Техника - молодёжи 1963-04, страница 4

Интересны пути развития науки. Мне кажется, что если бы я не любил так экспериментальные исследования, то избрал бы своей специальностью историю науки. Впрочем, и для химика-экспериментатора история науки представляет немалый интерес.

...Более ста лет тому назад французский химик Тенар, пропуская пары некоторых органических соединений над нагретым фосфористым кальцием, получил отвратительно пахнущие, самовоспламеняющиеся на воздухе жидкости. Их экспериментальное исследование было столь трудно н неприятно, что в то время могло лишь отбить у химика охоту заниматься ими.

Это были первые фосфорорганические # соединения — так называемые фосфины.

В теплые темные ночи на болотах и кладбищах иногда вспыхивают бледно-голубоватые слабо мерцающие огоньки. Это самовоспламеняется фосфористый водород РНз, выделяющийся при гниении растительных и животных организмов. Но если РНз — продукт разложения живого, то почему бы не получать из него фосфорорганические соединения?

Фосфор — сосед азота по вертикали в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Поэтому было естественно, что первые исследователи фос-форорганических соединений стремились синтезировать их по аналогии с соответствующими соединениями азота (вспомните амм,иак ЫНз и семейство его производных). Однако пути поисков аналогий применительно к проблеме фос-форорганического синтеза к началу нашего века себя исчерпали. Они не привели к открытиям, повлиявшим на развитие химии в целом или смежных наук. Химия фосфорорганических соединений оставалась уголком химической науки, куда редко заглядывали ученые.

Конечно, нельзя сказать, что в фосфорорганических соединениях не было ни малейшей нужды. Напротив, некоторые эфиры фосфорной кислоты оказа

2

лись хорошими пластификаторами (мяг-чителями) для высокополимерных материалов, растворителями. Кое-где их начали производить и в промышленности. Однако даже открытие среди фосфор-органических соединений прекрасных флотореагентов, называемых у нас «аэрофлотами» и применяемых для мокрого обогащения руд, не изменило существенно положение.

И вдруг произошел «взрыв». Начался коренной перелом, выведший химию фосфорорганических соединений с задворков науки на передний край исследований.

Что же случилось?

Перед началом второй мировой войны в ряде стран было обнаружено сильнейшее физиологическое действие некоторых фосфорорганических соединений. Оказалось, что эти вещества являются мощными нервными ядами. Причем действие фосфорорганических соединений может быть в известной степени избирательным: поражая нервную систему насекомых, вещества могут не повреждать ее у теплокровных животных. А может быть и наоборот.

Инсектициды — средства борьбы против насекомых — вредителей полей и садов. Вот новая область применения фосфорорганических соединений, возникшая на основе этих открытий.

Новые исследования фосфорорганических инсектицидов потребовали от ученых выйти далеко за рамки своей области и даже химии. Фосфорорганические вещества, еще недавно известные лишь очень узкому кругу специалистов-химиков, теперь захватывают все более широкие круги научной общественности.

Некоторые фосфорорганические инсектициды обладают так называемым системным, или внутрирастительным, действием. Это означает, что вещество, попадая на растение, впитывается его тканями, причем само растение на длительный срок становится ядовитым для насекомых, питающихся его соками.

Другие фосфорорганические инсектициды оказались, наоборот, контактного действия. Они поражают насекомых только при прямом попадании на их покровы.

Первые фосфорорганические инсектициды были токсичными для людей. Таков, например, «систокс». Постепенно им на смену пришли не менее эффективные, но более безопасные вещества. Так, в нашем Институте элементоорганиче-ских соединений АН СССР был разработан препарат М-81 — вещество системно-контактного действия, особенно пригодное для защиты хлопчатника от сосущих вредителей (паутинный клещик, тли, трипсы). Токсичность препарата для людей и животных в 10—12 раз меньше, чем у меркаптофоса, а эффективность ничуть не ниже.

Так возникла научная база производства фосфорорганических ядохимикатов. Эта промышленность, раз возникнув, начала оказывать, в свою очередь, мощное воздействие на дальнейшее развитие химических исследований. ■

И снова каскад работ. Еще недавно все патенты в области фосфорорганических соединений были посвящены почти только одним инсектицидам. А теперь? Оказалось, что фосфор, входя в полимерный материал, придает ему полную негорючесть или уж, во всяком

случае, трудную воспламеняемость. Появился TMPC, интересное вещество, пропитка которым текстильных тканей с последующей обработкой придает ткани негорючесть. Появились другие новые фосфорорганические мономеры и полимеры. Упомяну про «винифос» — фос-форорганический мономер, 15 лет тому назад синтезированный мною в Институте органической химии АН СССР и получивший путевку в жизнь благодаря трудам Научно-исследовательского института пластических масс.

Параллельно с этим оказалось, что многие фосфорорганические эфиры — прекрасные экстрагенты для процессов мокрого разделения и очистки. Из сложной смеси металлических ионов они при определенной кислотности среды извлекают только определенные металлы, оставляя другие в растворе.

Давно уже было известно, что часть пищевых веществ, особенно углеводы и жиры, служит источником энергии и жизнедеятельности. Но как? Каким образом энергия, высвобождающаяся при окислении пищи, переносится в организме туда, где она необходима? Каким образом она запасается в «аккумуляторах» организма и как они устроены? Оказалось, что выдающуюся роль в этих процессах играют два фосфорорганических вещества — аденозинт-рифосфат (АТФ) и аденозиндифосфат (АДФ). Именно фосфатный «мостик» является той энергоемкой связью, которая накапливает и транспортирует энергию в организме. АТФ превращается в АДФ с выделением энергии, а АДФ в АТФ с поглощением энергии. Фосфатный остаток, отщепляемый от АТФ, передается другим органическим веществам. Идет непрерывный круговорот фосфора в организме.

Однако это еще не все. Особенно важна роль фосфатных связей в веществах, передающих наследственный код и управляющих синтезом белка.

Развитие новых направлений биоорганической химии', бурно протекающее в наши дни, оказалось подготовленным благодаря успехам химии фосфорорганических соединений, особенно в нашей стране. Еще в классический период развития этой области начались фундаментальные исследования одного из основоположников фосфорорганики — академика А. Е. Арбузова. Эти исследования проводились и проводятся в наши дни в Казани — колыбели русской химии. Методы синтеза, знание свойств соединений, особенно эфиров фосфорной н пирофосфорной кислот, — все это пришло в биоорганическую химию от развивающейся химии фосфорорганических соединений. Именно так, взаимно оплодотворяя друг друга, развиваются разнообразные направления химии фосфорорганических соединений и смежных наук.

Как не похожа современная химия фосфорорганических соединений на то, что понималось под этим названием 30—50 лет тому назад! Какой огромный и сложный путь развития, от теории к практике и от практики к теории, прошла эта наука! Как много еще таит она в себе неизвестного! Какие заманчивые горизонты откроются перед ней . в дальнейшем! Ну, как не любить эту область, как не стремиться внести в нее что-нибудь свое, новое, способное послужить науке, стране, коммунизму!

i