Техника - молодёжи 2000-02, страница 26
Величайшим достижением органической химии по праву считается синтез витамина В^ (рис.3), выполненный лауреатом Нобелевской премии Робертом Бёрнсом Вудвордом в 72 (!) стадии. Если допустить, что на каждой стадии он получал бь: смесь только двуу веществ и, не разделяя их, проводил последующие реакции, то, в конце концов, получил бы смесь более 10м соединений! Однако в последние годы стала развиваться так называемая комбинаторная химия, решающая противоположную задачу — как можно быстрее получать смеси как можно большего числа различных молекул. Это связано с тем, что синтез индивидуальных веществ крайне трудоемок, и обнаружить среди 1016С теоретически возможных соединений углерода (это чудовищно боль шая величина!) вещество с нужными полезными свойствами до сих пор во многом остается делом везения, хотя существующие методы компьютерного моделирования и позволяют сократить поиск. А методы комбинаторной химии основаны на том, что продукты реакций, получаемые на каждой синтетической стадии, не разделяются на индивидуальные компоненты. В результате этого, в конечном счете, образуется сложнейшая смесь молекул, среди которых можно быстро обнаружить вещества с полезными свойствами, а затем уж синтезировать их по отдельности традиционными методами. Атомно-молекулярная технология Деятельность химиков-синетиков первой и начала второй половины XX века можно сравнить с работой архитекторов, представляющей сплав искусства А потом вдруг выяснилось, что сложнейшие молекулы можно получать не мудрствуя лукаво, а лишь комбинируя различные физические воздействия на вещество, в результате которых атомы соединяются друг с другом сами собой, как бы по чертежам, изготовленным природой. Так удалось получить небезызвестные фуллерены — вещества состава Cd0 (рис 10), молекулы которых имеют форму мячика, в середину которого можно заключать атомы различных металлов; у этих веществ была обнаружена склонность к сверхпроводимости Такими же чисто техно- сн—CHV >Г сн , и знании, а не прорабов, возводящих здания по готовым чертежам. Так, уже упоминавшийся синтез витамина Втг, был плодом высочайшего творчества, потребовал сочетания интуиции и точного расчета, позволивших создать молекулу беспрецедентной сложности. В те же годы возникло и новое модное направление — синтез соединений углерода, молекулы которых имеют формы строгих геометрических фигур. Например, куба или додекаэдра (рис. 4, 5); а также все более и более экзотических конструкций: имеющих форму ленты Мёбиуса, цепи, гантели, узла (рис.6 — 9). Появились молекулы-клетки, молекулы-сэндвичи и молекулы-шашлыки... Синтез подобных структур тоже был творческой работой, требовал от химиков изобретательности и экспериментального мастерства. ягя*** г-с / li—с у U/ L 1/ \ /С^с^ сх / логическими приемами были синтезированы нанотрубки (рис.11), то есть трубчатые углеродные конструкции, имеющие размеры порядка нанометров, миллиардных долей метра; нанотрубки, нафаршированные атомами металлов, считаются перспективными элементами микроэлектроники будущего. В какой-то мере это напоминает то, что в последние годы происходило в молекулярной биологии и генной инженерии: если лет тридцать назад расшифровка генетического кода, выяснение механизма считывания наследственной информации и его использование для синтеза, скажем, инсулина или интерферона считались крупнейшими научными достижениями, то те перь биотехнологические методы получения лекарств и трансгенных организмов стали рутиной. Конечно, было бы неосмотрительно утверждать, химия и смежные с ней области знания перестали быть наукой, что все важнейшие открытия уже сделаны. Однако следует честно признать, что в предвидимом будущем манипуляции с атомами и молекулами будут все больше и больше преследовать не познавательные, а сугубо прикладные цели, используя все более и более рутинные методы. Совершив гигантский виток химия возвращается к своим изначальным сугубо прагматическим задачам, первые из которых решал огонь древнего костра. ■ ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 2 2000 |
