, можно утверждать, что установление закономерностей между спектральными характеристиками ациклических мочевин и их химическим составом является актуальным направлением для исследования Целью работы является ЯМР-спектрометрическая идентификация и определение ациклических мочевин и установление закономерностей изменения химических сдвигов протонов и атомов углеродов от структурных особенностей N-замещенных ациклических мочевин. Задачи исследования: 1. С помощью ЯМР-спектрометрического метода анализа установить спектральные характеристики N-алкил-N'-арилалкилмочевин, N-арилалкил-N'-ацилмочевин и N,N'-диарилмочевин, N-бензгидрилмочевин; 2. Выявить закономерные связи между спектральными характеристиками и структурой ациклических мочевин в спектрах ЯМР 1Н и 13С; 3. Изучить методом ЯМР-спектроскопии 1Н и 13С в сочетании с методом молекулярной механики конформационные особенности N-бензгидрилформамидов – прекурсоров биологически активных N-бензгидрилмочевин; 4. На основе интерпретаций экспериментальных значений ЯМР-спектров мочевин разработать основы для издания атласа спектров ЯМР 1Н и 13С карбамидсодержащих биологически активных соединений. Объекты исследования: мочевина, N-бензгидрилформамиды, N-бензгидрилмочевины, N-алкил-N'-арилалкилмочевины, N-арилалкил-N'-ацилмочевины, N,N'-диарилмочевины. Предметом данных исследований является разработка методов аналитического контроля в синтезе и изучении спектральных свойств ациклических мочевин. Методы исследования. В работе представлены результаты исследования, выполненные с применением ЯМР- и ИК-спектрометрии. Первоначальный конформационный поиск исследуемых соединений методом молекулярной механики с модифицированным силовым полем Дрейдинга выполняли с использованием программы VConf программного комплекса VeraChem (VeraChem LLC, Germantown, MD, USA). Для квантовохимических расчетов методом DFT была применена программа Gaussian 16 на сервере (16×2.2 ГГц CPU, 16 Гб RAM) в среде Ubuntu. Высоту барьеров рассчитывали на основании характеристик соответствующих переходных состояний, геометрию которых уточняли с применением опций OPT=(TS, CALCFC, NOEIGEN) программы Gaussian 16. Для всех найденных стационарных точек ППЭ проводили анализ частот нормальных колебаний с целью установления характера стационарной точки (минимум, переходное состояние). Результаты расчетов визуализировали с применением программы GaussView 6.0. Научная новизна работы. Исследование вносит вклад в развитие метода ЯМР-спектрометрии и демонстрирует потенциал его использования в области исследования ациклических мочевин. Работа основана на системном изучении спектральных характеристик ациклических мочевин и их прекурсоров методом ЯМР 1Н и 13С, что обусловило получение новых научных результатов: 1. Впервые проведена идентификационная оценка химических сдвигов и установлены диапазоны их изменения в спектрах ЯМР 1Н и 13С новых ациклических мочевин. 2. Установлена взаимосвязь между спектральными характеристиками и структурными параметрами N-алкил-N'-арилалкилмочевин, N-арилалкил-N'-ацилмочевин, N,N'-диарилмочевин и N-бензгидрилмочевин в спектрах ЯМР 1Н и 13С. Для N,N'-диарилмочевин выявлены корреляции между электронными характеристиками заместителей в арильном фрагменте молекул и их спектральными характеристиками в спектрах ЯМР 1Н и 13С. 3. Впервые исследовано влияние однотипных заместителей в бензгидрильном фрагменте на конформационное поведение и электронную структуру некоторых фармакологически активных N-бензгидрилформамидов. Проведенное исследование позволило получить новые данные о конформационном поведении N-бензгидрилформамидов – важных в биологическом отношении соединений. Обнаружено, что в этих молекулах имеются значительные препятствия свободному вращению формильной группы. Это обусловливает существование N-бензгидрилформамидов в виде смеси син- и анти-конформеров при обычных температурах. Поскольку свойства этих конформеров, в том числе способность связывания с рецепторами и ферментами, могут быть различными, полученные данные представляют ценность для прогнозирования взаимодействия производных формамида с различными биомишенями. 4. Разработана концепция издания атласа спектров ЯМР 1Н и 13С карбамидсодержащих биологически активных соединений, позволившая осуществить издание монографии по данной тематике. Теоретическая значимость работы. Установлены области химических сдвигов основных резонирующих протонов и атомов углерода спектрах ЯМР 1Н и 13С N-алкил-N'-арилалкилмочевин, N-арилалкил-N'-ацилмочевин, N,N'-диарилмочевин, N-бензгидрилмочевин и определен диапазон их изменения. Предложенные методы идентификации методом ЯМР 1Н и 13С N-замещенных мочевин имеют потенциал для их контроля в биохимии и синтетической практике. В работе проведен обширный систематический анализ данных ЯМР-, а также и ИК-спектроскопии ациклических мочевин. Приведенный анализ представляет интерес для сотрудников научно-исследовательских и аналитических лабораторий, биохимиков, а также научных работников и студентов, специализирующихся в области создания биологически активных соединений и лекарственных препаратов. Практическая значимость работы. Разработанные методы аналитического контроля ациклических мочевин могут быть использованы в производстве ряда ценных лекарственных препаратов и ряда агрохимических препаратов, содержащих в своей основе ациклический мочевинный фрагмент молекулы. Практическая значимость подтверждена тем, что значительная часть результатов диссертационной работы использована при издании монографии «Атласа спектров ЯМР 1Н и 13С карбамидсодержащих биологически активных соединений и лекарственных препаратов», который успешно используется в учебном процессе в качестве справочного материала среди обучающихся НИ Томского государственного университета и НАО «Торайгыров университет» при изучении дисциплин, посвящённых физико-химическим методам анализа. Основные положения диссертации, выносимые на защиту: 1.Установленные спектральные характеристики и диапазоны их изменения в спектрах ЯМР 1Н и 13С N-алкил-N'-арилалкилмочевин, N-арилалкил-N'-ацилмочевин, N,N'-диарилмочевин и N-бензгидрилмочевин обеспечивают корректное отнесение сигналов и идентификацию структуры соединений. 2.Конформационные особенности N-бензгидрилформамидов, установленные по данным ЯМР 1Н и 13С в сочетании с методом молекулярной механики, обеспечивают согласование экспериментальных и расчётных параметров. 3. Полученные экспериментальные значения ЯМР-спектров позволяют обобщить спектральные характеристики в спектрах 1Н и 13С карбамидсодержащих биологически активных соединений. Личный вклад автора заключается в поиске и анализе научных данных по тематике исследования, проведении научных экспериментов с использованием разработанных методологий ЯМР-спектрометрических исследований ациклических мочевин, получении, обработке и интерпретации результатов исследований, подготовке публикаций и текста диссертации. Автором, совместно с научным руководителем д.х.н., профессором Еркасовым Р.Ш. и зарубежным научным консультантом д.х.н., профессором Бакибаевым А.А., сформулирована актуальность, определена цель и поставлены задачи исследования, спланирована экспериментальная часть, сформулированы основные выводы и научные положения. Образцы для спектральных исследований любезно предоставлены сотрудниками лаборатории органического синтеза НИ Томского государственного университета. Автор принимал непосредственное участие в представлении ключевых результатов на конференциях. Публикации по результатам работы. По тематике диссертационной работы опубликовано 9 научных работ, в том числе 1 статья в журнале, индексируемом в Web of Science и Scopus, 4 статьи в научных журналах, рекомендованных комитетом по обеспечению качества в сфере науки и высшего образования МНВО РК, 3 статьи опубликованы в сборниках трудов международных конференций и опубликована 1 монография. Докторант принимала непосредственное участие в обработке и интерпретации экспериментальных результатов, в подготовке первоначальных вариантов рукописей, а также редактировала текст, улучшая его структуру, стиль и ясность изложения. Соискатель также занималась подачей статей в журналы, поддерживала контакт и вела переписку с редакцией журналов во время рецензирования и публикации всех статей. В статье Sadvakassova M.Zh., Khlebnikov A.I., Bakibaev A.A., Kotelnikov O.A., Erkassov R.Sh., Yelubay M.A., Issabayeva M.A. Rotational Barriers in N-Benzhydrylformamides: An NMR and DFT Study. Molecules, 2023, Vol. 28, №2. – Article No. 535, соискатель является первым автором. В момент опубликования журнал «Molecules» имел IF равный 4,9 и квартиль по химии, мультидисциплинарной, по биохимии и молекулярной биологии – Q2. Имел CiteScore за 2021 г. равный 5,9, процентиль по органической химии – 73. Также были опубликованы четыре статьи в перечне рекомендованных комитетом по обеспечению качества в сфере науки и высшего образования МНВО РК: 1.Bakibaev А.А., Sadvakassova M.Zh., Malkov V.S., Еrkasov R.Sh., Sorvanov A.A., Kotelnikov O.A. Study of the biologically active acyclic ureas by nuclear magnetic resonance. Вестник КарГУ. Серия Химия. – 2020. № 4 (100). С. 60-74. 2. Бакибаев А.А., Садвакасова М.Ж., Еркасов Р.Ш., Атагулова А.Е. Идентификация и анализ N-алкил-N'-арилалкилмочевин методом ядерного магнитного резонанса. Вестник ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, 2020, № 1(130), C. 18-22. 3. Бакибаев А.А., Садвакасова М.Ж., Еркасов Р.Ш., Сорванов А.А., Атагулова А.Е. Изучение влияния заместителей на смещение химических сдвигов N,N'-диарилмочевин в спектрах ядерного магнитного резонанса. Вестник ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, 2020, № 2(131), C. 18-22. 4. Бакибаев А.А., Садвакасова М.Ж., Еркасов Р.Ш., Атагулова А.Е. Идентификация и анализ N-арилалкил-N'-ацилмочевин методом ядерного магнитного резонанса. Вестник ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, 2019, № 4(129), C. 8-12. (Приказ № 1082 от 10.07.2012 г. Перечень изданий Комитета по контролю в сфере образования и науки Министерства образования и науки РК (до 31 декабря 2020 года). Часть результатов работы была представлена в виде докладов на VI Международной научно-практической конференции «Наука и образование в современном мире: вызовы ХХI века», международном научно-практическом журнале «Глобальная наука и инновация 2020: Центральная Азия» (Нур-Султан, 2020), а также в сборнике статей II Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной науки: теория, технология, методология и практика» (г. Уфа, 2020). Структура и объем диссертации. Диccертационная работа выполнена объемом 105 cтраниц и включает стандартные разделы: введение, литературный обзор, экспериментальная часть и раздел обсуждения полученных результатов, заключение, cпиcок иcпользованных иcточников из 212 наименований отечественных и зарубежных авторов.
Отзыв зарубежного консультанта
Заключение комиссии по этической оценке исследований
Решение диссертационного совета
Защита диссертации: https://youtu.be/hq0KeU6ubDA?si=JqhIP3CVoIq0Xyq5
