Немного о химическом синтезе

 

Химический синтез (как и любой другой) — это метод приготовления относительно сложных соединений из более простых веществ. И начало его относится ко второй половине XIX столетия.

В качестве самостоятельной дисциплины химический синтез начал оформляться после знаменитой реакции синтеза карбамида (мочевины) из неорганического вещества, которую провёл немецкий химик Фридрих Велер в 1828 году. Этот синтез положил конец спору с учёными-виталистами, полагавшими, что органические вещества могут продуцироваться только жизненной силой биологических организмов.

Мощный импульс получило развитие химического синтеза после того, как русский химик А. Бутлеров сформулировал основы структурной теории строения органических молекул. Эта теория позволила планомерно синтезировать органические молекулы заданного строения.

А одним из первых химиков, объединивших в научное целое методы и уже известные основные результаты химического синтеза, был профессор Французского коллежа, политический деятель и противник атомной теории Марселей Бертло.

 

Органический синтез

 

Органический синтез — это способы и процессы получения органических соединений. Сегодня с его помощью химики способны создать практически любые синтетические вещества и материалы, которых не знает природа.

С древних времён человеку были известны чарующие цвета, которые придавали тканям природные красители, добываемые из различных растений и даже из убитых животных. Уже в XIII веке до н. э. финикийцы владели искусством извлечения красителей («тирийский пурпур») для тканей из мантии некоторых средиземноморских моллюсков. Чтобы получить 1 г такого красителя, им приходилось переработать около 10 000 моллюсков. Это был долгий и трудоёмкий процесс. Неудивительно, что и стоила финикийская краска в 10 и более раз дороже золота. В Древнем мире процесс получения пурпура являлся великой тайной. Согласно указу императора Нерона, право носить одежды пурпурного цвета имел только император.

 

 

Лишь в XIX веке с помощью синтеза химики-органики выяснили и открыли всем, что красящие составляющие природного красителя не что иное, как не очень сложные химические вещества, в частности индиго.

В 1878 году немецкий химик Адольф Байер, профессор Страсбургского и Мюнхенского университетов, произвёл полный синтез индиго и установил его строение. Он разработал недорогой метод синтеза для промышленного производства индиго из доступных веществ. Примерно тогда же немецкие химики-органики Карл Гребе, профессор Кёнигсбергского и Женевского университетов, совместно с Карлом Теодором Либерманом, профессором Берлинской высшей технической школы, установили строение ализарина и осуществили его синтез. Это тоже было красящее вещество растительного происхождения, выделяемое из корней некоторых видов марены. С древнейших времён оно использовалось как природный краситель и стоило очень дорого. И вот теперь его стали легко получать из углеводорода каменноугольной смолы. Эти открытия произвели огромное впечатление на всё общество. Ещё бы, из «неживых» материалов органический синтез позволил получать «живые» вещества. Химики бросились синтезировать самые разные соединения, которые выделяли из живых организмов.

Высшим достижением современного органического синтеза в содружестве с биохимией и другими близкими науками явилось создание модели ДНК, кодирующей наследственную информацию и её синтез, и возникновение молекулярной биогенетики и генной инженерии. В этой работе принимали участие многие учёные разных стран.

 

Душистые эфиры

 

Многие известные душистые вещества относятся к классу широко распространённых в природе сложных эфиров. Именно они придают самые разнообразные оттенки запахам, от аромата тропических орхидей до аромата хорошо знакомых нам фруктов. И сегодня эти соединения мы можем синтезировать. При синтезе сложные эфиры образуются при взаимодействии спиртов с карболовыми кислотами. При этом отщепляется вода.

Среди современных синтетических душистых веществ особое место занимают высшие алканали (альдегиды) и алканолы (спирты), молекулы которых содержат от 7 до 20 атомов углерода. Их свежий запах немного напоминает запах воска. И они позволили создать множество новых композиций. Например, всемирно известные французские духи «Суар де Пари» и «Шанель № 5» своим ароматом обязаны именно этим синтетическим соединениям.

 

Аромат сирени рождается из… скипидара!

 

Вы наверняка не раз видели на стволах сосен косые в ёлочку надрезы с привязанными под ними баночками. Это добыча живицы. Она вытекает из пораненных мест и накапливается в баночках. Живица — важное сырьё для химической промышленности. При перегонке с водяным паром она разделяется. Живичный скипидар отгоняют, и остаётся знакомая канифоль, которая идёт на изготовление множества химических веществ. Противный запах скипидара вы тоже легко себе представите. Им разбавляют олифу и масляные краски. Главным пахучим веществом в скипидаре является пинен, который есть во многих эфирных маслах. И это довольно вонючее вещество химики-органики превращают в весьма привлекательные душистые вещества с цветочным ароматом, которые с великим трудом получали ранее из редких цветов. Из того же пинена на фармацевтических фабриках получают камфору, для медицины его же используют для производства пластмасс.

 

 

Немного о пиненах

 

Пинены вырабатываются из сосновой смолы. Это пахучие бесцветные жидкости, нерастворимые в воде и легко окисляющиеся на воздухе. В природе распространены два изомерных пинена, третий известен как вещество синтетическое. Своё название пинен получил от латинского pinus — сосна.

Изомерия химических соединений означает существование веществ, одинаковых по составу и молекулярной массе, но различных по строению. Изомерия особенно важное понятие в органической химии.

 

Духи

 

Аромат духам придаёт не одно какое-либо вещество. Это во времена прабабушек любили чистые или смешанные цветочные ароматы: сирени, розы, нарциссов, а то и орхидей…

Ныне мода изменилась. Наши современницы предпочитают духи, обладающие не просто свежим цветочным ароматом, но и лёгким «животным» оттенком. Он сближает запах духов с запахом самого человека, его кожи. А в последнее время некоторые любители (и любительницы) требуют добавления феромонов…

Современные духи получают, смешивая множество композиций, каждая из которых содержит природные и синтетические душистые вещества.

Парфюмеры-композиторы, получив заказ, сначала ищут ведущий запах. Обычно это бывают природные или синтетические эфирные масла. И, лишь удовлетворившись ароматом основы, добавляют высшие альдегиды. Они придают будущим духам яркий, выразительный оттенок. А синтетические амбра и мускус обеспечивают «животный» запах и способствуют тому, чтобы аромат духов не исчезал слишком быстро, держался на коже или на одежде дольше. Стойкость аромата — одна из важных сторон качества духов.

Чтобы нагляднее представить работу парфюмера за «органом» ароматов (так называют многоярусный рабочий стол парфюмера. — А. Т.), возьмём для примера аромат знакомой всем сирени. Есть и немудрёные духи с таким названием. Между тем в их композицию намешано куда более десятка разных химических веществ. А чтобы получился именно запах цветущей сирени, добавляют и ещё столько же, если не больше, альдегидных «расцветок».

Если хотите, можете прочесть частичный список ингридиентов, входящих в состав «Сирени». Это:

Терпинеол — 11%

Иланг-иланговое масло — 1 %

Фенил этиловый спирт — 11 %

Бувардия — 1%

Сирень — 11,5%

Бензилацетат — 1%

Гелиотропин — 6,5%

Амилкоричный альдегид — 1 %

Гидроксицитронелл аль — 6,5 %

Анисовый альдегид — 0,3%

Коричный спирт — 4,5%

Метил антранилат — 0,2 %

Настой цибета — 0,8 %…

И это не всё. Только смешав несколько подобных композиций, можно получить полноценный аромат.

Хорошие духи — настоящее произведение парфюмерного искусства. И чтобы их создать, парфюмеру нужен прежде всего талант и многолетний опыт, помноженные на труд и работоспособность. С давних времён и до сих пор общепризнанным международным центром, из которого распространяются новые моды в парфюмерии, является город Сюрен во Франции (теперь это западный пригород Парижа, расположенный на левом берегу Сены).

 

 

Глава 10. Дар Богов

 

 

Обоняние + память = «нюхач»

 

Специалистов по распознаванию ароматов на жаргоне парфюмеров называют «нюхачами». Это люди не только с особенно острым обонянием, но и с памятью на запахи. Их профессия — из множества разных эликсиров составлять новые духи. С давних времён приготовлением духов и косметики занимались «нюхачи»-парфюмеры. Они знали и использовали великое множество природных веществ, источающих различные ароматы. Сегодня, с развитием химии, природные материалы заменяются в основном синтетическими душистыми веществами. И тем не менее природные запахи остаются вне конкуренции.

Если, к примеру, в обычные парфюмерные смеси входят два-три десятка ароматов, то благоухание хорошо известной нам с детства лесной земляники состоит примерно из смеси сотни известных запахов.

Однако хорошему «нюхачу» недостаточно тонкого обоняния и памяти на палитру запахов. Ему, как композитору, нужны ежедневная тренировка и способность мысленно представить образ задуманного. Хороший нос и обонятельная память — это как азбука. Но чтобы на их основе создать композицию новых духов, необходимо богатое воображение.

Представим себя «нюхачом»-парфюмером. Мы получаем заказ на создание нового аромата. Какого? Как его объяснить? В нашем языке много эпитетов для запаха, но нет точных определений. Конечно, в конце концов заказчик и мастер приходят, как говорится, к консенсусу и вырабатывают общий образ композиции: будут ли это цветочные духи, или шипровые, или папоротниковые, зелёные или иного вида… И парфюмер, уже не просто «нюхач», а скорее «композитор» запаха, начинает творить… Он пытается связать образ задуманного аромата с чем-то, что некогда взволновало его. Толчком может послужить воспоминание или картина, увиденная им в природе, на лесной полянке или на лугу, около воды, в городском парке, где угодно… Это может быть и какая-то абстрактная идея, как у художника-авангардиста, или эмоциональный всплеск памяти на событие…

О процессе творчества трудно рассказывать. Дело это сложное и довольно нудное. Куда как интереснее перевести историю на жизни тех, кто её делал, в нашем случае рассказать про людей — великих парфюмеров своего времени.

 

Николас Мамунас

 

Весенним днём на парижской улице молодой доктор химических наук Николас Мамунас из Национального центра научных исследований случайно столкнулся с приятелем, работающим в парфюмерной фирме «Коти». Приятель рассказал о работе парфюмеров (по-французски название профессии «нюхач» звучит как «нос»). И Николас, посмеявшись, сказал, что и он, пожалуй, мог бы угадать духи кого-нибудь из прохожих. Конечно, возник спор. И Мамунас начал принюхиваться… Каково же было удивление его приятеля, когда Николас угадал ароматы не только духов, но и мыла и одеколона полдюжины встречных! Но больше всех, кажется, был удивлён он сам. Однако эта встреча изменила его жизнь. Тот же приятель уговорил его пройти тест в фирме. Результат оказался феноменальным. И через несколько месяцев упорного овладения новой профессией на фирме появился новый «композитор» духов молодой грек Николас Мамунас.

Однако первые собственные духи дались ему нелегко. Помогло приглашение на свадьбу. Образ невесты в белом платье, тёмные волосы в сочетании с белым юным лицом и пунцовыми губами, словно пробудил его. Он заперся в своей лаборатории и после многих проб и ошибок представил свою композицию. Что в ней было? Прежде всего волнующий лёгкий аромат жасмина и розмарин с еле улавливаемым дубовым мхом. Другие ощущали в новых духах нежный и чувственный запах туберозы и сандала… Но было и что-то ещё, что не определялось ни процентами, ни пропорциями, а только вдохновением. Пробная партия разлетелась в считанные дни. И Николас стал знаменит.

Духи «Eau de Roche» («Прозрачная вода») Николас составил под впечатлением утреннего рассвета, когда над спокойной рекой всходило солнце и просыпались первые птицы… Чтобы сделать следующие фантастические духи «Mystere» для фирмы «Дом Роше», тому же Мамунасу понадобилось восемь лет. Зато это был «аромат для любой женщины» — классическая гармония без эксцентричности, создающая впечатление свежести и элегантности, с лёгким налётом тайны…

 

 

За «органом»

 

Создание духов — сложное дело, как любой творческий процесс. Начавшись с идеи, он развивается, облекается в образ, записывается в изначальную формулу, после чего наступает длительный период экспериментов — усидчивой работы с ингредиентами. Мастера рассказывают: «Бывает, кажется, что всё уже ясно, и смесь составлена, и запах её соответствует заказу… А вот нет в нём некой изюминки, и бьёшься, бьёшься над ним, сидя за „органом“, перебирая бесчисленные склянки с душистыми материалами». (Напомню, что хороший нос помнит и различает до 20 000 запахов.)

Сколько нужно на это времени — трудно сказать. Творчество, конечно, вдохновение, но и труд. Работа идёт, пока в один прекрасный момент какое-либо событие или явление не разбудит толчком воображение и не позволит поставить точку. В романе Патрика Зюскинда «Парфюмер» главный герой пользуется своим обонянием, как композитор слухом. При этом к чистому творчеству добавляется ещё и технология. Новые духи должны сохранять свой аромат не только в «пробе», но и разлитые во флаконы при использовании потребителем.

Может возникнуть вопрос: «В состоянии ли современный парфюмер при существующем обилии синтетики создать хоть что-то новое?» Ведь у современного мастера десятки тысяч не только натуральных эссенций, но и синтетических растворов, и из них уже получены тысячи разнообразных духов, одеколонов, дезодорантов и кремов. А как тогда быть с художником, музыкантом, писателем? У каждого из них весьма ограниченный набор средств и даже сюжетов. Но лишь истинный талант и воображение способны не просто создать нечто небывалое, но и подать вечную тему в соответствии с духом времени…

Ещё в начале карьеры Николас Мамунас получил заказ на духи «Сирень». Тема нетрудная, классическая, не раз использованная многими парфюмерами. Но Николас по наитию добавил в композицию чуть-чуть бобровой струи, что ни одному предшественнику не приходило даже в голову. И хорошо знакомая всем сирень заиграла такими оттенками, мимо которых не могла безразлично пройти ни одна женщина.

Таланту человека нельзя научить, это «дар богов». Но способностями обладает каждый человек. И они растут и расцветают только на почве страстной любознательности и адской работоспособности. И когда этот цветок распускается, он превращает своего обладателя в творца.