Азот недоступный, но необходимый!

Азот – это вечный источник
танталовых мук человечества,
вечные терзания голода среди
роскошного изобилия.
Американский биохимик М.Камен

Вероятно, не существует другого такого химического элемента, который доставил бы человечеству столько хлопот. Необычность ситуации состоит в том, что запасы молекулярного азота N₂ громадны, поскольку это основная составная часть воздуха, его содержание в земной атмосфере составляет свыше 78 % (об.), что соответствует 4•10¹⁵ т.

Почувствовать масштаб этих запасов можно, если принять во внимание, что в атмосфере над каждым квадратным километром земной поверхности находится столько азота, что из него можно получить до 10 млн т аммиака NH₃.

Тем не менее, человечеству нужен не молекулярный азот, а химически связанный, т.е. входящий в состав различных соединений. Необходимость связать атмосферный азот, заставить его вступить в химическую реакцию возникла далеко не сразу.

Заблуждение известного химика

Немецкий химик Юстус Либих в середине XIX в. возглавлял крупнейшую в Европе научную школу химиков. Среди его учеников были также видные российские химики: А.А.Воскресенский, Н.Н.Зинин и др. Основным направлением его исследований было получение и изучение новых химических соединений, он впервые описал хлороформ (1831), уксусный альдегид (1835), открыл гиппуровую, молочную и другие карбоновые кислоты. Помимо этого он изучал химизм физиологических процессов, выдвинул химическую теорию брожения и гниения.

Одна из его работ, доставившая ему много неприятностей, оказалась позже весьма значимой. Анализируя золу сожженных растений, он установил, что в ее состав входят калий, фосфор, кальций и другие элементы. Рассуждения Либиха были просты и логичны: единственный источник этих элементов для растения – почва, которая постепенно обедняется после многократно собранных урожаев. Следовательно, нужные элементы необходимо добавлять в почву для увеличения ее плодородия. Основные взгляды он изложил в книге «Органическая химия в приложении к земледелию и физиологии» (1840).

Истины, которые нам кажутся совершенно очевидными, вызвали у ряда ученых резкий протест и возмущение. «Это самая бесстыдная книга из всех, которые когда-либо попадали мне в руки», – писал о ней профессор ботаники Тюбингенского университета Г.Моль. «Совершенно бессмысленная книга», – вторил ему известный немецкий писатель Ф.Рейтер, занимавшийся некоторое время сельским хозяйством. Немецкие газеты начали помещать оскорбительные письма и карикатуры на Либиха и его теорию минерального питания растений. Ситуация осложнялась тем, что ожидаемой эффективности калийно-фосфорные удобрения, предложенные Либихом, во многих случаях не показали. Дело в том, что эти удобрения не содержали еще одного очень важного элемента – азота.

Как вначале полагал Либих, азот растения усваивают из воздуха так же, как кислород и углерод. К чести Либиха следует сказать, что у него хватило мужества признать свою ошибку, он сумел ее обнаружить и впоследствии исправить. Постепенно его взгляды стали общепризнанными, что вскоре привело к появлению заводов по производству минеральных удобрений.

Интересно, что ошибка Либиха была в некоторой степени частичной, поскольку существуют растения (например, горох, клевер и соя), которые могут усваивать атмосферный азот с помощью микроорганизмов, развивающихся на корнях этих растений. Такие бактерии, называемые азотофиксирующими, умеют в мягких условиях, при обычной температуре и давлении превращать атмосферный азот в химические соединения. Естественно, что со временем азотофиксирующие бактерии оказалась в центре внимания биохимиков, о чем речь впереди.

Второй, не менее важный процесс связывания атмосферного азота – это электрические разряды в молниях. Каждую секунду по всему миру в землю ударяют до 100 молний. При высоких температурах в электрическом разряде (в канале молнии температура достигает 20000 °С) азот взаимодействует с кислородом воздуха, образуя оксид азота NO, который далее окисляется атмосферным кислородом до диоксида:

2NO + O₂ —> 2NO₂.

Затем диоксид, соединяясь с водой и солями в почве, переходит в нитриты и нитраты. Ежегодно молнии дают несколько миллионов тонн азотистых удобрений – четверть всего образующегося в природе связанного азота.

Именно эти два источника связанного азота – азотофиксирующие бактерии и молнии – позволяют растениям существовать и развиваться. Кроме того, опадающие листья и ветви образуют перегной, в котором сохраняется запасенный растениями азот. Благодаря этому леса могут существовать неограниченно долго без дополнительных удобрений.

Ситуация меняется, когда урожай вывозят с полей. По приблизительным подсчетам, ежегодно на земном шаре вместе с сельскохозяйственной продукцией вывозят около 100 млн т связанного азота. Столь громадный дефицит не могут восполнить природные процессы, о которых было сказано выше.

Воздадим должное Юстусу Либиху: история химии ко всем его многочисленным заслугам причисляет также создание им новой науки – агрохимии, в основе которой лежит необходимость применения удобрений.

Азот – это жизнь!

Напомним, что в растениях азот находится в составе белковых молекул, которые содержат в среднем 17 % связанного азота. Из белков в растениях он далее переходит в белки травоядных животных, а далее поступает в организмы прочих живых существ, в том числе человека. В состав молекул ДНК тоже входит азот. Поскольку белки и ДНК – основа всех живых организмов, то можно утверждать, что от возможности химически связывать азот зависит существование жизни на Земле.

Ранее было сказано, что биологическая фиксация атмосферного азота возможна с помощью некоторых бактерий. Это один из основных процессов живой природы, он так же важен, как дыхание и фотосинтез. В результате деятельности азотофиксирующих бактерий громадные запасы атмосферного молекулярного азота превращаются в аминокислоты и белки.

Недавние исследования показали, что азотофиксирующие бактерии могут находиться не только на корнях растений, но и в кишечнике некоторых животных, что было воспринято как некое чудо. Обнаружено это было в результате решения одной интересной задачи: термиты – насекомые тропических стран, напоминающие европейских муравьев, питаются исключительно целлюлозой древесины, в которой азота нет. Долгое время было непонятно, как же они синтезируют белки, из которых состоит организм любого животного. Японские биохимики установили, что в кишечнике термитов живут простейшие организмы – жгутиконосцы, а в клетках этих организмов находятся особые бактерии. В ДНК этих бактерий обнаружены гены, которые синтезируют азотофиксирующий фермент (все это напоминает матрешку).

Попутно отметим, что азот в переводе с греческого означает «безжизненный» («а» – приставка, указывающая на отрицание, «зоэ» – значит «жизнь», тот же корень в слове «зоология»). Такое название предложил для него А.Лавуазье, который, исследуя процессы горения, установил, что в состав атмосферы входит некое инертное вещество, не поддерживающее окислительные процессы. Однако теперь, учитывая все вышесказанное, мы можем утверждать, что азот – это жизнь.

Запасы связанного азота

С калием и фосфором, столь необходимыми растениям, особых проблем нет, запасы минеральных соединений, содержащих эти элементы, велики. Естественно, что стали искать природные источники связанного азота, и они были найдены. В первую очередь это нитрат калия KNO₃, он содержался в так называемой индийской селитре. Ее в больших количествах стали вывозить из Индии, и довольно быстро все запасы были исчерпаны. Кроме того, основное количество этого сырья использовали не в качестве удобрения, а для производства пороха (подробнее об этом см.: Вокруг бездымного пороха. Химия. (ИД «Первое сентября»), 2007, № 1).

Позже был найден другой источник селитры – гуано (от исп. guano). Это разложившиеся естественным образом остатки помета птиц, представляющие собой смесь кальциевых, натриевых и аммонийных солей фосфорной, азотной и некоторых органических кислот. Громадные запасы гуано находились на тихоокеанском побережье Южной Америки. Миллионные колонии птиц, питающихся рыбой, – чайки, бакланы, крачки, альбатросы – гнездились на скалистых берегах вдоль побережья Перу, Чили (нитрат натрия NaNO₃ называется чилийской селитрой) и на прибрежных островах. Поскольку в этом районе почти не бывает дождей, гуано накапливалось на побережье в течение многих веков, образовав в некоторых местах залежи толщиной в десятки метров и протяженностью свыше 100 км. Спрос на гуано постоянно возрастал, потребность в нем достигла такого размаха, что в начале XX в. его экспорт составлял миллионы тонн.

Все разведанные запасы стали быстро истощаться. Необходимо было найти способ связывать атмосферный азот, которого, как было уже сказано, громадное количество, но он чрезвычайно химически инертен, и перевести его в какое-либо соединение весьма не просто, хотя, как оказалось, все же возможно.

Норвежские химики решили воспроизвести природный процесс – связывание азота с помощью электрического разряда: для этого они продували влажный воздух через электрическую дугу. Такой возможностью в начале ХХ в. обладала, пожалуй, только Норвегия, поскольку в ней много гидростанций и электроэнергия была сравнительно дешевой. Образующуюся азотную кислоту переводили в нитрат кальция Ca(NO₃)₂ (получивший название норвежской селитры), который использовали в качестве удобрения. Процесс был исключительно энергоемкий, выход азотной кислоты в нем был невелик и не мог покрыть возрастающую во всем мире потребность в азотных удобрениях. Химики нашли иной путь связывания азота.

Крупная победа химиков

Немецкие химики Ф.Габер и К.Бош создали процесс, позволяющий превратить атмосферный азот в смеси с водородом в аммиак (рис. 1).

Катализирует процесс металлическое железо с примесями оксидов алюминия и калия, при температуре 400–600 °С и давлении до 1000 атмосфер. Найти катализатор оказалось совсем не просто, для этого Габер испробовал несколько тысяч (!) различных соединений, в результате решение очень остро назревшей проблемы было найдено. За создание этого процесса Ф.Габер был удостоен в 1918  г. Нобелевской премии (К.Бош совместно с Ф.Бергиусом получил Нобелевскую премию позже, в 1931 г., за развитие методов высокого давления в химии).

Условия, в которых происходит синтез аммиака (высокие температура и давление), весьма жесткие: все дело в высокой химической инертности азота, о чем уже было упомянуто. Каковы же причины этого? Два атома азота связаны тройной связью, однако она заметно отличается от тройной связи между атомами углерода (например, в ацетилене). Труднее всего разорвать в азоте первую связь из трех, для этого требуется заметная затрата энергии – 125 ккал/моль. Для сравнения, разорвать первую связь из трех в ацетилене можно, затратив энергии заметно меньше – 53 ккал/моль. Интересно, что разрыв именно первой связи в азоте наиболее труден, вторая связь раскрывается заметно легче – 63 ккал/моль, и еще легче третья связь – 37 ккал/моль. Поэтому в реакциях с участием молекулярного азота обычно раскрываются все три связи. Главное – расшевелить самую прочную, первую связь, а остальные как будто бы сами «покатятся под горку».

Совсем иначе обстоит дело с тройной связью между атомами углерода (например, в ацетилене). Первую связь из трех разорвать не трудно – как уже было сказано, всего 53 ккал/моль. Зато прочность второй связи заметно выше, а третьей еще выше. Поэтому из ацетилена и его производных можно получить соединение с двойной или простой связью, а полное разъединение атомов углерода обычно не происходит.

Итак, удалось решить главную задачу – химически связать атмосферный азот с помощью процесса Габера–Боша. Громадное количество современных заводов синтезируют аммиак именно таким способом. Далее полученный аммиак каталитически окисляют до оксидов азота, в конечном итоге получают азотную кислоту и нитраты, которые помимо сельского хозяйства и изготовления взрывчатых веществ, необходимы также в производстве красителей, медикаментов и в химической отрасли промышленности.

Промышленное получение аммиака – процесс очень энергоемкий, и проводят его в весьма жестких условиях, поэтому химики решили внимательно изучить то, как получают аммиак из воздуха азотофиксирующие бактерии в живой природе.

Как же это делают бактерии?

Основной инструмент, с помощью которого бактерии фиксируют азот, – это специальный фермент, т.е. белок, действующий как катализатор, его называют нитрогеназой. Окончание «аза» всегда используют, когда речь идет о каком-либо ферменте, а первая часть в названии фермента «нитро» указывает на то, с каким веществом взаимодействует этот фермент.

Нитрогеназа представляет собой ансамбль из белковых молекул, которые содержат каталитические центры из атомов молибдена Mo и железа Fe, соединенных с атомами серы (рис. 2). Атомы серы к тому же связывают атомы металлов с органической частью белковой молекулы (сера входит в состав аминокислоты цистеина, которая участвует в образовании многих типов белков).

Молекула азота входит внутрь железосульфидного комплекса между атомами Fe и координационно связывается с ними (показано пунктирными линиями), роль атомов Мо – подавать электроны для восстановления N₂.

Таким образом, при биологической фиксации N₂ исключительно важную роль играют переходные металлы Мо и Fе.

Не обязательно копировать природу

Было совершенно очевидно, что искусственно синтезировать сложные белковые комплексы, которые содержатся в азотофиксирующих бактериях, не имело смысла. Подобный синтез исключительно сложный, трудоемкий, кроме того, химики обычно не стараются копировать природу, а используют только те подсказки, которые дает изучение природных процессов, а далее ищут свои, более эффективные пути.

Как это часто бывает в химии, решение задачи было подсказано предыдущими исследованиями. Одна из подсказок в скрытом виде содержалась в идеях, лежащих в основе промышленного синтеза аммиака. В те времена, когда Габер создавал свой процесс, представления о механизме катализа были развиты весьма слабо, поэтому в поисках катализатора он использовал метод сплошного перебора. Во второй половине ХХ столетия наука о катализе весьма усовершенствовалась. Например, было уже понятно, что при синтезе аммиака с участием металлического железа (в роли катализатора) молекулы азота вначале «садятся» на поверхность металла, а затем атомы металла оттягивают на себя электронные облака, связывающие два атома азота, и связь ослабляется. Далее «ослабевшая» молекула может участвовать в различных превращениях.

Пожалуй, наиболее важными наблюдениями были следующие: существуют случаи, когда молекула азота может быть зафиксирована на атоме переходного металла в виде координационно связанного лиганда. Например, при взаимодействии хлорида рутения с гидразином получается комплекс, при образовании которого гидразин превращается в аммиак и молекулярный азот и образовавшиеся молекулы, в том числе и нейтральная молекула азота N₂, «садятся» на металл (рис. 3).

На самом деле, в этом случае решена обратная задача: химически связанный азот (в гидразине) переходит в молекулярный азот N₂. Результат интересен тем, что показывает – молекулу азота можно зафиксировать на атоме металла. Были и другие подобные наблюдения. Однако в таких комплексах осуществить обратное превращение – перевести координированный N₂ в химическое соединение азота – не удалось.

Накопленный опыт в активировании кратной связи (но не между атомами азота, а между атомами углерода) также давал дополнительную информацию. Удалось в сравнительно мягких условиях активировать этилен с помощью катализаторов, которые представляли собой композицию из соединения переходного металла (например, TiCl₄) и триэтилалюминия AlEt₃. Это широко применяемый катализатор Циглера–Натта для полимеризации этилена при низком давлении.

Все это указывало на то, что ожидать нужный результат – активацию молекулярного азота N₂ – можно будет в том случае, если азот, во-первых, «сумеет» образовать комплекс с соединением переходного металла, а во-вторых, станет при этом достаточно активным.

В 1964 г. российские ученые М.Е.Вольпин и В.Б.Шур опубликовали статью, в которой сообщили, что они нашли возможность восстанавливать молекулярный азот до аммиака в мягких условиях. Основной «козырь» этой работы – специально разработанные катализаторы; процесс получил название «Реакция Вольпина–Шура».

В процессе исследований авторы установили, что катализировать такую реакцию может довольно широкий круг веществ – соединения Ti, V, Cr, Mo, W. Однако «расшевелить» тройную связь между атомами азота недостаточно, необходимо предложить этой ослабленной связи то направление, в котором она должна далее реагировать. Кажется вполне естественным, что это должно быть восстановление, приводящее к образованию связи N–H (наиболее простой вариант – образование аммиака). В реагирующую систему должен быть введен восстановитель, например широко применяемый в лабораторной практике в качестве восстановителя литийалюминийгидрид LiAlH₄. Кроме того, можно использовать и другие восстановители, например натрийборгидрид NaBH₄, алюмо- или магнийорганические соединения (реактив Гриньяра), либо смесь Mg + MgI₂.

Эксперименты показали, что, если пропускать азот через раствор, содержащий каталитическую систему – комплексное соединение титана (C₅H₅)₂TiCl₂ с восстановителем (магнийорганическое соединение C₂H₅MgBr или изо-C₃H₇MgBr), – то образуется аммиак NH₃.

Полученный результат был абсолютно новым и исключительно важным, поэтому авторы приложили специальные усилия, чтобы доказать его истинность. Необходимо было снять подозрение, что источником образующегося аммиака могли оказаться различные азотсодержащие примеси, содержащиеся в используемых реактивах. Поэтому были проведены специальные опыты, в которых был использован молекулярный азот N₂, содержащий изотоп ¹⁵N. Такая изотопная метка (ее можно обнаружить в соединениях специальными методами) позволяет «проследить» за перемещением атомов азота из одного соединения в другое. Эксперименты показали, что полученный аммиак содержит практически то же количество изотопа ¹⁵N, что и взятый в реакцию молекулярный азот.

Позже удалось более детально описать этот процесс. Молекула азота встраивается между двумя атомами Ti, такой комплекс (рис. 4) удалось зафиксировать при низкой температуре. Далее, в зависимости от условий, соединение А в результате гидролиза образует гидразин H₂N–NH₂, либо аммиак NH_3.

Заметной активностью обладает также каталитическая система, содержащая (C₅H₅)₂TiCl₂ (или TiCl₄) совместно с восстановителем (изо-С₄Н₉)₃Аl. Обратите внимание – это практически та же самая система, которая была упомянута ранее как катализатор Циглера–Натта (катализатор полимеризации этилена). Возможности каталитической системы (соединение переходного металла + восстановитель) оказались весьма разнообразными.

Все рассмотренные выше каталитические системы давали аммиак с небольшим выходом: 1 г-моль NH₃ на 1 г-атом Ti. Практически это не катализ, а эквимолекулярная реакция, соединение титана участвует как обычный реагент. Авторам работы удалось найти каталитическую систему ТiСl₄–АlВr₃–Al, которая при 10 МПа и 130 °С дает почти 300 молей аммиака на моль ТiСI₄. Такое соотношение можно уже рассматривать как истинный катализ.

Изучая возможности найденных каталитических систем, авторы установили: если в состав восстанавливающего компонента ввести фенильную группу, то в результате можно получить из молекулярного азота анилин. Фактически, это прямой синтез органической молекулы из N₂. Каталитическая система представляет собой композицию Ср₂ТiСl₂–РhLi (где Ср – циклопентадиенил, Ph – фенил). На первой стадии возникает фенилпроизводное титана, затем молекула азота внедряется по связи Ti–Ph, образовавшееся соединение при действии восстановителя и Н⁺ образует анилин и аммиак (рис. 5, см. с. 8).

Открытие фиксации молекулярного азота в мягких условиях стало заметным этапом в науке о катализе и привело к появлению целого потока исследований. Например, были найдены сравнительно простые каталитические системы, которые работают даже в водной среде, таким образом, исследователи решили проблему не менее эффективно, чем это делают азотофиксирующие бактерии. Впрочем, химия постоянно демонстрирует свое могущество, предлагая замечательные новые препараты и материалы, не существующие в природе.

Интересно, что открытие фиксации азота вышло за рамки химической науки и, по-видимому, произвело впечатление на многих, в том числе и на деятелей искусства. В 1981 г. на экраны вышел фильм Леонида Марягина «Незваный друг». В фильме есть эпизод: молодой ученый (исполнитель – Олег Даль) кладет на стол научному руководителю (его играет Олег Табаков) свою диссертацию. Тема диссертации – фиксация азота; с достаточной долей уверенности можно полагать, что прообразами этих героев послужили первооткрыватели процесса В.Б.Шур и М.Е.Вольпин.

* * *

ВОЛЬПИН Марк Ефимович (1923–1996) начал свой путь в химическую науку с поступления на химический факультет МГУ (1940), причем он поступил без экзаменов, поскольку в 1939 г. стал победителем 1-й Всесоюзной олимпиады юных химиков. В 1941 г. он ушел добровольцем на фронт, но год спустя был демобилизован по болезни и начал работать в Центральной химической лаборатории на Уральском танковом заводе в Миассе вначале в должности лаборанта, а затем – заместителя начальника лаборатории. По окончании войны продолжил учебу, в 1949 г. окончил МГУ и поступил в аспирантуру на кафедру химии нефти, в 1952 г. защитил кандидатскую диссертацию.

Из-за очередной волны репрессий он был вынужден отказаться от экспериментальной работы и поступил во Всесоюзный институт научной и технической информации АН СССР. Там он познакомился с профессором Д.Н.Курсановым, который, оценив способности молодого ученого, в 1955 г. пригласил Вольпина в свою лабораторию механизмов реакций в Институте элементоорганических соединений АН СССР (ИНЭОС). (В настоящее время он называется: Институт элементоорганических соединений им. А.Н.Несмеянова РАН.)

В 1959 г. Марк Ефимович защитил докторскую диссертацию, а в 1963 г. возглавил специально созданную для него лабораторию комплексных металлоорганических катализаторов. Этой лабораторией он бессменно заведовал до 1994 г. С 1963 г. по 1969 г. ученый занимал должность заместителя директора, а с 1988 г. по 1996 г. – директора ИНЭОСа. В 1979 г. он был избран членом-корреспондентом АН СССР, а в 1987 г. – академиком.

Научные достижения Вольпина исключительно масштабны и отличаются необычайным разнообразием тем и направлений. Его работы положили начало многим новым областям исследований в органической и металлоорганической химии, катализе и химии координационных соединений. Творчеству ученого были присущи глубина замыслов и богатство идей.

В университетские годы Вольпин совместно с А.Ф.Платэ разработал каталитический метод синтеза нитрилов из олефинов и аммиака, что стало темой его кандидатской диссертации.

Совместно с Курсановым он предложил новые методы синтеза солей тропилия. Если из семичленного цикла (циклогептатриена C₇H₈) удалить один из атомов водорода, то образуется катион тропилия (С₇) – ароматический ион, в котором заряд делокализован по всему циклу. Со временем эти разработки стали основными препаративными методами получения таких соединений.

С конца 1950-х гг. Вольпин изучает небензоидные ароматические соединения, а с 1962 г. совместно с Курсановым развивает концепцию гетероаналогов карбенов – «карбеноидов». (Карбены – неустойчивые органические соединения, содержащие двухвалентный атом углерода. Простейший карбен – метилен СН₂.) За работы по использованию карбеноидов для синтеза трехчленных небензоидных ароматических соединений Вольпин (совместно с Курсановым) был удостоен в 1963 г. Ленинской премии.

С начала 1960-х гг. Вольпин выбирает новое направление исследований – изучение фиксации молекулярного азота при комнатной температуре и нормальном давлении (т.е. в мягких условиях). Первые азотофиксирующие системы удалось получить уже в 1964 г. В 1967 г. эта работа Вольпина и Шура была зарегистрирована в качестве открытия, а также удостоена Государственной премии СССР.

В те же годы Вольпин начал аналогичные исследования в отношении другой жизненно важной молекулы – диоксида углерода. В цикле работ по фиксации углекислого газа соединениями переходных металлов первый результат – комплекс СО₂ с соединениями рутения – был получен в 1969 г.

Отдельный крупный цикл исследований посвящен слоистым соединениям графита, содержащим комплексы переходных металлов в межслоевых областях графита. Многие из полученных соединений оказались хорошими катализаторами превращения графита в алмаз.

С именем Вольпина связаны также исследования апротонных органических суперкислот и использование их для создания функциональных групп алканов; открытие металлоорганических источников свободных радикалов и путей их применения для инициирования радикальных реакций.

Последние годы жизни Вольпин посвятил созданию принципиально новых методов терапии рака на основе комплексов кобальта – химических источников активных радикальных частиц.

По существу, Вольпин создал и возглавил одну из ведущих научных школ в области металлоорганической химии и катализа, получившую мировое признание. Его заслуги высоко оценены мировым научным сообществом: он был избран членом Европейской академии (Academia European), награжден Золотой медалью им. А.Н.Несмеянова, Серебряной медалью Королевского химического общества Великобритании и премией Французской академии «Maison de Chemie».

* * *

ШУР Владимир Борисович (р. 1936) окончил в 1959 г. Московский химико-технологический институт им. Д.И.Менделеева (кафедра технологии органических промежуточных продуктов и красителей). С 1959 г. по 1962 г. работал в Центральной лаборатории Дорогомиловского химического завода. С 1962 г. по настоящее время работает в Институте элементоорганических соединений им. А.Н.Несмеянова РАН. С 1962 г. он сотрудник лаборатории комплексных металлоорганических катализаторов, которую возглавлял академик Вольпин. С 1964 г. по 1989 г. руководил группой по фиксации азота в составе этой лаборатории. С 1989 г. он стал заведующим лабораторией металлокомплексной активации малых молекул; в 1972 г. защитил кандидатскую диссертацию, а в 1989 г. – докторскую; в 1991 г. получил звание профессора. Ученый имеет свыше 280 публикаций в отечественных и международных изданиях.

Среди основных научных направлений руководимой им лаборатории можно выделить разработку на основе комплексов рутения новых катализаторов синтеза аммиака, значительно превосходящих по своей активности промышленный катализатор этого процесса. Кроме того, Шуром описаны новые катализаторы синтеза аммиака с использованием бинарных оксидов щелочно-земельных и редкоземельных металлов в качестве носителей; найдены новые способы активации С–Н-связей в углеводородах под действием систем ароматический углеводород/щелочной металл.

В лаборатории под его руководством осуществлен синтез и изучена реакционная способность комплексов титана, циркония и других металлов, обнаружена их способность катализировать полимеризационные процессы; разработан принципиально новый класс соединений, так называемых антикраунов, способных захватывать анионы (в отличие от традиционных краун-эфиров, фиксирующих катионы), найден ряд интересных каталитических приложений для этой группы соединений.

Материал подготовил М.М.ЛЕВИЦКИЙ