192.6 кб

Тем временем
1912 г.
15 апреля 1912 года
английский лайнер «Титаник» потерпел
кораблекрушение у берегов Ньюфаундленда
в результате столкновения с айсбергом.
Для 1507 человек этот рейс оказался последним
Подходит к завершению строительство Панамского канала, продолжавшееся с перерывами 35 лет. Панамский канал сокращал морской путь от Нью-Йорка до
Сан-Франциско на 14,5 тыс. км, от Ливерпуля до СанФранциско – на 10,5 тыс. км.
В 1912 году французский ученый В.Гриньяр был
удостоен Нобелевской премии за разработку метода,
позволяющего синтезировать большое количество разнообразных органических веществ.
Годом раньше, в 1911 году, в Египте была обнаружена нижняя челюсть небольшой обезьяны проплиопитека – общей предковой формы человекообразных
обезьян и человека. Теория Дарвина о происхождении
человека тем самым получила еще одно подтверждение.
Промышленная революция XVIII – XIX вв. открыла
индустриальную эпоху. К началу ХХ века Западная Европа и Северная Америка были олицетворением технического прогресса. В это время завершается создание
системы мировой торговли и почтовой связи благодаря
появлению и распространению пароходов и железных
дорог. Тяжелая промышленность, производство угля и
стали определяли особенности индустриализации в XIX
веке. Этот процесс
сопровождался периодическими
кризисами перепроизводства.
Однако в конце XIX – начале ХХ веков в ведущих
странах Европы и США произошел быстрый и радикальный перелом в технологическом и экономическом
развитии. В это время развертывается вторая промышленно-технологическая революция. Начался век элек-
тричества, автомобиля, самолета, телефона, радио,
пишущих и швейных машин, массовыми тиражами печатаются газеты. Появляются отрасли промышленности,
которых раньше не было. Изобретения, сделанные во
второй половине XIX века, в начале ХХ используются в
массовом производстве и находят широкое применение
в быту.
В начале ХХ века утвердилась группа ведущих капиталистических стран – Великобритания, Франция,
Германия, Австро-Венгрия, США, Россия, Италия, Япония. Именно эти государства участвовали в колониальном разделе мира и становились примером для подражания для стран «догоняющего развития». Завершение
территориального раздела мира привело к появлению
опасных зон столкновения интересов крупнейших держав. В начале ХХ века в Африке Германия и Италия
стали главными соперниками «старых» колониальных
держав – Англии и Франции.
В конце XIХ – начале ХХ веков стали возникать
мощные финансовые и промышленные корпорации
(монополии) – картели, синдикаты, тресты. Например, в
Германии Рейнско-Вестфальский синдикат контролировал более половины добычи каменного угля в стране.
Нефтяной трест Рокфеллера производил более 90%
продукции нефти в стране, а стальной трест Моргана
выплавлял 66% стали в США.
Быстрый и радикальный перелом в технологическом и экономическом развитии породил нестабильность не только в центрах индустриального подъема, но
и на огромных пространствах мировой периферии. Нестабильность вызвала социальные потрясения, острые
конфликты труда и капитала, массовые профсоюзное и
социалистическое движения, революции и войны. В
науке, культуре и искусстве начался пересмотр прежних
взглядов на мироздание, устоявшихся идейных и нравственных ценностей.
Портреты
Вильгельм Кюстер
Вильгельм Кюстер (1863–1929), Германия
Немецкий химик Вильгельм Кюстер родился в 1863 году
в Лейпциге. В 1882 году поступил в Тюбингенский университет, потом обучался в Берлинском университете,
где в 1889 году получил степень доктора философии.
После окончания университета работал в лаборатории
Йоханнеса Вислиценуса в Лейпцигском университете. В
1897 году установил формулу бетаина. С 1903 по 1913
год работал в Высшей технической школе в Штутгарте.
В 1912 году установил состав порфина и предложил его
структурную формулу.
Минимум знаний
1912 г.
Вильгельм Кюстер
установил формулу порфина
Ещё в 70-е годы XIX века Климент Аркадьевич Тимирязев высказал мысль о родстве красящих веществ крови
и зелёных растений. Эта догадка подтвердилась в результате исследований, продолжавшихся более 40 лет.
В 1880 году из гемоглобина был выделен пигмент крови
гематопорфирин (от древнегреческих корней αίµα –
«кровь» и πορφύρεος – пурпурный), а из хлорофилла –
филлопорфирин (от греческого φύλλον – «лист»). Польский биохимик Марцелл Ненцкий (или, на американский
манер, Ненски) с 1884 года изучал красящее вещество
крови и в 1901 году предложил для него первую структурную формулу. Именно Ненцкий с учениками установил, что молекула порфирина состоит из четырёх пиррольных колец. В 1912 году немецкий химик Вильгельм
Кюстер предложил структурную формулу для основного
элемента строения порфиринов – порфина – в виде четырёх пиррольных колец, соединённых в цикл с помощью метиновых мостиков. Ганс Фишер, глава Мюнхен-
ской школы порфиринов, подверг эту формулу резкой
критике, и Кюстер в 1921 году отказался от предложенной им структуры. Но впоследствии Фишер убедился в
правоте Кюстера и даже доказал правильность его
формулы синтезом гемина (вещества, получаемого из
гематопорфирина). Порфирины, входящие в состав гемоглобина, хлорофилла, цитохромов и прочих веществ,
образованы порфином, в котором атомы водорода замещены на различные группы атомов.
CH
HC
N
H
H
N
N
H3C
N
CH
HC
Fe
CH3
2+
N
N
HOOCH2CH2C
порфин
CH2
CH
HC
N
N
H
C
H3 C
CH
HC
HOOCH2CH2C
гем
C
H
CH2
CH3
Порфириновое ядро обладает ароматическими
свойствами, в циклической сопряжённой системе порфина 26 электронов (11 двойных связей и 2 неподелённых пары атомов азота), энергия сопряжения равна
727,5 кДж/моль. Порфирины образуют комплексы с катионами металлов. В состав гемоглобина входит гем –
порфириновый комплекс, включающий ион Fe2+, который координационно связан с атомами азота. За счёт
этого иона происходит перенос молекулы кислорода,
которая обратимо связывается с гемом. В порфириновый цикле хлорофилла включён катион магния, а в молекулу витамина В12 (цианкобаламина) – ион кобальта,
в цитохроме, как и в гемоглобине, содержится катион
железа.
При биологическом окислении гемоглобина образуются окрашенные вещества, молекулы которых представляет собой линейную тетрапиррольную структуру.
Наиболее важный среди них – оранжевый пигмент жёлчи билирубин. Он придаёт моче жёлтую окраску.
COOH
H2 C
CH
H3C
O
N
H
H3C
C
H
H2 C
N
H
COOH
CH2 H2C
C
H2
билирубин
H2C
CH2
CH3 H C
3
N
N
C
H
CH
N
O
H
При желтухе продукты разложения гемоглобина накапливаются в крови. Это и вызывает пожелтение кожи.
В конце 70-х годов был разработан метод лечения
раковых опухолей с помощью облучения низкоэнергетическим лазером. Раковые клетки обладают способностью концентрировать некоторые красители-сенсибилизаторы, чувствительные к облучению (от латинского
sensibilis – «чувствительный»). Под кратковременным
действием высокочастотного излучения в таких веществах происходит разрушение связей по свободнорадикальному типу. Образующиеся активные частицы инициируют дальнейшее образование свободных радикалов из веществ, содержащихся в раковых клетках. В
опухолевых тканях развиваются цепные химические
процессы, приводящие к разрушению этих тканей без
повреждения здоровых тканей организма. К первому поколению таких фототоксичных сенсибилизаторов относятся гематопорфирины, в которых несколько порфириновых циклов связаны мостиками, включающими атом
кислорода. При облучении светом с длиной волны 630
нм связи С–О этих мостиков разрываются. Образуются
фотовозбуждённые монопорфирины, вызывающие в конечном итоге некроз раковых клеток.
Что еще можно прочитать
Зернов Н.Г., Поляков В.Е. Железо внутри нас.
«Химия и жизнь», 1975, № 6, с. 32–39.
Клещенко Е. Средство от рака: свет, хлорофилл
и красная кровь. «Химия и жизнь», 1996, № 1
пилотный, с. 50–57.