Химия навсегда. О гороховом супе, опасности утреннего кофе и пробе мистера Марша

Если вы не читали «Загадочное происшествие в Стайлсе» – первый роман Агаты Кристи, опубликованный в 1920 году[174], – то можете не волноваться и не пролистывать главу: я не стану раскрывать подробности сюжета, а только расскажу вам, как было совершено убийство. Возможно, вы умнее меня и эта информация поможет вам узнать, кто убийца, раньше, чем Эркюль Пуаро, ее теперь уже знаменитый бельгийский детектив, в классической манере пригласит главных героев на «небольшую встречу в салоне». В таком случае прошу меня простить, но я с радостью признаю, что был на тот момент в полной растерянности, так как в романе содержится достаточно ложных следов, чтобы увлечь целый штат работников уголовного розыска.

Многие из этих следов имеют отношение к стрихнину – веществу, доступ к которому, кажется, был у всех персонажей романа. Выясняется, что смертельная его доза содержалась во флаконе, находившемся в спальне миссис Инглторп, поскольку вдобавок к успокаивающим ионам брома ей также прописали стрихнин: в очень малых дозах он играет роль стимулятора центральной нервной системы[175].

Маленький ежевечерний глоток из этого флакона был бы совершенно безвредным, но, если выпить все его содержимое за один раз, доза будет смертельной. Убийце приходит в голову изобретательный план: заставить богатую вдову сделать именно это – принять смертельную дозу по своей собственной воле.

Этот план, конечно же, имеет отношение к растворимости, и выясняется, что растворимость – это общая проблема молекул лекарств, то есть фармакологически активных соединений. Хотя сегодня фармацевты и не используют стрихнин, он служит хорошим примером. Как и многие чрезвычайно ядовитые вещества, стрихнин встречается в природе: его можно экстрагировать из дерева под названием «рвотный орех» (Strychnos nuxvomica), произрастающего в Индии[176]. Однако такой экстракт абсолютно бесполезен для приготовления «тонизирующих средств», поскольку эти жиролюбивые молекулы совершенно не растворяются в воде; этой чертой обладают многие активные компоненты лекарств.

Взгляните на рисунок 30 – и вы увидите, что в структуре стрихнина преобладают связи углерод – водород и углерод – углерод. Все они характеризуются более или менее симметричным распределением электронных пар между атомами; дело обстоит иначе в молекуле воды, где жадный атом кислорода держит поближе к телу два электрона, которые он официально должен делить с водородом, что сообщает атомам кислорода однозначный отрицательный заряд, а атомам водорода – положительный заряд. Мы называем молекулу воды полярной, потому что у нее есть два конца с заметными по величине и однозначно расположенными зарядами, а вот молекула стрихнина неполярна, потому что в ее структуре нет подобных центров с заметным зарядом.

Рисунок 30. Слева: молекула стрихнина, нерастворимая в воде. В центре: молекула стрихнина, проявившая свойства основания и принявшая протон (Н⁺, черного цвета) от молекулы хлороводорода (HCl) с образованием соли (стрихнин Н⁺)(Cl^—), известной как гидрохлорид стрихнина и растворимой в воде[177]. Справа: палочковая схема строения стрихнина.

Еще одно базовое эмпирическое правило, обычно усваиваемое начинающим химиком, гласит, что «подобное растворяется в подобном», – возможно, он или она уже усвоили это на собственной кухне. У столовой соли очень полярное строение, и в растворе она распадается на катионы натрия (Na⁺) и отрицательно заряженные анионы хлора (Cl^—); и те и другие любят поплескаться и поиграть с полярными молекулами воды. С другой стороны, многие ароматические и вкусовые молекулы предпочитают жиры и плохо растворяются в воде. Вот почему небольшое количество сливок или растительного масла усиливает вкус многих блюд: эти чудесные молекулы растворяются в жире и легко переносятся к нашим органам обоняния. Более того, если вы увлекаетесь диетами, вам следует знать, что то же самое касается и некоторых витаминов, особенно витамина А: они также растворяются в жирах, так что добавить в морковь сливочное или оливковое масло – не такая уж плохая идея.

На молекулярном уровне мы грубо подразделяем наши вещества на полярные и неполярные; неполярные вещества не растворяются в таких полярных растворителях, как вода. Возьмем для сравнения поверхность липучки «велкро» или фетра и ровную стеклянную поверхность. Фетр прилипает к фетру, но не к стеклу, а две ровные чистые стеклянные поверхности прилипнут друг к другу, но не к «велкро»; ровная и плоская поверхность – аналог неполярных связей С—Н и С—С, а крючки и петли «велкро» соответствуют отрицательно и положительно заряженным концам полярной молекулы.

Молекулы некоторых лекарств настолько неполярные и нерастворимые, что если дать их пациенту в виде таблетки, то даже ужасно кислой среды желудка будет недостаточно, чтобы выпустить их в кровоток, прежде чем они выведутся из организма; такая таблетка будет практически бесполезной.