Химия, изменившая мир

Эта история началась в 1940 году в США, в городе Вестпорт штата Коннектикут, в скромной лаборатории семейной химической компании «Си Би Долдж», в которой 24-летний химик Роберт Покорни занимался созданием новых веществ. Роберт Покорни, уроженец Нью-Йорка, окончивший университет четыре года назад, получил степень бакалавра в области химии, после чего устроился в небольшую химическую компанию в соседнем штате. Интересы компании «Си Би Долдж», в которой работал Роберт, были довольно обширными: продажа гербицидов, борьба с насекомыми, производство моющих средств, химия для строительного бизнеса, средства гигиены и прочее, прочее. Видимо, основатели «Си Би Долдж», создав фирму в разгар Великой депрессии, уяснили, что не стоит класть все яйца в одну корзину. Не менее широкими были интересы и самого Роберта: он увлекался живописью, игрой на скрипке и иностранными языками, однако главной страстью в его жизни была химия. Итак, в лаборатории «Си Би Долдж» из множества доступных химических веществ Роберт создавал новые соединения, область применения которых еще предстояло отыскать. Талант исследователя, удача и упорство сделали свое дело: Роберт Покорни в ходе опытов получил два новых, неизвестных ранее соединения, одним из которых была 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота, или, проще, 2,4-Д.

Летом 1941 года воодушевленный успехом Роберт публикует короткую заметку в журнале Американского химического общества, в которой описал химический синтез 2,4-Д. Впоследствии Роберт станет почетным членом этого уважаемого научного сообщества, а описанный им метод получения 2,4-Д по сей день служит основой для промышленного синтеза. Однако публикация сведений о новых соединениях была только половиной дела, ведь даже сам первооткрыватель не догадывался о свойствах и назначении открытых им соединений.

А между тем в научном сообществе интерес к новинкам нарастал, в 1942 году соединения, полученные Р. Покорни, классифицируют и относят к гормоноподобным веществам, тогда же появляются упоминания о 2,4-Д как о регуляторе роста растений. Все чаще в научной периодике тех лет встречаются статьи о положительном влиянии 2,4-Д на корни обработанных растений. Химический гигант «Дюпон Де Немур» патентует 2,4-Д в качестве регулятора роста. Казалось бы, область применения нового соединения найдена и теперь фермеры США смогут самостоятельно ускорять рост и развитие своих растений, раньше получать плоды и семена. Перспективы казались невероятными, и не только для сельского хозяйства. Примечательно, что во многих отраслях американской промышленности в это время происходит настоящий бум открытий, в то же время за океаном Европа полыхала в пожаре Второй мировой войны.

В условиях совершенной секретности под наблюдением военных команда британских химиков из «Империал Кемикал Индастриз» (Ай-си-ай) исследует новые области применения гормоноподобных соединений. Группе химиков удается синтезировать 2,4-Д и еще одно соединение из этого класса — 2М-4Х. Руководит исследованиями Уильям Гладстон Темплман, которому, как и Роберту Покорни, посчастливилось стать первооткрывателем.

Уильям Гладстон Темплман после окончания колледжа стал магистром, а затем кандидатом наук по ботанике и физиологии растений, в 1933 году в возрасте 22 лет устроился в Ай-си-ай. Молодому исследователю была поставлена задача при помощи химии ускорить рост культурных растений, тем самым помочь британским земледельцам. В ходе своих исследований У. Темплман заметил, что если некоторые вещества, применяющиеся для стимуляции роста, использовать в повышенных количествах, то они становятся смертельно опасными для многих видов широколистных растений, таких как василек, ромашка, одуванчик и многие другие известные читателю полевые сорные растения, при этом зерновые переносят такую обработку без потерь для урожая.

Спустя несколько месяцев Темплман с командой химиков опытным путем получили подтверждение, что 2,4-Д и 2М-4Х чрезвычайно эффективные селективные гербициды против двудольных сорняков. Поделиться с мировой научной общественностью открытием и опубликовать результаты Уильям с коллегами не смогли, так как британское правительство сразу же засекретило все материалы и патент. Стоит отметить, что позже в знак признания работы Темплмана наградили и произвели в офицеры Британской империи.

С чем же связано это свойство 2,4-Д, замеченное Темплманом, — убивать широколистные растения и не повреждать злаковые? Дело в том, что злаковые культурные растения, на которых применялся 2,4-Д, имеют отличное от двудольных сорняков анатомическое строение. Во-первых, различна форма листьев и их положение относительно стебля. У злаков листья узкие, длинные и гладкие, направлены вверх — капля раствора гербицида, попадая на такую поверхность, не задерживаясь, скатывается вниз, не причиняя вреда растению. У двудольных растений листья широкие, нередко опушенные, капля раствора надежно удерживается ни них.