Рецензия върху трудовете на доц дхн Веселин Георгиев Енчев, представени в конкурса за професор по теоретична химия към Института по органична химия с център по фитохимия бан, обявен в дв, бр. 45 от 14. 06. 2011 г

върху трудовете на доц. дхн Веселин Георгиев Енчев, представени в конкурса за професор по теоретична химия към Института по органична химия с център по фитохимия – БАН, обявен в ДВ, бр. 45 от 14.06.2011 г., от проф. дхн Борис Симеонов Гълъбов от Химическия факултет на Софийския университет „Св. Климент Охридски”

Значителна част от научното творчество на доц. В. Енчев е посветено на изучаване, главно с методи на квантовата химия, на явленията тавтомерия и фототавтомерия. В тази област е и дисертацията му за научната степен „доктор на науките”. Изборът на основно направление в научните изследвания на Енчев се оказва особено сполучлив, предвид нестихващия интерес към проучвания в тази област и ролята на тавтомерията в най-разнообразни модерни приложения в органичната химия и химията на материалите, при ензимни реакции и транспорт в биологични мемебрани, процеси в ДНК и ПНК и други области. В трудовете на В. Енчев са изследвани значителен брой органични системи, в които протичат процеси на тавтомерия и фототавтомерия. Може да се твърди, че този широк обхват на разнообразни структури и изводите направени в резултат на теоретичните пресмятания дават възможност да се направят и важни обобщения за механизмите на явлението, зависимостта структура-динамика, енергетиката на тавтомерните преходи, ролята на разторителя. Използването на теоретични методи е особено важно при проучвания върху механизмите на процесите предвид трудностите пред експеримента (методи на фемтоспектроскопията) от една страна и в същото време изключителния напредък в надежността и точността на квантово-механичните изчислителни методи. Не случайно, в някои случаи, резултатите на Енчев опровергават убедително изводи от експериментални проучвания. Разбира се, уважението към експеримента е типично за трудовете на В. Енчев, така както това е характерно и за всички сериозни изследователи в теоретичнта химия. Непрекъсната съпоставка и взаимна корекция между теоретични и експериментални данни е по принцип добра характеристика за едно съвременно химическо изследване.

• 
  Изяснен е механизмът на вътрешномолекулен пренос на протон във възбудено състояние на бензазоли и ароматни кетони. Механизъм включва тунелиране на протона под енергетичната бариера.
  
• 
  При изследвания върху реакции на вътрешномолекулен пренос на протон за поредица разнообразни органични системи са изяснени механизмите на процесите. Съществена новост е предложеният двустадиен асинхронен механизъм за реакии в диотропните системи N,N’-бис(салицилиден)-р-фенилендиамин, N,N’-бис(2-хидрокси-1-нафтал-метилен)-р-фенилендиамин и 2,2’-бипиридил-3,3’-диол, в съгласие с екпериментални резултати на други автори.
  
• 
  Установени са предпочитаните тавтомерни форми на редица хетероциклени съединения, съдържащи два хетероатома (азот и сяра) в пръстена. Особено следва да се подчертаят следните аргументи, с които са опровергани базирани на екепериментални изследвания хипотези: показано е, че при 4-нитропиразолоните в разтвор съществува равновение между син и анти оксимни форми, а не както се е предполагало две нитрозо форми. Отхвърлено е също така заключение на други автори, че 4-аминотиазолидин-2-он съществува като иминотавтомер. Авторът показва, че по-стабилна е аминоформата на съединенито.
  
• 
  Охарактеризирана е нитрозооксимната тавтомерия на редица циклични съединения. За някои системи теоретичните резултати са подтвърдени от ЯМР изследвания. При проучвания върху голям брой системи са открити поредица интересни факти. Например, 2-карбоксииндал-1,3-дион съществува под две тавтомерни форми, преминаващи лесно една в друга. При 2-ацетилиндал-1,3-дион е установено вътрешномолекулен пренос на протон във възбудено състояние, докато при 2-карбоксииндал-1,3-дион е намерен пренос на протон в твърдо състояние.
  
• 
  В комбинирано теоретично и флуоресцентно спектроскопско изселдване са установени важни характеристики на тавтомерията при 5-флуороурацил. Показана е възможността за формиране на необичайни тавтомерни форми, способни да допринесат за честотата на мутации. Предложена е нова хипотеза за тавтомерното равновесие във водна среда на 5-флуороурацила. Статията (труд 68) по този проблем, публикувана е J. Phys. Chem. А през 2005 г. е цитирана досега 27 пъти.
  

Интересни са работите на Енчев върху органични фотопротектори. Установена е отлична фотостабилност ба ацетилиндан-1,3-дион и силно поглъщане в областта на 290-320 nm, което обуславя фотопротекторните свойства. Методът за получаване на веществото е патентован.

В началният етап на своята дейност В. Енчев провежда редица изследвания върху проблема за ароматността ба органичните съединения. Той и съавторите му предлагат нов индекс (Information aromaticity index, IAI). Интересното е, че проблемът за ароматността е много актуален и днес. Би било полезно В. Енчев да съпостави резултатите от IAI индексът с данните за няколко особено популярни нови индекси на ароматност като NICS, HOMA и други.

В няколко статии се изследвани механизми на реакции на органични съединения. Проведени са проучвания върху термоелектроциклични и фотоелектроциклични реакции на полиени, образуването на интермедиати, инициираши полимеризация на 1,2-епоксиди, формирането на диоксини от полихлорбифенилени. Все пак следва да се отбележи, че тези изследвания с наличното по това време софтуерно и хартуерно оборудване в България и са на ниво полуемпирични изчисления. Очаквам, обаче някои от изводите да се запазят и при многократно по-точно изчисления, които можем да проведем днес.

В поредица от статиите са изследвани чрез теоретични методи структурите на органични съединения от различни класове. В редица случаи теоретичните резултати са корелирани с налични UV, IR, и NMR спректални данни. В. Енчев е автор на интересен подход за анализ на електронните преходи и електронните състояния в рамките на π-електронното състояние. Съавтори са изтъкнатия наш квантов химик Ф. Фратов и О. Полански от Германия. Приложенията позволяват да се класифицират хромофорите в изследваните системи. Редица от тези резултати са получени при проучванията върху тавтомерията на съответните системи.

В. Енчев има и няколко публикации, третиращи връзката структура-активност при биологично активни, а също така и токсични вещества Това става в сътрудничество с известните специалисти в областта на QSAR проф. О. Мекенян, акад. А. В. Фокин и проф. Д. Бончев.

Публикациите на В. Енчев в периода до 2005 г. го представят като изграден и опитен изследовател в областта на квантовата химия. Основните му приноси са в областта на проучването на тавтомерните равновесия, където той прави редица изводи със съществен приносен характер. На тази основа след 2005 г. и защита на дисертация за „доктор на науките” той публикува 17 научни труда, от които 5 са в J. Phys. Chem. A , едно от ной-престижните международни списания в областта на теоретичната химия.

В изследванията си от последните години В. Енчев продължава и задълбочава своята изследователска дейност по освновните направления от предишните периоди. Основният фокус на проучванията са отново тавтомерия и фототавтомерия на органични системи (трудове 73, 77-80, 82, 86, 88, 89). В обзорната си статия (80) Енчев и съавтори дискутират протонната тавтомерия във воден разтвор със специално внимание върху ролята на разтворителя като катализатор на протонния процес. Теоретичните пресмятания (DFT и post-HF методи) показват недвусмислено, че поне 2 водни молекули подпомагат тавтомерния преход. Изводите са направени при проучване върху серия от 6 молекули. Влиянието на формиране на вътрешномолекулни водородни връзки върху тавтомерията на 2-нитрозофенол и нитрозонафтоли е анализирано по теоретичен път (а труд 77, J. Phys. Chem. A, 2007). По теоретичен път е охарактеризирано влиянието на разтворителя върху енергията на водородно свързване, конформационното равновесие и тавтомерията във водни разтвори. Комбинираното експериментално и теоретично проучване върху 2-заместени индан-1,3-диони дава една цялостна картина на тавтомерното равновесие в разтворители с различна полярност (труд 78, J. Phys. Chem. A, 2007). Третата от три последователни статии в J. Phys. Chem. A през 2007 година третира нелинейните оптични свойства на кето-енолни равновесия в салицилиденанилини. Теоретичните проучвания, проведени в сътрудничество с проф. B. Champagne (Белгия), позволяват да се достигнат определени заключения по отношение на типа и позицията на заместителя в ароматния остатък, необходими за ясно изразените нелинейни оптични свойства. Теоретичните проучвания върху тавтомерни равновесия обхващат и системи като 4-нитрозо-5-пиразолон (труд 82), 2,5-дизаместени азоли (86) и 2-карбоксилен-1,3-дион (89). В съвместната работа с учени от Полша, Енчев и колеги от ИОХ-БАН изследват интересното явление твърдофазна тавтомерия (J. Phys. Chem. A, 2011). С помощта на теоретични пресмятания, подкрепени с ЯМР и ИЧ спектроскопски изследвания, е доказано наличието на две димерни тавтомерни форми в твърдо състояние.

Дискутираните по-горе 4 труда на Енчев в J. Phys. Chem. A, публикувани през последните години ясно свидетелстват за високото ниво на научна дейност на кандидата в конкурса. Продължавайки проучванията си в традиционната за него област на тавтомерията той намира и изследва системи с необичайни свойства, които представляват интерес за химията и химията на материалите. В трудове 75, 76, 81, 84 и 87 се третира структурата на редица координационни съединения. В повечето от тези работи структурата на комплексите е характеризирана цялостно чрез спектроскопски проучвания и теоретични изчисления. Направените изводи са много добре обосновани. Тези проучвания са проведени в сътрудничество с колективи с български и чуждестранни университети и подчертават уважението в научната област към работата на В. Енчев, без съмнения учен с изградена отлична международна репутация.

Заключение:

Научните труднове на дхн Венелин Енчев го представят като един изграден учен, владеещ отлично методите на съвременната изчислителна квантова химия. Неговите изследвания се характеризират със задълбоченост и са добро съчетание на теория и експеримент, както и убедителност на направените изводи. В. Енчев е търсен партньор в многобройни съвместни разработки с учени от чужбина и от България. Трудовете му са публикувани в голямата си част в авторитетни международни списания, включително и във водещи за химическата наука издания, и са намерили отличен отзвук в международната специализирана литература (над 500 цитирания).

В. Енчев има и достатъчно богата биография като преподавател в български висши училища.

Всичко това ми дава основание убедено да препоръчам на почитаемото жури и на Научния съвет на ИОХЦФ към БАН да присъдят на доц. дхн Венелин Георгиев Енчев научното звание „професор”, което той напълно заслужава.

/проф. дхн Борис Гълъбов/