scienceblogger (scienceblogger) wrote,
scienceblogger
scienceblogger

Categories:

О веществе по существу: адамантан

463px-Adamantane_acsv.svg.png

С марта месяца один из нас начал вести постоянную рубрику в любимом журнале нашего детства - "Химии и жизни". После выхода журналов мы будем публиковать здесь эти статьи. Ну и поскольку журнал выходит всего раз в месяц, то напишем чего-то и вне номеров

Мне кажется, что в наше время пора вводить вместо советской аббревиатуры ФИО расширенную версию ФИОН: «фамилия-имя-отчество-ник». Признаюсь, есть ник и у меня. Многие в Сети знают меня под ником adamanta (ну или под более панибратским damantych). Это слово возникло еще в те далекие годы, когда я был настоящим химиком. На самом деле я хотел завести себе ник adamantan в честь
красивого углеводорода, да и греческое слово «неодолимый» манило, но в бумажной анкете было всего восемь окошек для букв... Я до сих пор использую 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.

Butlerov_A.png

Александр Бутлеров

220px-Hexamine.svg.png

Уротропин

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.

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».

59277787_meerwein.jpg

Ганс Меервейн

Meerweins_Ether.png

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.

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.

Vladimir_Prelog_ETH-Bib_Portr_00214.jpg

Владимир Прелог

1200px-Adamantane_synthesis_by_Prelog.png

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.

Opt_act_Ad.png

У производных адамантана могут быть оптические изомеры

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.

Amantadine_stereo.png

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.

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.

(±)-Rimantadine_enantiomers_structural_formulae.png

Римантадин

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.

Memantine.png


Мемантин

Так что адамантан, ставший почти случайно моей химической подписью, — не только безупречная по форме молекула, но интересное и полезное вещество с яркой биографией.

Опубликовано в журнале "Химия и жизнь" 3/2015 г.
Tags: Прелог, адамантан, о веществе по существу, химия и жизнь
Subscribe

Buy for 10 tokens
Buy promo for minimal price.
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 8 comments