Сергій Іванович Оковитий

Оковитий Сергій Іванович

ректор Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара,
професор кафедри фізичної, органічної і неорганічної хімії,
доктор хімічних наук, професор
член-кореспондент Національної академії наук України
(відділення Фізики і астрономії, спеціальність Комп’ютерне моделювання фізичних процесів, машинне навчання)

Контакти:
Телефон робочий: (056) 374-98-00,
E-mail: sokovyty@icnanotox.org, rector@dnu.dp.ua

Наукова і викладацька біографія

Закінчив у 1993 році Дніпропетровський державний університет, спеціальність «Хімія».

Після закінчення хімічного факультету Дніпропетровського державного університету з 1993 року викладає на хімічному факультеті, на кафедрі органічної хімії, обіймаючи посади асистента (1993-1996 р.), старшого викладача (1996-1997 р.), доцента (1997-2004), завідувача кафедри (2004-2017) та професора (2017-2019). Із 2019 року – професор кафедри фізичної, органічної і неорганічної хімії.

У 1996 році захистив кандидатську дисертацію на тему «Теоретичне дослідження структури та реакційної здатності олефінів та епоксидів аліциклічного ряду» за спеціальністю «Органічна хімія», спецрада при Дніпропетровському державному університеті.

У 2006 році захистив докторську дисертацію на тему «Квантово-хімічне дослідження механізмів реакцій утворення та розкриття епоксидного циклу», спеціальність «Органічна хімія», спецрада при Харківському національному університеті ім. В. Каразіна.

У 2024 році обраний членом-кореспондентом Національної академії наук України по відділенню Фізики і астрономії на спеціальність Комп’ютерне моделювання фізичних процесів, машинне навчання.

Напрями наукових досліджень

Одним із основних напрямів наукових досліджень С.І. Оковитого є комп’ютерне моделювання фізичних та хімічних властивостей молекул і міжмолекулярних комплексів методами квантової хімії, молекулярної механіки і молекулярного докінгу.

Наукові результати опубліковані в 395 наукових роботах і є широко відомими в Україні й за кордоном. Він є автором (співавтором) 3 монографій, 2 розділів монографій, проіндексованих у наукометричній базі SCOPUS. Опублікував понад 130 наукових статей, із них 78 – у виданнях, що входять до наукометричної бази SCOPUS, із яких більше 30 статей опубліковано в провідних міжнародних журналах квартилів Q1 та Q2.

Індекс Хірша в наукометричній базі SCOPUS – 15, кількість цитувань у цій базі – 824.

Наукову діяльність С.І. Оковитій провадить від початку 1990-х років. Тоді починав із досліджень застосування методу молекулярної механіки для вивчення конформаційних властивостей аліциклічних і гетероциклічних сполук. У цей період методами квантової хімії він досліджує топологію поверхні потенційної енергії реакції епоксидування циклоалкенів пероксикислотами і в рамках супермолекулярного наближення він доводить вирішальну роль специфічної сольватації пероксикислот під час зазначеної реакції. Ці результати склали основу його кандидатської дисертації, захищеної в 1996 році.

У подальшому С.І. Оковитий зосередив увагу на комп’ютерному моделюванні реакції розкриття епоксидного циклу, яке містило розрахунок поверхонь потенційної енергії, локалізацію на них сідлових точок першого порядку (перехідних станів реакції) і розрахунок термодинамічних і кінетичних характеристик реакції. Продемонстрував вирішальну роль стеричного фактора в реакціях стереоізомерних епоксинорборнанів. На прикладі епоксициклоалканів і спіроепоксидів вперше довів можливість реалізації різних механізмів їхного кислотного метанолізу залежно від структури аліциклічного фрагменту, який примикає до епоксидного циклу. Також було проведено дослідження реакції олефінів пероксикислотами за допомогою квантово-хімічних методів, здатних коректно описувати структури з бірадикальним характером хвильової функції, за результатами яких ним вперше отримано переконливі теоретичні підтвердження того, що ця реакція протікає за двостадійним бірадикальним механізмом через несиметричний перехідний стан стадії, яка визначає швидкість реакції. Детальний аналіз особливостей протікання реакцій епоксидування і розкриття епоксидного циклу дозволили С.І. Оковитому розвинути концепцію зв'язку напруженості циклоалкенів і епоксициклоалканів з їхньою реакційною здатністю. З огляду на важливість точного розрахунку спектральних характеристик синтезованих сполук для ідентифікації їхньої структури, С.І. Оковитий розширив спектр наукових досліджень напрямом з конструювання фізично адаптованих для квантово-хімічного розрахунку електричних і магнітних властивостей молекул і міжмолекулярних комплексів наборів базисних функцій. Запропонований метод урахування залежності мінімального базису гаусових атомних орбіталей від параметра збурення дозволив здійснити фізично виправдану його адаптації у відповідній збуренню області конфігураційного простору при значному скороченні витрат часу для здійснення розрахунків. На основі одержаних при цьому аналітичних виразів С.І. Оковитим у співавторстві був створений пакет компʼютерних програм для розрахунку поляризовності і величин магнітної сприйнятливості молекул, в якому стандартний метод Хартрі-Фока був модифікований шляхом введення в розрахункову схему додаткових членів, обумовлених залежністю базисних атомних орбіталей від напруженості однорідного зовнішнього електричного чи магнітного поля. Більшість із одержаних у цей період результатів були новими і випереджали близькі за тематикою результати інших науковців. Вони склали основу докторської дисертації С.І. Оковитого, захищеної у 2006 році.

Надалі С.І. Оковитий розширив напрям з розробки ефективних наборів базисних функцій для точного квантово-хімічного розрахунку таких властивостей молекул, як поляризовність, гіперполяризовність, магнітна сприйнятливість, люмінісценція, оптичне обертання, а також параметрів коливальних, електронних спектрів і спектрів ядерного магнітного резонансу. Зокрема, додатково до низки набрів на основі функцій гауссівського типу ним були сконструйовані базисні набори на основі слейтерівських функцій.

На основі аналізу енергетичних і спектральних характеристик низки триазолів та бензодиазепінів (важливих білдинг-блоків для конструювання лікарських сполук та барвників) С.І. Оковитим вперше визначено статистичну вагу окремих таутомерних форм. На прикладі розрахунку електронного спектру молекули барвника астрафлоксину він довів ефективність застосування наближення Франка-Кондона, яке дозволяє врахувати вібронну структуру смуг.

С.І. Оковитим встановлено механізм електрокристалізації міді з водних розчинів та показано, що критичним ядром для процесу є утворення кластеру з симетрією D5h, на основі квантово-хімічних розрахунків електроосадження іонів металів з наноматеріалами (молекули фулерену) також встановлено параметри, які визначають енергію зв’язування між цими частками.

Досліджено механізми та закономірності низки хімічних реакцій, зокрема, вперше запропоновано і реалізовано на прикладі розкриття епоксидного циклу алгоритм генерації маршрутів для багатоканальних бімолекулярних реакцій, доведено вирішальну роль термодинамічного контролю для енантіо- і стереоселективної реакції циклізації з утворенням інданів (результати цього дослідження опубліковано в одному з найрейтинговіших журналів – Nature Chemistry), визначено вплив розміру і типу координації протиіона на механізм каскадної реакції внутрішньомолекулярної циклізації.

Особливої актуальності в умовах повномасштабного вторгнення російської федерації набуває реалізоване за участі С.І. Оковитого комп’ютерне моделювання механізмів і кінетики реакцій розпаду високоенергетичних (вибухових) речовин та продуктів їхнього окиснення та взаємодії з іншими речовинами довкілля, що дозволяє розробляти методи ефективного вилучення цих забруднювачів з навколишнього середовища.

Протягом 2017-2023 років С.І. Оковитим започатковано ще один перспективний напрям досліджень, в основі якого – комп’ютерне моделювання взаємодії потенційних лікарських речовин з біохімічними об’єктами (ферментами та рецепторами фактору росту) методами молекулярного докінгу, напівемпіричними квантово-хімічними методами, а також гібридним методом QM/MM, який поєднує квантово-хімічні і молекулярно-механічні методи. Розраховані при цьому величини енергії взаємодії між вказаними об’єктами добре узгоджуються з показниками біологічної активності, що дає змогу використовувати моделювання для прогнозування біологічної активності нових, ще не досліджених сполук.

С.І. Оковитий – головний редактор журналу Journal of Chemistry and Technologies, який індексується базами SCOPUS та Web of Science.

Під його керівництвом захищені 2 кандидатські дисертації і 2 дисертації доктора філософії. Був науковим консультантом при виконанні докторської дисертації.

Державні нагороди/відзнаки/стипендії

1997–1998 рр. – стипендія Кабінету Міністрів України для молодих учених;
2018 р. – присвоєно почесне звання «Заслужений діяч науки і техніки України» (ПЗ № 015748, указ № 318/2018 від 12.10.2018 р.);
1998 р. – нагороджений знаком «Відмінник освіти України» (№85710, наказ № 1169-к від 16.10.2008 р.);
2021 р. – Подяка Президії Національної академії наук України.

Міжнародні стажування/гранти/викладання

С.І. Оковитий перемагав у конкурсах з відбору претендентів на стажування в провідних університетах світу за відповідними державними програмами України.

1998–2015 рр. пройшов 17 стажувань в Джексонському державному університеті (США) та ініціював програму двох PhD-дипломів з компʼютерної хімії;
1998 р. – грант Міжнародного наукового фонду для молодих учених та викладачів;
2004 р. – співкерівник наукового проєкту за програмою НАТО «Наука заради миру»;
2014 р. – стажування в Оксфордському університеті (Велика Британія);
2015 р. – грант академічного фонду «Мевлана» (Караманський університет, Туреччина);
2016–2019 рр. – грант Європейської комісії за програмою академічної мобільності Еразмус+ (викладання курсу лекцій в Середньо-східному технічному університеті та Караманському університеті (Туреччина);
2017–2020 рр. координатор проєкту «Структуризація співпраці щодо аспірантських досліджень, навчання універсальних навичок та академічного письма на регіональному рівні України» за програмою Еразмус+ «Розвиток потенціалу вищої освіти» від Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара.

Науково-просвітницька й громадська діяльність

2010 р. – донині – очолює наукову школу «Природні та синтетичні біологічно активні гетероцикли»;
2017–2019 рр. – член Наукового комітету Національної ради України з питань розвитку науки і технологій;
2017–2021 рр. – член секції Хімія Наукової ради МОН України;
2010 – донині – керівник НДР, що фінансуються за рахунок державного бюджету України;
з липня 2023 р. – голова Ради ректорів закладів вищої освіти Дніпропетровської області (ГО).