От красок к лекарствам

От красок к лекарствам

В настоящее время одно из первых мест сре­ди химических средств борьбы с микробами за­нимают так называемые сульфаниламидные пре­параты. История их открытия поучительная. В начале XX в. химики искали новые пути син­теза красителей, причем в качестве исходного продукта брали сульфаниловую кислоту — чрезвычайно удобное для самых разнообразных перестроек вещество.

Поиски новых красителей увенчались бле­стящим успехом. Но до 1935 г. никто не подо­зревал, что получающиеся при синтезах про­дукты представляют собой грозное оружие про­тив очень опасных микробов. Когда же это обна­ружилось, поиски приняли новое направление. Химики синтезировали один сульфаниламид­ный препарат за другим и передавали их в руки медиков, а врачи тотчас же проверяли действие нового препарата на искусственно зараженных разными микробами животных. Масштабы ра­боты были огромны. Один за другим синтези­ровались многие тысячи препаратов, чтобы ото­брать из них десяток-другой наиболее успешно действующих. Сейчас широко известны назва­ния таких веществ: сульфидин, стрептоцид, сульфазол, сульфадимезин. Все они получаются из сульфаниловой кислоты замещением в ней атома водорода (отмечен звездочкой) на тот или

иной радикал (рис. 5— цв. табл.) и объединяются под стеклом аптечной витрины общим названием «сульфамиды».

Зная строение молекул, химики могли не только создавать новые лекарства, но и понять, как именно эти лекарства действуют. Микробы нуждаются в витаминах. Таким витамином для них служит парааминобензойная кислота. Она присутствует в нашей крови в ничтожных коли­чествах. Если бы ее не было совсем, поселив­шиеся в нас микробы не погибли бы, но пе­рестали бы размножаться.

Теперь сравните строение молекул парааминобензойной, сульфаниловой кислот и суль­фидина (рис. 5— цв. табл. ). Сходство их бросается в глаза. Мы уже сравнивали отно­шение лекарств к живым организмам с отноше­нием ключей к отпираемым ими замкам. Пред­ставим себе, что молекула парааминобензойной кислоты — это настоящий «ключ», а молекула сульфидина — «ключ» поддельный. Он вошел в замочную скважину, но не отпер замок, а застрял в нем так прочно, что его не открыть и настоящим ключом. Примерно так мы и пред­ставляем себе действие сульфамидных препа­ратов на микробы. Бактерия ассимилирует «по ошибке» вместо парааминобензойной кислоты сходные с ней молекулы сульфамидного пре­парата. Теперь необходимо лишь поддерживать в организме достаточную концентрацию ле­карства, чтобы он мог расправиться с парали­зованными, но еще живыми микробами.

Если микроб не нуждается в парааминобен­зойной кислоте, то он не поддается действию сульфамидных лекарств, и поиски химического оружия против него должны идти в другом на­правлении.

Еще в XIX в. было известно целебное дей­ствие салициловой кислоты при ревматизме. Но, пока ее с большими трудностями добывали только из растительного сырья, она была очень дорога. В 1874 г. нашли простой способ превра­щать в салициловую кислоту фенол путем внед­рения в его молекулу молекулы угольного ан­гидрида (рис. 4— цв. табл. ). Это был первый синтез природного лекарственного ве­щества. С него началось промышленное произ­водство как самой салициловой кислоты, так и других лекарств, образующихся путем услож­нения ее молекулы: это утоляющий боль и по­нижающий жар аспирин, салол, дезинфицирую­щий кишечник, и т. д. Как оружие против мик­робов салициловая кислота малоэффективна.

Но в числе ее производных оказался и ПАСК — препарат, останавливающий рост и размножение смертоносной туберкулезной палочки. Сравните ПАСК с парааминобензойной кислотой, и вам опять-таки бросится в глаза сходство в строении их молекул. Поэтому к ПАСКу можно прийти и от салициловой и от парааминобензойной кислот. Второй путь лег­че, и он предпочитается, потому что сама парааминобензойная кислота легко синтезируется: из толуола, одного из отходов коксования углей.

Из той же парааминобензойной кислоты получают анестезин и новокаин. Эти вещества замечательны не своим действием на микробы, а действием на организм. Они временно отклю­чают нервы, посылающие в мозг сигналы боли, от места, в котором ощущение боли рождается. Оперируемый находится в полном сознании, он все видит и слышит, но может даже не чув­ствовать прикосновения скальпеля хирурга к своему телу.

Для местной анестезии впервые был приме­нен кокаин — природный продукт, получаю­щийся из листьев тропического кустарника кока. Но применение кокаина в медицине огра­ничено вследствие его высокой токсичности. Поэтому лишь с заменой кокаина синтетическим продуктом — новокаином — проблема мест­ной анестезии была решена.

Так созидающая химия сыграла важную роль в разрешении одной из основных задач хирургии — обезболивание при операции. В хи­мическом, а отсюда и в производственном род­стве через сульфаниловую кислоту оказывают­ся лекарственные вещества самого различного назначения.

Но возвратимся к микробам, Наиболее мощ­ные из современных лекарств, т, е. наиболее убийственные по отношению к микробам и без­вредные для организма человека,— это анти­биотики. Таков общеизвестный пенициллин, извлекаемый из зеленой плесени. Достаточно ввести 1/1000 мг пенициллина в 1 мл крови, чтобы остановить развитие микробов. И с анти­биотиками повторилась обычная история. Уста­новлено их строение, осуществлен синтез, и ряд антибиотиков уже производится не из их при­родного источника — живых клеток, а на хи­мических заводах. Что же касается признанного «короля» антибиотиков — пенициллина, то он переживает сейчас в химических лабораториях как бы второе рождение. Подобно молекуле хинина, молекула пенициллина состоит из ос­новного ядра и пристроенной к нему углеводо­родной цепочки. У пяти природных пенициллинов ядро одно и то же, а цепочки (отсюда и эффективность действия) разные. Распоряжаясь цепочками, как при усовершенствовании моле­кулы-хинина, химикам удалось создать новые «расы» этого антибиотика, преодолев в них природные недостатки пенициллина: неустой­чивость против кислот (что препятствует прие­му пенициллина внутрь) и быстрое выбрасыва­ние пенициллина почками (что заставляет все время поддерживать «боевую» концентрацию пенициллина в организме частыми повторными уколами).