Крупнейший в ГДР завод лекарственных препаратов «Иенафарм» в г. Иена вырос на базе маленькой лаборатории предприятия «Иенауэр Гласверке Шотт». В свое время эта лаборатория получила задание как можно быстрее удовлетворить неотложную потребность в пенициллине и других важных лекарственных препаратах и в кратчайший срок добилась значительных успехов, что привело к ее расширению. Теперь завод «Иенафарм» располагает обширными и светлыми, удобными для работы новыми зданиями и выпускает почти 25 % всей продукции химико-фармацевтической промышленности ГДР.
Здесь трудятся для сохранения нашего здоровья 2500 человек, из них больше половины — женщины. Они выпускают продукцию только отличного качества.
Педантичнейшая аккуратность, соблюдение порядка и чистоты, тщательная проверка качества выпускаемых препаратов являются на таких предприятиях нерушимыми заповедями. В важнейших цехах, где изготавливают антибактериальные вакцины и сыворотки, должно быть полностью исключено проникновение в воздух болезнетворных микробов. Поэтому сюда можно войти только через бокс, в котором посетителя встречают синеватый свет и резкий запах озона. Одежда каждого, что входит в цех, обязательно подвергается стерилизации под действием ультрафиолетовых лучей.
Производство важнейших антибактериальных препаратов — антибиотиков, например пенициллина и стрептомицина, — осуществляется не синтетическим путем, хотя в наши дни для большинства подобных веществ такой путь в принципе возможен. К счастью, у химиков есть крошечные помощники, позволяющие им значительно удешевить производство антибиотиков. В огромных резервуарах, занимающих два этажа большого здания, в питательных растворах быстро растут плесневые грибки Penicillium. В своем нитевидном мицелии они образуют то чудесное вещество, которое уже миллионы раз спасало людям жизнь, — пенициллин. Родственников этих грибков мы легко сможем увидеть своими глазами, если надолго оставим кусок влажного хлеба в теплом месте. Плесневые грибки играют также немаловажную роль при изготовлении некоторых сортов сыра (рокфор и др.).
Почти столь же важен, как и пенициллин, другой антибиотик — стрептомицин, благодаря применению которого намного уменьшилась опасность воспаления легких, туберкулеза и других тяжелых заболеваний. Он образуется из лучистых грибков, часто растущих на лесной почве. Им отчасти обязан своим возникновением знакомый нам пряный аромат леса. На заводе эти грибки тоже культивируются в огромных объемах питательной среды.
Задачи химиков при производстве этих антибиотиков разнообразны и сложны — от подготовки питательных растворов до необычайно трудного отделения чистых антибиотиков от мицелия. Кроме того, выделенные вещества нужно еще точно дозировать и придать им устойчивость введением соответствующих добавок. Не случайно при изготовлении 1 кг стрептомицина расходуется не менее 500 т растворителей и различных химических реактивов.
Наряду с антибиотиками химико-фармацевтические заводы производят множество других лекарственных веществ, выпуская с каждым годом все новые и новые препараты. Быть может, наступит день, когда они вооружат нас эффективными препаратами против рака — злейшего врага человечества, который пока еще не побежден.
ПРОСТОЕ ДЕЗИНФИЦИРУЮЩЕЕ СРЕДСТВО
Большинство лекарств имеет короткие и благозвучные названия. Однако эти названия обычно ничего не говорят нам о химической природе содержащихся в них активных веществ. Если еще раз внимательно осмотреть коробочку с лекарством или прочитать вложенную в нее инструкцию, то иногда можно обнаружить написанное мелким шрифтом точное химическое название препарата. Среди этих названий часто встречаются настолько сложные и длинные, что нам едва ли удастся их расшифровать или хотя бы выговорить без запинки. Однако именно эти названия точно раскрывают специалисту строение активных веществ. Действительно, лекарственные вещества большей частью имеют очень сложное химическое строение, и их изготовление требует многочисленных трудоемких операций. При этом активная составная часть молекулы нередко имеет очень простое строение, но часто ее приходится присоединять к другим группам. Эти второстепенные группы, на первый взгляд вообще не нужные, так или иначе улучшают лекарственное действие активного фрагмента: например, они могут уменьшить нежелательный побочный эффект лекарства, улучшить его вкус, а главное — способствовать тому, чтобы активный компонент высвобождался только в тех органах тела, где он и должен действовать.
Изготовим лекарство
Чтобы получить представление о лекарственных веществах, синтезируем ангидрометиленлимоннокислый гексаметилентетрамин — препарат, применяемый в качестве антисептика для мочевыводящих путей. Для этого понадобятся 25 мл 35 %-ного формалина (Осторожно — яд!), то есть водного раствора метаналя (формальдегида). 10 мл 25 %-ного водного аммиака, 25 г тонко измельченной лимонной кислоты, 10 мл концентрированной соляной кислоты, 100 мл денатурата и 3 г активного угля.
Как показывает сложное название препарата, он образуется в результате соединения двух составных частей — гексаметилентетрамина и ангидрометиленлимонной кислоты. Поэтому вначале нам нужно получить оба эти промежуточных продукта.
В гексаметилентетрамине шесть метиленовых групп СН2 связаны с четырьмя трехвалентными атомами азота таким образом, что возникает система колец, образующих тетраэдр.
Чтобы его получить, нальем 12,5 мл формалина в маленькую (около 100 мл) колбу Эрленмейера и тщательно охладим ее холодной водой. Постепенно, малыми порциями, добавим 15 мл аммиака. Затем закроем колбу пробкой и оставим ее на 2 часа в холодной воде. После этого прильем еще 2,5 мл аммиака, выдержим а течение 24 часов и выльем раствор в плоскую фарфоровую чашку. Тарелку поставим в теплом месте — поблизости от батареи центрального отопления или печи — и выдержим длительное время, чтобы жидкость, испарилась. Образующийся кристаллический осадок выскребем шпателем, поместим в чистую сухую колбу Эрленмейера и растворим приблизительно в 60 мл спирта при нагревании на водяной бане. К раствору добавим 1 г активного угля, слегка упарим его на водяной бане и оставим остывать. При этом кристаллизуется чистый гексаметилентетрамин.
Отфильтруем его и взвесим. Выход при тщательном выполнении опыта должен составлять около 80 %, то есть 5–6 г.
Ангидрометиленлимонная кислота
как подсказывает химику ее название, образуется из лимонной кислоты в результате присоединения к ней метиленовой группы и отщепления водорода. Чтобы осуществить такое превращение, мы должны подействовать на лимонную кислоту метаналем в присутствии соляной кислоты. Последняя ускоряет реакцию, то есть служит катализатором.
Поскольку реакция сопровождается выделением едких паров, проведем ее на открытом воздухе или в вытяжном шкафу. Поставим на водяную баню фарфоровую чашку диаметром 8-10 см и поместим в нее 25 г лимонной кислоты, 10 мл формалина (40 %-ного раствора метаналя) и 10 мл чистой концентрированной соляной кислоты. Теперь нагреем смесь при одновременном перемешивании контролируя температуру водяной бани термометром. Она должна составлять 80–85 °C и ни в коем случае не подниматься выше. Когда через полчаса или меньше на поверхности смеси образуется слой мелких кристалликов, продолжим нагревание еще 15 минут и поставим чашку в баню со льдом или снегом (а в крайнем случае — с холодной водой) для быстрого охлаждения. Образуется густая каша из кристаллов — ее нужно отфильтровать, лучше всего на воронке Бюхнера. Для очистки отжатый осадок, который представляет собой ангидрометиленлимонную кислоту, снимают с фильтра, взвешивают во влажном состоянии, а затем помещают в колбу Эрленмейера и растворяют не более чем в 1,5-кратном количестве горячей дистиллированной воды. К горячему раствору добавляют активный уголь и как можно быстрее фильтруют его через складчатый фильтр, причем воронку с фильтром предварительно подогревают. Фильтрат оставляют для кристаллизации при сильном охлаждении, лучше всего в бане со льдом. Через несколько часов выпадает ангидрометиленлимонная кислота большей частью в виде совершенно бесцветных кристаллов, которые надо отфильтровать обычным образом или лучше с отсасыванием и высушить на фильтровальной бумаге при умеренном нагревании. Выход при тщательном выполнении опыта составляет 10 г.
