Катрицки, Алан Рой

Алан Рой Катрицкий(18 августа 1928 — 10 февраля 2014) — членЛондонского королевского общества, член Совета химического общества, вице-президентКоролевского Института химии, основательУниверситета восточной АнглиивНорвиче, основатель Центра гетероциклических соединений вГейнсвилле. Область научных интересов —органическая химия, в частности, химиягетероциклических соединений, а также физическая органическая химия.
Алан Рой Катрицки родился 18 августа 1928 вХаррингее, пригороде северногоЛондонав семье портных Чарльза и Марии Катрицки. С 1933 года Алан посещал начальную и среднюю школы в Южном Харрингее до тех пор, покав 1940 годуне был эвакуирован со своей новой школой, гимназией округа Хорнс, в Уисбек, графство Кембриджшир, где продолжил обучение в местной средней школе. Несмотря на то, что в то время химию там не преподавали, на изучение этого предмета его вдохновляли частные уроки В. Е. Филдхауса, преподавателя химии в другой школе. После возвращения в Лондон он организовал собственную химическую лабораторию на дому. К своему 15-тилетию он синтезировал своё первое гетероциклическое соединения, барбитурат веронал1.
С 1946 года он провел два года на обязательной военной службе. По ее окончании в 1948 году Алан поступилв колледж Св. Екатерины в Оксфордена факультет химии. Он получил диплом бакалавра с отличием и предложение продолжать научную деятельность в органической химии под руководствомСиднейской лаборатории.
В это же время Алан встретил свою будущую жену, Линду Килиан, дочь доктора юридических наук изМюнхена, во время поездки в горыв 1949 годув рамках программы обмена студентов изОксфордаиМюнхена. Они поженилисьв 1952 годув Мюнхене, а затем переехали вАнглию. В их семье выросли дети, Маргарет, Эрика, Руперт и Фрида. Впоследствии Алан Катрицки стал дедушкой трех внуков.
Летом2012 годаво время мирового турне Алана поразилрадикулит, вследствие чего турне пришлось прервать. Во время операции на позвоночнике, он перенесинсульт, который сильно повлиял на его движение, хотя его умственные способности нарушены не были. Он умер10 февраля 2014 годапосле падения.
В 1954 году Алан получил докторскую степень, работая в научной группесэра Роберта Робинсона. Его диссертация была посвящена структуре и синтезустрихнина2и оказала бы значительное влияние, если бы не была второй. Научная группа изЯпониидостигла тех же результатов в работе, которая была опубликована во время войны, но появилась на Западе лишь несколько лет спустя.
Научные интересы Алана в это время были, главным образом, в изучениипиридинаи его N-оксида3, в том числе в изучении и развитии их химических превращений. В 1955 году Алан опубликовал статью в журнале «Химия и промышленность», в которой поставил под сомнение представление Уилсона Бейкера4омезоионных синдонахи последующих сложностях по поводу изображения формальных связей. Также он ставил под сомнение необходимость использовать стрелку, чтобы представить направление донорства электронов в N-O-связи N-оксида, указав, что в этом нет необходимости, так как положительные и отрицательные заряды локализованы на азоте и кислороде, соответственно, и единственная связь между ними эквивалентна стрелке, что делало ее избыточной.
В начале1958 годаАлан Катрицки отправился вКембридж. Работа надпиридинами, продолжилась и здесь, однако приобрела несколько ярко выраженных направлений. Одним из главных направлений было изучениепрототропной таутомериизамещенных производныхпиридина, а именно гидрокси-, меркапто- и аминосоединений. Примечательно, что в это же время работаУотсонаиКрикапо моделированию структуры ДНК показала, чтоаденинобразуетводородную связьстимином, агуанин— сцитозиномтолько при использовании правильных кето-амино-таутомерных формахоснований, обнаруженных лишь незадолго до этого и не являющихся еще общепринятыми. Эта работа, наряду с работой группыАдриена АльбертавКанберре, внесла ценный вклад в понимание химической реакционной способности, и в большем масштабе признание важности физической органической химии. Другое фундаментальное направление включало дальнейшее изучение N-оксида. В своих исследованиях Алан развил понятие «мезомерных эффектов», показав, что N-оксид может выступать как в качестведонора, так иакцептораэлектронов.
Исследованияинфракрасных спектровразличных классовгетероциклических молекул, начатые вОксфордев конце 1950-х и начале 1960-х годов, развивалась также по нескольким направлениям. Алан разработал способ перехода от качественных описаний, которые преобладали до того времени, к полуколичественным измерениям интенсивностей пиков. Это направление исследований получило дальнейшее развитие с помощью полуэмпирических расчетов для оценки изменениядипольного момента. Изучение интенсивностиинфракрасного излученияпродолжалось в течение многих лет. В этой области было опубликовано более 40 научных работ под заголовком «Интенсивность инфракрасного излучения как количественная мера внутримолекулярных взаимодействий». Обзорная статья 1977 года представляет результаты десятков лет исследований.
С появлением коммерчески доступныхЯМР спектрометровисследования в органической химии приобрели новый характер. В сотрудничестве с доктором Ричардом Джонсом и старшими научными сотрудниками лаборатории было исследовано значение ЯМР-спектроскопииPдля решения структурных проблем.
Несмотря на ощутимую часть химиигетероцикловв исследованиях Катрицки, в его исследованиях были и другие направления. Во время пребывания вНорвиче, например, была широко изучена проблема места протонированияамидов. Совместно с польскими коллегами он исследовал химический состав метазоновой кислоты5и N-нитроиминов (например,6). Главным образом, благодаря сотрудничеству с промышленностью (в частности, с международной компанией по производству синтетического каучука, с которой у него сложились давние отношения), была успешно решена задача секвенирования полимеров с использованиемЯМР-спектроскопии.
Еще одной областью исследований, начатой в годы Кембриджа, былагетероциклическиеперегруппировки. В сотрудничестве с бывшей коллегой Сидни Бейли в процессе исследования бензофуроксанов было доказано, что нитрогруппа может вытеснить часть структуру фуроксанового кольца в результате вырожденной перегруппировки. Повторив работу старой немецкой литературы, Алану удалось установить ее недостоверность, фактически, предложенная реакция7работала отлично. Полная обработка с использованием кристаллической структуры и теоретических расчетов была проведена гораздо позже. Реакция протекала хорошо в других субстратах с аналогичными двойными связями, а также в пятичленных циклах с соответствующим расположением трехатомной системы: «моноядерная гетероциклическая перегруппировка»9.
По мере распространенияЯМР-спектрометровоказалась, что данный метод является идеальным инструментом для изучения спорных вопросах оконформацииN-H группы впиперидине10— предпочитает ли он аксиальное или экваториальное расположение. Так,в 1974 годубыло установлено, что предпочтительнее расположение N-H группы в экваториальном положении. (Ссылкииявляются обзорными статьями группы Катрицки и других участников по вопросу конформации.) В течение нескольких следующих лет были изучены конформационные равновесия большого разнообразия насыщенных гетероциклических часто в сотрудничестве с доктором Ричардом Джонсом или доктором Майклом Куком.
3-Оксидопиридинийбетаин11оказался превосходным субстратом реакцийциклоприсоединения. Варьируя заместитель на атомеазота, эти соединения могут присоединять диполярофильные соединения по атому азота (в позиции 2 и 6) или по группе С-O (в позиции 2 и 4), или между атомом кислорода и соседним углеродом (позиции 2 и 4). Было установлено, что как термический, так ифотохимическийспособ проведения реакции являются эффективными при широком разнообразии соединений.
В рамках другого проекта (начатого профессором Роном Топсом изУниверситета Ла-Троби продолженном доктором Майком Куком изУниверситета Восточной Англии) Алан Катрицки изучал влияние гетероатомов в кольце наароматичностьсоединения. Собрав ранние исследования, удалось сформулировали проблему. Гораздо позже, Алан показал, что можно получить удовлетворительную количественную меру ароматичности с двумя параметры, воспользовавшись методом многопараметрического анализа. Данный метод был главным образом предназначен для изучения физико-химических свойств фармакологически активных соединений в зависимости от их эффективности. Один из параметров он назвал «классической ароматичностью», которая определяет геометрию и зависит от природы гетероатомов и от размера кольца. Другой, называемый «магнитной ароматичностью», зависит главным образом от количества, а не от природы гетероатомов. Этот вывод был первоначально сделанв 1989 годуи был закреплен более глубоким исследованиемв 1998 годув сотрудничестве с профессорами Мати Карелсоном (Таллин), Мареком Крыговским (Варшава) и Карлом Югом (Ганновер). Однако не все химики были удовлетворены предложением «двойного параметра»; выдающийся теоретик Пол Шлейер настаивал на том, что различные критерии демонстрируют сильную взаимозависимость, и поэтому явление следует рассматривать как одномерное. В 2002 году была опубликована совместная публикация, призванная устранить это несоответствие. Дальнейшее обсуждение этого вопроса было опубликовано в 2004 г.
В 1980 Алан Катрицки принял приглашение на должность профессора-исследователя кафедры химии вУниверситете ФлоридывГейнсвилле. ВоФлоридеего карьера вступила в новую фазу исследований, он продолжал очень активные исследования, руководя большой командой почти до самой своей смерти.В 1980 годуон также был избран вчлены Королевского общества.
Химия гетероциклов в США в то время, не пользовалась уважением со стороны академического сообщества. Но он знал ее практическую важность, поэтому основал Центр гетероциклических соединений, где вскоре создал большую и активную исследовательскую школу.
Многопараметрический анализ данных, упомянутый выше, привел к созданию компьютерного метода прогнозирования биологической активности структуры (CODESSA — COmprehensive DEscriptors for Structural and Statistical Analysis), который был признан полезным в некоторых областях медицинской химии. Программа была широко доступна через интернет и использовалась для поиска более эффективных противомалярийных средств и средств от комаров, в исследованиях по переносу лекарственных средств в грудное молоко и в различных других областях, представляющих интерес, но не только в медицинской сфере.
Интерес к детальным механизмам органических реакций сохранялся у Катрицки на протяжении многих лет. Так, он показал, что нуклеофильное замещение в алифатических соединениях подразумевает более сложный механизм, и время от времени публиковал убедительные аргументы для пересмотра этой картины. Реакция Котали-Цунгаса (12 → 13), которая приводит к превращению фенольной группы в ароильную группу, была подробно изучена в сотрудничестве с одним из первоначальных исследователей этой реакции и был предложен рациональный механизм.
Среди других тем, в которые он внес значительный вклад, были химические датчики для обнаружения летучих и газообразных загрязнителей, а также новаторские исследования в области высокотемпературной и водной органической химии высокого давления, проведенные в сотрудничестве с компаниейExxon, которые выявили некоторые интересные экологически значимые реакции. В последние годы были проведены попытки использования вычислительных методов для прогнозирования физико-химических и биологических свойств на основе химического строения соединения.
В публикациях Алана за последние 25 лет его карьеры преобладали, в основном, его работы по использованиюбензотриазола14в органическом синтезе. При присоединении к другим молекулам, обычно через азот в положении 1, эта кольцевая структура может быть какдонором, так иакцепторомэлектронов (двойная способность, также проявляющаяся в N-оксидах пиридина, которые были его ранним интересом); она химически очень стабильна и может быть легко удалена, когда больше не нужна. Универсальность этого химического хамелеона породила более 400 научных работ, в том числе реакцию Катрицки-Ли. Весьма значительными достижениями этой работы были синтезыпептидовиз предварительно сформированных цепей, мостиковых циклических пептидных систем, а также аминокислотных и пептидных конъюгатов с фармакологически активными молекулами.
После получения докторской степени Алан оставался вОксфордев качестве независимого исследователя с1954по1958 год, руководя небольшой, но активной исследовательской группой в лаборатории Дайсона Перринса. В эти годы Алан начал свою педагогическую деятельность, занимая должность старшего преподавателя в колледже Магдалена и лектораколледжа в Пемброке.
В начале 1958 годаАлан Катрицки покинулОксфорди отправился вКембридж. Изначально он был назначен на должность демонстратораколледжа Тринити-Холл, но через четыре года он начал читать лекции. В 1959 году он стал одним из основателей новогоКолледжа Черчилля, в которомсэр Джон Кокрофт,член Лондонского Королевского общества, был первым магистром.
В начале 1960-х годов Комитет по университетским грантам планировал создать семь новых университетах Великобритании. Алан, на тот момент занимающий младшую должность в Кембридже, воспользовался этой возможностью и был предварительно назначен в 1962 году на должность профессора химии и основателя новой школы физических наук вУВАвНорвиче. Университетский совет по академическому планированию, в состав которого входилисэр Кристофер Ингольд,член Лондонского Королевского общества, влиятельный химик из Университетского колледжа Лондона, предлагал создание междисциплинарной школы физических наук, возглавляемой центральной дисциплиной химией, в соответствии с общей стратегией междисциплинарных школ как искусств, так и наук. Раннее назначение дало Алану возможность заручиться широкой внешней поддержкой и настаивать на том, чтобы вопреки стратегии междисциплинарных школ он был назначен руководителем школы химических наук, обосновав свою точку зрения тем, что ресурсов школы недостаточно для преподавания двух дисциплин — химии и физики. Это предложение сразу же вызвало споры с коллегами, занимающимися искусством. Сопротивление оказали такжеИнгольдисэр Солли (позднее лорд) Цукерман,член Лондонского Королевского общества, еще один член Академического совета по планированию. Однако Алан заручился поддержкойТоддавКембриджеи Робинсона вОксфорде; при активной закулисной поддержкеКокрофтаон одержал победу над вице-канцлером Фрэнком Тистлетвейтом, и его доводы возобладали. Он пригласил еще двух профессоров,Нормана Шеппарда(Член Лондонского Королевского общества,1967) пофизической химииизКембриджаи Стивена Мейсона (Член Лондонского Королевского общества,1982) по физико-химическим методам анализов изУниверситета Эксетера. Эти назначения значительно укрепили школу, привлекая ярких молодых ученых. Ральф Элси, бывший сотрудник компании Norwich, был приглашен изМанчестерского института науки и технологийдля создания сильной команды технического персонала и управления финансами.
Первый курс химии вУниверситете Восточной Англиибыл проведен в рамках подготовки к курсамбакалавра, которые должны были начатьсяв 1964 году;с 1963 годауже функционировала исследовательская школа, пока на временных условиях. Алан принимал активное участие в планировании и проектировании лабораторий. В течение пяти лет новая школа, направленная на получение химического образования вСоединенном Королевстве, набрала около 25 преподавателей и, наряду с программой обучения студентов, создала сильную аспирантскую исследовательскую школу с более чем 100 студентами.
За время правления АланаУниверситетом Восточной Англиибыл создан процветающий департамент. Он провел второй срок в качестве директора школы, нок 1980 годуадминистративная работа стала более утомительной, и он осознал, что пора двигаться дальше. Поэтому он принял приглашение от кафедры химии вУниверситете ФлоридывГейнсвилле, где позже основал Центр гетероциклических соединений, который вскоре содержал большую и активную исследовательскую школу.
В 1960 году была опубликована популярная научная книга «Гетероциклическая химия», в сотрудничестве с Жанной Лаговски. В 1965 году Алан написал рецензию на 4-й том монографии о пиридинах в серии Вайсбергера — Тейлора, которая была озаглавлена «Назовем вещи своими именами». Позже была опубликована монография о гетероциклических N-оксидах.
К моменту, когда три ранние книги Алана Катрицки в соавторстве с Жанной Лаговски уже были изданы, он решил для себя, что его métier (фр. профессия) может быть связана с организационной и издательской частью процесса. В 1957 году Роберт Робинсон и Роберт Вудворд Формэрс основали новый журнал по органической химииTetrahedron; два года спустя был создан родственный журналTetrahedron Letter. Оба журнала выпускало издательствоPergamon Press. В 1965 году главный редакторTetrahedron LettersГенри Стивеннеожиданно скончался, и главным редактором был назначен Алан Катрицки. Когда Алан переехал воФлориду, он стал американским редакторомTetrahedron, оставаясь на этой должностидо 1998 года.
В 1962 годуАлан договорился с издательствомAcademic Pressо том, чтобы стать редактором новой серии обзоров,Advances in heterocyclic chemistry. Один или два тома обзоров выпускались ежегодно, первый из которых вышелв 1963 году.
Алан был соавтором двух обширных монографий в сериях: дополнительный томв 1976 годус Хосе Эльгеро, Клод Марзин и Паоло Линда о таутомерии гетероциклови с Роджером Тейлором из Суссекского университета об электрофильном замещении гетероциклов, который появилсяв 1990 годукак 47 том этой серии.
В 1980 году, покинув страну, Алан оставил британскую редакциюTetrahedron Letters. К тому времени серияComprehensive heterocyclic chemistry (CHEC)уже была на доске почета вPergamon Press. Публикация завершиласьв 1984 годув восьми томах. Данный проект была достаточно успешен, что спровоцировало создание аналогичных серий в других областях (металлоорганические, натуральные продукты и лекарственная химия) и обновление уже существующих —CHECIIв 1996 году(Алан Катрицки, Чарльз Рис и Эрик Скривен; 11 томов) иCHEC IIIв 2008 году(Алан Катрицки, Крис Рамсден и Ричард Тейлор; 15 томов). Алан Катрицки был также соредактором другой серии,Comprehensive organic functional group transformationsс Отто Мет-Коном, Чарльзом Рисом и Ричардом Тейлором, опубликованнойв 1995 годуи обновленнымв 2005 году. Также были выпущены и другие серийные обзорные публикации:Best synthetic methodsпод редакцией Риза и Мет-Кона иTopics in applied chemistryпод редакцией Габи Сабонги.В 1992 годуElsevierпоглотилPergamon Press, а в 2000 году —Academic Press, в результате чего почти все издательства Алана оказались в одних руках.
Алан создал «некоммерческую» организацию ARKAT, которая получает доходы от промышленных предприятий, из которых впоследствии выделяются средства на деятельность Центра гетероциклической химии. В 2000 году семья Катрицки предоставила средства для создания и запуска во Всемирной паутине журнала, посвященного органической химии, который был бы в свободном доступе. ЖурналArkivocвышел под эгидой ARKAT и управляется Контрольным советом, главным образом, состоящим из его научных редакторов.
Алан Катрицки за свою карьеру смог выстроить отношения с множеством промышленных компаний по всему миру, консультируя во многих областях химии и организуя различные курсы повышения квалификации для работников предприятий. Так, например, находясь вНорвиче, он наладил очень длительные отношения сMinnesota Miningand Manufacturing (3M), регулярно консультируя в лабораторияхHarlow, с дочерней компаниейFerraniaв Савоне и в штаб-квартире вСент-Поле,штат Миннесота, а также сPfizerвСэндвиче,Кент. Также ему довелось сотрудничать с компаниейInternational Synthetic Rubber, вСаутгемптоне. Как вУниверситете Восточной Англии, так и вГейнсвиллеон организовал регулярные краткосрочные и долгосрочные курсы для представителей промышленности, желающих улучшить и обновить свои знания в области органической химии. После его переезда воФлориду, промышленное консультирование Алана процветало. В целом, он был научным консультантом в более чем 30 компаниях в течение значительных периодов его жизни, в некоторых случаях нескольких десятилетий.
Алан Катрицки проводил лекционные туры, многие из которых проходили под эгидойБританского совета, но также и многие другие по отдельным договоренностям с национальными академиями наук или химическими сообществами. В период с 1959 по 1976 год он совершил 15 поездок вИталию, посетилСШАне менее 17 раз,Францию7 раз,Германию(Восточную и Западную) 10 раз. Также побывал вБразилии,УругваеиАргентине,Австралии,Новой Зеландии,ТаитииФиджи,Египте,Судане,Японии,Таиланде,ИорданиииЛиване. Из многих этих стран он смог пригласить некоторых наиболее способных студентов в постдокторантуру, как вУниверситет Восточной Англии, так и вГейнсвилл; химические факультеты там приобрели очень космополитический характер. Помимо лекций на конференциях и в университетах, он получил четырнадцать почетных докторских степеней.
Будучи членом Совета химического общества, а также вице-президентом Королевского Института химии, Алан оказал влияние на объединение четырех основных химических организаций Великобритании — Химического сообщества, Королевского Института химии, общества Фарадея и общества аналитической химии, а также на возобновление деятельности объединенной структуры в качестве Королевского общества химии (1980 год).
Наряду с профессором Гурносом Джонсом и профессором Чарльзом Рисом (Императорский колледж) Алан сыграл ведущую роль в созданиив 1967 годуГетероциклической группы Химического общества. Группа раз в два года организует встречи в Грасмере, где проводят лекции проводятся в течение трех дней по утрам и вечерам, после обеда — бесплатно. Несколько позже были организованы англо-итальянские встречи между Гетероциклической Группой иSocietà Chimica Italiana(Итальянским обществом химии). Они также проводятся раз в два года, поочередно вВеликобританиииИталии. Алан был первым председателем группы с1967по1969 год. Он также занимал двухлетний срок в качестве вице-президента (1973—1975) Международного общества гетероциклической химии (основанного в 1968 году). Его третья пленарная лекция перед обществом на конференции, состоявшейся вАнтверпенев1993 году, была отчетом о его первых 50 годах в гетероциклической химии, с некоторыми прогнозами относительно того, что он намеревался делать в течение следующих 50 лет.
После 1980 года Алан начал летать под флагом гетероциклической химии в своей новой стране. Его многочисленные контакты в фармацевтической промышленности не нуждались в убедительных доказательствах, и ежегодные встречи — Конференция FloHet, организуемая вГейнсвиллекаждый год в марте, — проходили с большим количеством участников. Можно сказать, что ему удалось добиться того, чтобы американские химики стали более доброжелательно относиться к гетероциклической химии, когдаАмериканское химическое обществов2004 годуопубликовало специальный выпуск обзоров химических веществ, посвященный этой теме.
Испанцы были первыми, кто чествовал Алана в Национальном университете образования вМадриде(1986).Познанский университет(Польша,1989) иГданьский медицинский университет(Польша,1994).Университет Восточной Англиичествовал его в1995 году, когда оратор, его бывший студент доктор Ричард Джонс, зачитал живое обращение. ВТулузском университете(Франция,1996 г.),Санкт-Петербургском техническом университете(Россия,1997 г.) иБухарестском политехническом университете(Румыния,1998 г.) почетные докторские степени стали ежегодными.Южный федеральный университет,Ростов-на-Дону(Россия,2000),Университет Гента(Бельгия,2001), Университет Бундельханд (Индия,2001), университеты Тимишоара (Румыния,2003),Вроцлав(Польша,2004),Йена(Германия,2005 г.) иТарту(Эстония,2005 г.) дополняют список.
В Южном федеральном университете учреждена стипендия имени А. Р. Катрицки для магистрантов и аспирантов за выдающиеся успехи в учёбе и научных исследованиях в области синтетической органической, физической органической и теоретической химии
Алан Катрицки всегда уделял пристальное внимание любому начинанию, которое, по его мнению, было его личной ответственностью. Алан был прямолинейным и решительным в своей профессиональной жизни, но сострадательным и теплым в личных отношениях. В молодости он мог быть воинственным, когда того требовали обстоятельства; в зрелом возрасте он стал гораздо более мягким и никогда не пренебрегал чувствами других.
Его чувство юмора было на первый взгляд немного задумчивым, но остро ощущалось, а его выступления в качестве оратора после ужина были полны веселья. Он предпочитал неформальный стиль в одежде при соответствующих обстоятельствах, можно было бы даже сказать «неопрятный». Хотя он был готов приодеться для официального случая, он явно предпочитал его.