В Евразийском национальном университете имени Л.Н. Гумилева состоится защита диссертации на соискание степени доктора философии (PhD) Жумабаевой Гулстан Каршыгаевны на тему ««Разработка новых композиционных материалов модификацией пористых неорганических соединений гетероциклами на основе гликольурилов» » по образовательной программе «8D05306 – Химия».
Диссертация выполнена на кафедре «Кафедра Химии» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева.
Язык защиты - казахский
Официальные рецензенты:
Бектенов Несипхан Абжапарович – доктор химических наук, профессор, Академик Национальной академии наук РК, НАО «Казахский Национальный педагогический университет имени Абая» (г. Алматы, Республика Казахстан);
Аппазов Нурбол Орынбасарулы – кандидат химических наук, профессор, НАО «Кызылординский государственный университет им. Коркыт Ата» (г. Кызылорда, Республика Казахстан).
Временные члены Диссертационного совета:
Матаев Мухаметкали Мусагалиевич – доктор химических наук, профессор, НАО «Казахский национальный женский педагогический университет» (г. Алматы, Республика Казахстан);
Феста Алексей Алексеевич – кандидат химических наук, доцент, Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы (г. Москва, Российская Федерация);
Жумагалиева Шынар Нурлановна – доктор химических наук, профессор, НАО «Казахский национальный университет им. аль-Фараби» (г. Алматы, Республика Казахстан).
Научные консультанты:
Еркасов Рахметулла Шарапиденович – доктор химических наук, профессор, кафедра химии НАО «Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева» (г. Астана, Республика Казахстан);
Бакибаев Абдигали Абдиманапович — доктор химичеcких наук, профеccор, Национальный иccледовательcкий Томcкий гоcударcтвенный универcитет (г. Томск, Российская Федерация).
Защита состоится: 27 августа 2026 года 14:00 часов в Диссертационном совете по направлению подготовки кадров «8D053 – Физические и химические науки» по образовательной программе «8D05306 – Химия» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева. Заседание диссертационного совета состоится в офлайн и онлайн формате.
Ссылка: https://clck.ru/3UT3G8
Адрес: г. Астана, ул. К. Сатпаева, 2, аудитория 302.
Аннотация (рус.): АННОТАЦИЯ диссертационной работы Жумабаевой Гулстан Каршыгаевны на тему «Разработка новых композиционных материалов модификацией пористых неорганических соединений гетероциклами на основе гликольурилов», представленной на соискание степени доктора философии (PhD) по образовательной программе «8D05306 – Химия» Общая характеристика диссертационного исследования. Диссертационная работа посвящена исследованию физико-химических свойств новых композитных материалов на основе диатомита, гидроксиапатита, мезопористых биоактивных стекол, неорганических пористых соединения - путем модификации их поверхности биоактивными органическими соединениями как синтетического, так и природного происхождения. В качестве модифицирующих веществ использовались тетрагидроксиметилгликольурил, бетулин и кукурбит[n]урилы (CB[6], CB[7] и CB[8]). Материалы были охарактеризованы с помощью ИК-спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Для полученных биокомпозитов изучались гемолитический эффект, адсорбция плазменных белков на поверхности и антибактериальная активность полученных материалов. Диссертационная работа представлена в виде серии статей, опубликованных докторантом в соответствии с пунктом 5-1 Правил присуждения степеней, утвержденных приказом Министра образования и науки Республики Казахстан от 31 марта 2011 года №127 (зарегистрирован в Реестре государственной регистрации нормативных правовых актов за №6951), с изменениями, внесенными приказом Министра образования и науки Республики Казахстан от 06.01.2025 г. №4, а также в соответствии с требованиями приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 09.03.2021 г. №98, с изменениями, внесенными приказом исполняющего обязанности Министра науки и высшего образования Республики Казахстан от 09.01.2023 г. №7. Актуальность работы. Современные композиционные материалы играют ключевую роль в медицине, катализе, сенсорике, экологии и создании функциональных покрытий. Особый интерес представляют пористые неорганические соединения — гидроксиапатит, диатомит и мезопористые биоактивные стекла (МБС). Они обладают высокой удельной поверхностью, прочностью, химической стойкостью и биосовместимостью, что делает их перспективными для применения в биомедицинских приложениях. В настоящее время все большее внимание уделяется функционализации поверхности пористых материалов путем включения в них биологически активных соединений, в том числе макроциклических молекул. Однако, каждое из этих соединений имеет определенные ограничения: гидроксиапатит требует модификации для повышения адгезии клеток и обеспечения контролируемой биодеградации; диатомит нуждается в функционализации вследствие химической инертности; мезопористые биоактивные стекла (МБС) характеризуются высокой механической прочностью, а их функциональные свойства определяются не только физико-химическими характеристиками, но и морфологией пористого пространства. Одним из перспективных подходов является химическая модификация данных веществ органическими макроциклами на основе гликольурила. Эти соединения обладают способностью к молекулярному распознаванию, образованию устойчивых комплексов и регулированию поверхностных свойств, что позволяет существенно улучшать сорбционные, каталитические, механические и биомедицинские характеристики целевых материалов. Природным модельным соединением был выбран бетулин (БЕТ) – пентациклический тритерпеноид, выделяемый из коры березы. Бетулин и его производные обладают комплексом биологически активных свойств, таких как ранозаживляющие, антибактериальные, противоопухолевые, гиполипидемические, гепатопротекторные и противовирусные. Высокая биологическая активность бетулина будет компенсировать токсическое действие антибактериальных соединений. Для получения данного материала нужен был высокочистый бетулин. Цель диссертационного исследования. Цель работы – разработка композиционных пористых неорганических материалов (гидроксиапатита, диатомита и мезопористых биоактивных стекол (МБС)), модифицированных гетероциклами на основе гликольурила (тетрагидроксиметилгликольурилом, кукурбит[6,7,8]урилами), а также исследование их состава и свойств. Задачи: 1. Получение композиционных материалов на основе гидроксиапатита и диатомита, модифицированных тетрагидроксиметилгликольурилом и исследование их физико-химических характеристик (морфологии адсорбированного слоя, спектральных и структурных свойств, а также биологических характеристик). 2. Исследование возможности очистки бетулина до высокой степени чистоты с использованием углеводорода с высокой температурой кипения. 3. Получение композиционных материалов на основе мезопористых биоактивных стекол (МБС), модифицированных кукурбит[6,7,8]урилами и исследование их физико-химических характеристик (морфологии адсорбированного слоя, спектральных и структурных свойств). Объект исследования: Разработка композитных пористых неорганических материалов (гидроксиапатит, диатомит и мезопористые биоактивные стекла (МБС)), модифицированных гетероциклами на основе гликолурила (тетрагидроксиметилгликолурил, кукурбит[n]урилы), и изучение их состава и свойств. Методы исследования. В диссертационной работе использованы химические методы: гидролиз, ацилирование, метилирование. С целью характеристики веществ и материалов были использованы следующие методы анализа: ИК-, УФ-, 1Н-, 13С- ЯМР и 2D- ЯМР – HMBC спектроскопия, масс-спектрометрия, высокоэффективная жидкостная хроматография (HPLC), газовая хроматография – масс-спектрометрия (ГХ–МС), элементный и рентгеноструктурный анализ (РСА), Сканирующая электронная микроскопия (SEM), рентгеновская дифракция (XRD) для анализ порошков, термогравиметрический анализ/дифференциальная сканирующая калориметрия (TGA/DSC), метод азотной сорбции для анализа пористости и удельной поверхности. Определение биологической активности (in vitro) проводилось с использованием МТТ-теста (3-[4,5-диметилтиазол-2-ил]-2,5-дифенилтетразолий бромид). Расчет взаимодействия CB[n] с поверхностью SiO2 проводили методом молекулярной механики. Научная новизна работы. 1. Впервые установлено, что модифицирование тетрагидроксиметилгликольурилом скаффолдов из гидроксиапатита и диатомита приводит к приданию получаемым материалам антибактериальных свойств. 2. Впервые показана возможность очистки бетулина с использованием углеводорода с высокой температурой кипения для достижения более высокой степени чистоты. Для исследования был взят нонан, имеющий температуру кипения 151°С и который неоднократно возвращался в присутствие бетулина до его полного растворения. 3. Впервые получены композиционные материалы путем модификации поверхности мезопористого биоактивного стекла (МБС) кукурбит[6,7,8]урилами, а также исследовано влияние методов нанесения кукурбит[6,7,8]урилов на морфологию осажденного слоя. Установлено, что CB[6] обеспечивает равномерное покрытие пор, снижая удельную поверхность на 64% и общий объем пор на 52%. Определен процесс взаимодействия кукурбит[6]урила с поверхностью мезопористого биоактивного стекла (МБС) методом молекулярной механики. Основные положения диссертации, выносимые на защиту. 1. Композиционные материалы на основе гидроксиапатита и диатомита, модифицированные тетрагидроксиметилгликольурилом, обладают высокой антибактериальной активностью. 2. Установлено, что применение нонана в качестве растворителя для перекристаллизации позволяет получать бетулин с чистотой до 98% пригодный для использования в последующих химических превращениях без дополнительной очистки. 3. В ходе комплексного исследования изучены композиты на основе биостекла, модифицированные кукурбитурилами CB[6], CB[7] и CB[8]. Их влияние оценивалось методами низкотемпературной адсорбции азота, синхронного термического анализа (STA), ИК-спектроскопии и моделирования взаимодействия с поверхностью α-кварца. Практическая значимость работы. Развиты научные представления о методах модификации пористых биомедицинских материалов азотсодержащими соединениями. Получены новые результаты в области исследования процессов осаждения макроциклических соединений различными методами на поверхность неорганических пористых материалов, имеющие фундаментальное значение для химии и материаловедения. Сформированы научные основы разработки функциональных материалов медицинского назначения, позволяющие осуществлять точную настройку свойств композиционных материалов, полученных на основе неорганических пористых скаффолдов и макроциклических соединений. Установленные экспериментальные закономерности между методом нанесения и поверхностной морфологией адсорбированного слоя макроциклических соединений могут быть реализованы и для других классов пористых неорганических материалов. Личный вклад автора в диссертационное исследование. Личный вклад автора заключается в анализе литературных источников, проведении экспериментальных и расчетных работ, интерпретации и обсуждении полученных экспериментальных результатов, а также подготовке рукописей научных статей. Апробация работы. Результаты исследования по итогам выполненной работы были представлены на Казахско-Узбекском симпозиуме «Современные проблемы науки» (Ташкент, 2024), TASHKENT INTERNATIONAL CONGRESS ON MODERN SCIENCES-III, XXI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Томск, 2024), а также на международных научных форумах «Modern Scientific Method» (18–19 апреля 2024 г., Вена, Австрия) и «Theoretical Hypotheses and Empirical Results» (28–29 марта 2024 г., Осло, Норвегия). Публикации. Основные результаты диссертационного исследования отражены в 8 опубликованных работах, в том числе в 4 статьях в научных изданиях, входящих в первый и/или второй квартиль по импакт-фактору согласно данным Journal Citation Reports компании Clarivate Analytics, а также в 4 тезисах международных конференций. 1. Zhumabayeva, G.; Turebayeva, P.; Ukhov, A.; Fedorishin, D.; Gubankov, A.; Luchsheva, V.; Kurzina, I.; Bakibaev, A.; et al. Development of Novel Composite Biocompatible Materials by Surface Modification of Porous Inorganic Compounds Using Bambus[6]Uril. Materials 2023, 16, 7257. Докторант — первый автор. Импакт-фактор журнала Materials за 2023 год составляет 3,1. Журнал относится к квартилям: физическая химия — Q3; материаловедение, мультидисциплинарное — Q2; металлургия и металлургическое машиностроение — Q1; прикладная физика — Q2; физика конденсированного состояния — Q2. CiteScore за 2023 год составляет 5,8; процентиль по физике конденсированного состояния — 73, по общему материаловедению — 67. Докторант непосредственно участвовал в получении экспериментальных данных, обработке и интерпретации результатов. 2. Takibayeva, A.T.; Zhumabayeva, G.K.; Bakibaev, A.A.; Demets, O.V.; Lyapunova, M.V.; Mamaeva, E.A.; Yerkassov, R.S.; Kassenov, R.Z.; Ibrayev, M.K. Methods of Analysis and Identification of Betulin and Its Derivatives. Molecules 2023, 28, 5946. Импакт-фактор журнала Molecules за 2023 год составляет 4,2; журнал относится к квартилю Q2 по направлениям «биохимия и молекулярная биология», «химия, мультидисциплинарная». CiteScore за 2023 год составляет 7,4; процентиль по химии (разное) — 83; органической химии — 81; физической и теоретической химии — 80; аналитической химии — 78; фармацевтическим наукам — 81; разработке лекарственных средств — 73; молекулярной медицине — 68. Докторант участвовал в проведении экспериментов и интерпретации результатов, а также занимался подготовкой и оформлением первоначального варианта статьи. 3. Saule K. Kabieva; Gaziza M. Zhumanazarova; Rymgul Zh. Zhaslan; Gulistan Zhumabayeva; Arthur Ukhov; Dmitry Fedorishin; Alexsander Gubankov; Farkhad Tarikhov; Ordabay Yerkhan; Kurzina Irina; Rakhmetulla Sh. Yerkasov and Abdigali Bakibaev. Obtaining New Biocompatible Composite Materials with Antibacterial Properties Based on Diatomite and Biologically Active Compounds. Molecules 2024, 28, 9720. Импакт-фактор журнала Molecules за 2023 год составляет 4,2; журнал относится к квартилю Q2 по направлениям «биохимия и молекулярная биология», «химия, мультидисциплинарная». CiteScore за 2023 год составляет 7,4. Жумабаева Г.К. непосредственно участвовала в получении экспериментальных данных, обработке и интерпретации результатов экспериментов, а также в написании выводов для оформления статьи. 4. Gulstan Zhumabayeva, Abdigali Bakibaev, Arthur Ukhov, Irina Kurzina, Shohreh Mashayekhan, Maxim Susid, Andrey Khlebnikov, Roza Ryskaliyeva and Rakhmetulla Yerkassov. Effect of Modification of Mesoporous Bioactive Glass with Cucurbit[n]urils (n = 6, 7, 8) on the Structural and Physicochemical Characteristics of Composite Biomaterials. Journal of Composites Science.- 2026.-V.10., Iss.5. – Article number 255. Статья выявлена в базе данных Web of Science Core collection. В момент ее опубликования в 2026 году журнала «Journal of Composites Science» имеет Impact Factor за 2024 год равный 3,7 и квартиль по материаловедению, композитам – Q2. На момент защиты диссертации в 2026 году журнал «Journal of Composites Science» имеет Impact Factor за 2024 год равный 3,7 и квартиль по материаловедению, композитам – Q2. Докторант является первым автором и автором для корреспонденции, активно участвовал в проведении исследований, обработке данных и оформлении статьи.
Отзыв зарубежного консультанта
Заключение комиссии по этической оценке исследований
Решение диссертационного совета
Защита диссертации: https://youtu.be/62Xd0dPukWg?si=z4BqXm6Zh2vi5d7W
