Пуговицы Наполеона. Семнадцать молекул, которые изменили мир

Еще примерно через двадцать лет Китай проиграл Вторую опиумную войну, в которой принимали участие как Британия, так и Франция, и вынужден был пойти на дополнительные уступки. Для иностранного торгового флота были открыты дополнительные порты, европейцам разрешалось путешествовать и жить в Китае, христианским миссионерам была обеспечена свобода передвижения, и, наконец, была легализована торговля опиумом. Опиум, табак и чай стали причиной прекращения многовековой изоляции Китая от остального мира. В Китае начался период беспорядков и перемен, закончившийся в 1911 году революцией.

Объятия Морфея

Опиум содержит двадцать четыре алкалоида. Среди них преобладает морфин, на долю которого приходится 10 % массы грубого экстракта опийного мака — клейкого высушенного секрета этого растения. Впервые чистый морфин из этого экстракта в 1803 году выделил немецкий фармацевт Фридрих Вильгельм Адам Сертюрнер. Он назвал выделенное им соединение морфином в честь Морфея — римского и греческого бога сновидений. Морфин — наркотик, то есть вещество, которое нарушает чувствительность (при этом устраняет боль) и вызывает сон.

После открытия Сертюрнера морфин начали активно изучать, однако его химическую структуру удалось окончательно установить только в 1925 году[22]. Эту отсрочку в сто двадцать два года нельзя назвать непродуктивной. Химики-органики считают расшифровку структуры этого соединения столь же важным вкладом в науку, как и изучение его болеутоляющих свойств. В результате разгадывания этой сложной головоломки сформировались классические методы определения химической структуры веществ, возникли новые лабораторные технологии, пришло понимание трехмерной структуры соединений углерода, были созданы новые методы химического синтеза. Благодаря исследованию структуры морфина были определены структуры других важных соединений.

Структура морфина. Жирные клиновидные линии указывают на то, что связь находится вне поверхности рисунка (в данном случае над ней).

На сегодняшний день морфин и его производные являются самыми мощными анестетиками. К сожалению, выраженность обезболивающих свойств данных веществ, по-видимому, коррелирует с их способностью вызывать сильное привыкание. Родственное морфину соединение кодеин, которое содержится в опиуме в гораздо меньшей пропорции (от 0,3 до 2 %), не так сильно вызывает привыкание, но зато и гораздо менее эффективно, чем морфин. Различие в структуре этих веществ невелико: в молекуле кодеина на месте OH-группы располагается CH₃O-группа (на рисунке внизу она показана стрелкой).

Структура кодеина. Стрелка указывает на единственное различие между структурами морфина и кодеина.

Задолго до того, как была окончательно установлена химическая структура морфина, ученые предпринимали попытки модифицировать эту молекулу так, чтобы получить более эффективное болеутоляющее средство, которое не вызывало бы столь сильного привыкания. В 1898 году исследователи из немецкой фармацевтической компании “Байер” (имено там, напомним, пятью годами ранее Феликс Хоффман синтезировал ацетилсалициловую кислоту) подвергли морфин той же реакции ацетилирования, которая позволяет превращать салициловую кислоту в аспирин. Это был вполне логичный шаг. Ведь аспирин оказался превосходным анальгетиком, гораздо менее токсичным, чем салициловая кислота.

Диацетилированное производное морфина. Стрелки указывают на положения в молекуле, где вместо атомов водорода в OH-группах морфина оказались CH₃O-группы, в результате чего получился героин.

Однако в данном случае замена атомов водорода в OH-группах морфина на СН₃O-группы привела к совершенно иным последствиям. Сначала результаты казались обнадеживающими. Диацетилморфин оказался гораздо более эффективным анальгетиком, чем морфин, так что использовать его можно было в очень низких дозах. Но за его эффективностью скрывалась проблема, которая станет ясна каждому из нас, если мы назовем это вещество его общепринятым именем. Создатели назвали его героином (подразумевая, что это “героическое” лекарство), и это одно из веществ, вызывающих наиболее сильное привыкание. Механизм физиологического действия морфина и героина один и тот же, поскольку в головном мозге CH₃O-группы героина вновь превращаются в OH-группы. Однако молекула героина гораздо легче проникает через гематоэнцефалический барьер, чем молекула морфина, что приводит к более быстрой и сильной эйфории, которая притягивает людей, попавших в наркотическую зависимость.