О веществе по существу: адамантан и римантадин

О веществе по существу: адамантан и римантадин

Как вы уже знаете, с марта месяца один из нас начал вести постоянную рубрику в любимом журнале нашего детства — «Химии и жизни». Нынешний текст — о веществе, ставшем химической «подписью» автора — и основой некоторых очень распространенных противовирусных препаратов. Так что этот пост и о истории адамантана, и о истории римантадина

Мне кажется, что в наше время пора вводить вместо советской аббревиатуры ФИО расширенную версию ФИОН: «фамилия-имя-отчество-ник». Признаюсь, есть ник и у меня. Многие в Сети знают меня под ником adamanta (ну или под более панибратским damantych). Это слово возникло еще в те далекие годы, когда я был настоящим химиком. На самом деле я хотел завести себе ник adamantan в честь

красивого углеводорода, да и греческое слово «неодолимый» манило, но в бумажной анкете было всего восемь окошек для букв… Я до сих пор использую в качестве ника эту безупречную молекулу, уникальную тем, что ее структура, с одной стороны, жесткая, а с другой — лишена всех возможных пространственных напряжений, которые бывают свойственны многим циклическим молекулам.

21—27 сентября 1924 года в Инсбруке

состоялся крупный конгресс естествоиспытателей. В числе прочих на нем выступил некий химик по фамилии Деккер (в отчете о конгрессе, опубликованном в авторитетном журнале «Angewante

Chemie», он фигурирует только как H.Decker из Йены) с докладом «Пути синтеза алмаза». В этом докладе он рассматривал возможности синтеза углеводородов со структурой, подобной

атомной решетке алмаза, и предсказывал, что молекулы со 100—200 атомами

углерода будут уже сильно напоминать алмаз. Тут-то он и упомянул молекулу

«декатерпена» С10Н16, несколько удивляясь тому, что она еще не синтезирована.

Так впервые попал в поле зрения химиков еще гипотетический углеводород адамантан.

Любопытнее всего то, что вещество с точно такой же структурой было известно уже очень давно. Подобное вещество синтезировал еще великий Александр Бутлеров в 1859 году взаимодействием аммиака и формальдегида. Называется оно уротропин, или гексаметилентетрамин. Правда, в структурных узлах этой молекулы находятся не атомы углерода, а атомы азота.

О веществе по существу: адамантан и римантадин

Александр Бутлеров

Уротропин

Это вещество до сих пор хорошо известно и используется в быту. Большинство его знает как сухое горючее, медики применяют его как антисептик и называют «метенамин». Кстати, это один из немногих случаев, когда использующийся сейчас синтетический медицинский препарат имеет более чем вековую историю применения.

Но вернемся к нашим адамантанам. В том же 1924 году знаменитый немецкий химик Ганс Меервейн (автор знаменитого реагента своего имени, тетрафторобората триэтилоксония) таки предпринял попытку синтезировать «декатерпен». Он заставил прореагировать формальдегид с малоновым эфиром в присутствии пиперидина. Однако получилось вещество, которое оказалось не совсем адамантаном, и получило название «эфир Меервейна».

О веществе по существу: адамантан и римантадин

Ганс Меервейн

Эфир Меервейна

В 1933 году интерес к адамантану возрос еще больше, поскольку чистое вещество нашли в природе — в нефти. Чешские нефтехимики Ланда и Махачек выделили его из продуктов Годонинского месторождения. Попытки синтеза продолжились, но еще восемь лет ничего не получалось. В качестве примера неудачной попытки можно привести вариант синтеза из флороглюцина и циклогексанона.

В год начала Великой Отечественной войны в дело вступил будущий нобелевский лауреат, хорватско-швейцарский химик (тогда он еще не переехал в Цюрих) Владимир Прелог. Он обратился к неудаче Ганса Меервейна и продолжил «колдовать» с результатом его синтеза. В итоге в четыре стадии и с выходом менее процента получился первый в мире синтетический адамантан.

О веществе по существу: адамантан и римантадин

Владимир Прелог

О веществе по существу: адамантан и римантадин

Синтез Прелога

То, что адамантан синтезировал именно Прелог, очень символично. Ведь именно он стал основателем современной стереохимии, человеком, который навел порядок в химической номенклатуре оптически активных веществ. Адамантан же примечателен не только своей структурой — он оказался первым веществом с хиральным центром вне самой молекулы. Ведь вся молекула адамантана подобна одному атому углерода. Если «повесить» (без кавычек?) на нее четыре разных заместителя у третичных атомов углерода, то они расположатся по вершинам воображаемого тетраэдра, и молекула будет несовместима со своим зеркальным отображением. В 1969 году такие соединения были получены и разделены на оптические изомеры. А называть их стали по возникшей между 1941 и 1969 годом системе Кана — Ингольда — Прелога, в создании которой самое активное участие принял человек, впервые синтезировавший адамантан.

У производных адамантана могут быть оптические изомеры

Но мы до сих пор ничего не сказали о практической пользе таких молекул. Прошло чуть более четверти века со дня первого синтеза адамантана, и его простенькое производное — аминоадамантан, или амантадин, — стали использовать в качестве противовирусного средство.

амантадин

Оказалось, что эта небольшая молекула весьма опасна для вируса гриппа. Чуть позже выяснилось, что амантадин неплохо снимает симптомы паркинсонизма — быстрее леводопы и с минимумом побочных эффектов. В этих направлениях и поныне развивается фармакохимия адамантанов. Два самых известных препарата адамантана как раз относятся к этим направлениям.

Первый — римантадин. Это тоже однозамещенный адамантан, к которому прикреплена группа CH3CHNH2. Его начали тестировать как противовирусное средство еще до амантадина (если первый получили в 1967 году, то римантадин — еще в 1963-м). Его до сих пор активно используют против самых разных вирусов — от гриппа А и герпеса до клещевого энцефалита. Он подавляет репродукцию вирусов на начальном этапе — сразу после проникновения их в клетку.

О веществе по существу: адамантан и римантадин

Римантадин

Второй — мемантин. Как можно понять из названия, этот препарат воздействует на память. Он действительно улучшает ее у пациентов с болезнью Альцгеймера, но мемантин пытаются приспособить и к лечению других видов деменций.

Мемантин

Так что адамантан, ставший почти случайно моей химической подписью, — не только безупречная по форме молекула, но интересное и полезное вещество с яркой биографией.

Опубликовано в журнале «Химия и жизнь» 3/2015 г.

Leave a reply