После войны для немецкой экономики (химическая промышленность не стала исключением) наступили трудные времена. В 1925 году в надежде оживить замерший рынок основные химические компании Германии слились в гигантский концерн “И. Г. Фарбениндустри” (Interessengemeinschaft Farbenindustrie Aktiengesellschaft). Слово Interessengemeinschaft означает “общность интересов”, и нужно сказать, что концерн действовал в интересах всей немецкой химической индустрии. Реорганизованный “И. Г. Фарбениндустри” стал самым крупным картелем, который вкладывал немалые деньги в научные исследования, разработку новых продуктов и технологий с целью достижения монополии в мировой химической промышленности.
В начале Второй мировой войны “И. Г. Фарбениндустри”, активно поддерживавший нацистскую партию, стал важным агрегатом в военной машине Адольфа Гитлера. По мере продвижения немецкой армии по Европе “И. Г. Фарбениндустри” брал под контроль химические производства на захваченных территориях. Крупный завод для производства синтетического топлива и резины был построен вблизи концентрационного лагеря Освенцим в Польше. Узники лагеря работали на заводе и служили объектом испытаний новых лекарственных препаратов.
После войны девять человек из руководства “И. Г. Фарбениндустри” были привлечены к суду и признаны виновными в присвоении чужой собственности на оккупированных территориях. Четверо было признаны виновными в использовании рабского труда и негуманном обращении с военнопленными и гражданскими лицами. Бурный рост “И. Г. Фарбениндустри” был остановлен, химический гигант распался на три прежние составляющие: БАСФ, “Хехст” и “Байер”. Сейчас на их долю приходится весьма существенный объем производства в сфере органического синтеза. Интересы этих компаний лежат в широком диапазоне: от производства пластмасс и текстильных изделий до лекарств и синтетического топлива.
Молекулы красителей оказали серьезное влияние на ход истории. Поиски способов их получения из природных источников привели к возникновению первой в истории человечества отрасли производства. Рост потребностей в красителях сопровождался расширением гильдий и производств, городов и рынков. Однако появление синтетических красителей изменило ситуацию. Традиционные способы получения красок остались в прошлом. Вместо них всего через сотню лет после синтеза Перкином первого искусственного красителя появились гигантские химические концерны, определявшие не только судьбу рынка красок, но и развитие всей химической промышленности. Это, в свою очередь, обеспечило финансовую и научную основу для развития современного производства антибиотиков, анальгетиков и других фармацевтических продуктов.
Мовеин Перкина — лишь один пример искусственного красителя, участвовавшего в этой знаменательной трансформации, однако многие химики рассматривают именно его в качестве той молекулы, которая положила начало превращению органической химии из академической науки в ведущую мировую отрасль производства. Так краска, случайно полученная британским студентом во время каникул, оказала влияние на ход мировой истории.
Возможно, Уильям Генри Перкин не удивился бы, узнав, что придуманный им способ синтеза розовато-лилового красителя стал основой масштабного промышленного производства. Он был настолько уверен в том, что производство краски принесет прибыль, что убедил отца оказать ему финансовую поддержку. Перкину удивительно повезло. Однако вряд ли он мог вообразить, что одним из важнейших результатов развития органического синтеза станет производство лекарств. Они оказались важнее красок. Синтез лекарственных средств изменил медицинскую практику и позволил спасти миллионы жизней.
В 1856 году, когда Перкин синтезировал молекулу мовеина, средняя продолжительность жизни англичан составляла около 45 лет. Этот показатель практически не менялся до конца XIX века. В начале XX века средняя продолжительность жизни американцев составляла 46 лет у мужчин и 48 лет у женщин. Спустя столетие этот показатель достиг 72 лет у мужчин и 79 лет у женщин.
Объяснить столь значительный скачок можно только чрезвычайно важными переменами. Одной из них стало развитие медицинской химии, в первую очередь — создание антибиотиков. В XX веке появились тысячи фармацевтических препаратов, сотни из них буквально перевернули жизнь людей. Мы поговорим о химической природе и истории создания двух типов лекарств: обезболивающего и жаропонижающего препарата аспирина и двух видов антимикробных препаратов. Прибыль от продажи аспирина когда-то убедила химические компании в том, что у фармацевтики есть будущее, а первые антибиотики (сульфаниламидные препараты и пенициллин) применяют и сейчас.
Тысячелетиями люди для заживления ран, лечения и снятия боли использовали лекарственные травы. У каждого народа был свой набор снадобий, и многие из них подарили современной медицине важнейшие лекарственные вещества. Так, в лечении малярии до сих пор применяют хинин, который перуанские индейцы получали из коры хинного дерева и принимали от лихорадки. В Западной Европе людей с больным сердцем лечили наперстянкой, содержащей дигиталис, который до сих пор назначают для стимуляции сердечной деятельности. Обезболивающее действие сока из коробочек мака было хорошо известно жителям Европы и Азии, и морфий до сих пор широко применяют для снятия боли.
Однако люди практически не знали средств борьбы с бактериальной инфекцией. Еще совсем недавно заражение вследствие даже незначительной раны могло стать причиной смерти. Каждый второй солдат, получивший ранение во время Гражданской войны в США, умер от бактериальной инфекции. Во время Первой мировой войны доля раненых, погибавших от инфекций, несколько сократилась благодаря антисептическим процедурам и использованию фенола, введенного в медицинскую практику Джозефом Листером. Антисептики помогали предотвратить попадание инфекции при проведении операции, но они не могли остановить развитие инфекции, если заражение уже произошло. Во время страшнейшей эпидемии гриппа 1918–1919 годов в мире погибло более двадцати миллионов человек — намного больше, чем во время Первой мировой войны. Грипп — это вирусное заболевание, но реальной причиной смерти была вторичная инфекция — бактериальная пневмония. Заражение столбняком, туберкулезом, холерой, брюшным тифом, проказой, гонореей и многими другими заболеваниями часто приводило к смертельному исходу. В 1798 году английский врач Эдвард Дженнер продемонстрировал возможность создания искусственного иммунитета против вируса оспы, хотя представление о приобретенном иммунитете существовало во многих странах еще задолго до него. В последнем десятилетии XIX века ученые начали изучать возможность иммунизации против бактериальных заболеваний, и постепенно стали появляться сыворотки против различных инфекций. К началу 40-х годов XX века в странах, где проводилась вакцинация, практически исчезли две страшнейшие детские болезни — дифтерит и скарлатина[13].
В начале XX века химическая промышленность Германии и Швеции процветала благодаря активному развитию производства красителей. Производство красителей приносило не только прибыль, но и новые знания о структуре веществ, новый опыт масштабирования химических реакций, а также новые методы разделения и очистки веществ, без которых немыслимо производство лекарственных препаратов. Немецкая компания “Байер”, которая начала свое существование с выпуска анилиновых красителей, одной из первых осознала коммерческие перспективы химического производства лекарственных препаратов. В первую очередь речь идет об аспирине, которым сегодня во всем мире пользуются чаще, чем каким-либо другим лекарством.
В 1893 году химик из компании “Байер” Феликс Хоффман начал изучать свойства производных салициловой кислоты, которую получали из салицина. Обладающий обезболивающими свойствами салицин был выделен из коры ивы (Salix) в 1827 году. О лечебных свойствах ивы и родственных растений, таких как тополь, люди знали очень давно. Гиппократ рекомендовал экстракт ивовой коры от жара и боли. Молекула салицина содержит остаток глюкозы, однако остальная часть молекулы имеет выраженный горький вкус, и он подавляет сладкий.
Молекула салицина
Подобно глюкозосодержащей молекуле индикана, из которой образуется индиго, молекула салицина в организме тоже распадается на две части: глюкозу и салициловый спирт, который окисляется до салициловой кислоты. Салициловый спирт и салициловую кислоту можно отнести к фенолам, поскольку в их молекулах OH-группа непосредственно связана с бензольным кольцом.
