Два года назад мы потеряли друга. Ушел из жизни близкий человек, хороший химик, потрясающий популяризатор, выдающийся популяризатор Аркадий Курамшин. Ему было всего 49 лет, но он успел получить премию «За верность науке», написать три книжки – «Элементы. Замечательный сон профессора Менделеева», «Жизнь замечательных веществ» и «Жизнь замечательных устройств». Четвертую книгу – «Жизнь замечательных материалов» он не успел сделать.
Он успел много, но мог бы гораздо больше. Сегодня, в день памяти Аркадия, мы, его друзья и коллеги, начинаем… нет, просто продолжаем его. Раз в неделю будут появляться материалы про различные вещества, химические устройства и материалы. И мы обязательно издадим четвертую книгу, где Аркадий будет соавтором.
В Византии был такой автор, известный под «именем» Продолжатель Феофана. Нам кажется, что в текущем контексте «Продолжатель Аркадия» будет уместным названием нашего проекта.
Материалы будут выходить на порталах Mendeleev.Info, «Живая история науки» и на сайте химического факультета МГУ. Ну а теперь – к делу.
Автор этого текста до сих пор использует в качестве ника эту безупречную молекулу, уникальную тем, что ее структура, с одной стороны, жесткая, а с другой — лишена всех возможных пространственных напряжений, которые бывают свойственны многим циклическим молекулам.
21—27 сентября 1924 года в Инсбруке состоялся крупный конгресс естествоиспытателей. В числе прочих на нем выступил некий химик по фамилии Деккер (в отчете о конгрессе, опубликованном в авторитетном журнале «Angewante Chemie», он фигурирует только как H.Decker из Йены) с докладом «Пути синтеза алмаза». В этом докладе он рассматривал возможности синтеза углеводородов со структурой, подобной атомной решетке алмаза, и предсказывал, что молекулы со 100—200 атомами углерода будут уже сильно напоминать алмаз. Тут-то он и упомянул молекулу «декатерпена» С10Н16, несколько удивляясь тому, что она еще не синтезирована. Так впервые попал в поле зрения химиков еще гипотетический углеводород адамантан.
Любопытнее всего то, что вещество с точно такой же структурой было известно уже очень давно. Подобное вещество синтезировал еще великий Александр Бутлеров в 1859 году взаимодействием аммиака и формальдегида. Называется оно уротропин, или гексаметилентетрамин. Правда, в структурных узлах этой молекулы находятся не атомы углерода, а атомы азота.
Гексаметилентетрамин
Это вещество до сих пор хорошо известно и используется в быту. Большинство его знает как сухое горючее, медики применяют его как антисептик и называют «метенамин». Кстати, это один из немногих случаев, когда использующийся сейчас синтетический медицинский препарат имеет более чем вековую историю применения.
Ганс Меервейн
Но вернемся к нашим адамантанам. В том же 1924 году знаменитый немецкий химик Ганс Меервейн (автор знаменитого реагента своего имени, тетрафторобората триэтилоксония) таки предпринял попытку синтезировать «декатерпен». Он заставил прореагировать формальдегид с малоновым эфиром в присутствии пиперидина. Однако получилось вещество, которое оказалось не совсем адамантаном, и получило название «эфир Меервейна».
Эфир Меервейна
В 1933 году интерес к адамантану возрос еще больше, поскольку чистое вещество нашли в природе — в нефти. Чешские нефтехимики Ланда и Махачек выделили его из продуктов Годонинского месторождения. Попытки синтеза продолжились, но еще восемь лет ничего не получалось. В качестве примера неудачной попытки можно привести вариант синтеза из флороглюцина и циклогексанона.
Владимир Прелог
В год начала Великой Отечественной войны в дело вступил будущий нобелевский лауреат, хорватско-швейцарский химик (тогда он еще не переехал в Цюрих) Владимир Прелог. Он обратился к неудаче Ганса Меервейна и продолжил «колдовать» с результатом его синтеза. В итоге в четыре стадии и с выходом менее процента получился первый в мире синтетический адамантан.
Синтез Прелога
То, что адамантан синтезировал именно Прелог, очень символично. Ведь именно он стал основателем современной стереохимии, человеком, который навел порядок в химической номенклатуре оптически активных веществ. Адамантан же примечателен не только своей структурой — он оказался первым веществом с хиральным центром вне самой молекулы. Ведь вся молекула адамантана подобна одному атому углерода. Если «повесить» (без кавычек?) на нее четыре разных заместителя у третичных атомов углерода, то они расположатся по вершинам воображаемого тетраэдра, и молекула будет несовместима со своим зеркальным отображением. В 1969 году такие соединения были получены и разделены на оптические изомеры. А называть их стали по возникшей между 1941 и 1969 годом системе Кана — Ингольда — Прелога, в создании которой самое активное участие принял человек, впервые синтезировавший адамантан.
Но мы до сих пор ничего не сказали о практической пользе таких молекул. Прошло чуть более четверти века со дня первого синтеза адамантана, и его простенькое производное — аминоадамантан, или амантадин, — стали использовать в качестве противовирусного средство.
Амантадин
Оказалось, что эта небольшая молекула весьма опасна для вируса гриппа. Чуть позже выяснилось, что амантадин неплохо снимает симптомы паркинсонизма — быстрее леводопы и с минимумом побочных эффектов. В этих направлениях и поныне развивается фармакохимия адамантанов. Два самых известных препарата адамантана как раз относятся к этим направлениям.
Римантадин
Первый — римантадин. Это тоже однозамещенный адамантан, к которому прикреплена группа CH3CHNH2. Его начали тестировать как противовирусное средство еще до амантадина (если первый получили в 1967 году, то римантадин — еще в 1963-м). Его до сих пор активно используют против самых разных вирусов — от гриппа А и герпеса до клещевого энцефалита. Он подавляет репродукцию вирусов на начальном этапе — сразу после проникновения их в клетку.
Мемантин
Второй — мемантин. Как можно понять из названия, этот препарат воздействует на память. Он действительно улучшает ее у пациентов с болезнью Альцгеймера, но мемантин пытаются приспособить и к лечению других видов деменций.
Текст: Алексей Паевский
