Сегодня я узнаю, не потратил ли последние четыре месяца впустую. Через пару часов понесу образец на прибор, который покажет, собрал ли я нужную молекулу или получил дорогостоящий мусор. Четыре месяца, семь стадий синтеза и литры кофе — всё сведётся к набору пиков на мониторе.
Меня зовут Александр Сочин, мне 35. Научный сотрудник в институте органической химии. Впервые зашёл в лабораторию студентом третьего курса и как-то с тех пор не вышел. Занимаюсь тонким органическим синтезом: фармацевты, материаловеды или агрохимики рисуют формулу, которая им нужна, а я придумываю, как её получить из того, что реально стоит на полке с реагентами. Иногда получается. Иногда нет. Сегодня узнаем.
Откуда взялась эта молекула
Четыре месяца назад к нам пришёл заказ от фармкомпании. Они нашли фермент, который хотят заблокировать, и на компьютере смоделировали форму молекулы, которая должна в него встроиться. Прислали картинку и написали: «Сделайте». Мы посмотрели и ответили: «Ну, попробуем». Примерно так выглядит начало любого нашего проекта. Никто не говорит «сделаем», все говорят «попробуем». Потому что знают, чем это обычно заканчивается.
Молекула — гетероцикл, кольцо с атомами азота внутри. Звучит пугающе, но вы с такими знакомы: ибупрофен, парацетамол, почти все антибиотики построены на таких кольцах. Наша просто посложнее.
Фокус в том, что целевая молекула не получается за один шаг. Нельзя смешать два реагента и достать из колбы готовый продукт. Берёшь простое вещество из каталога и через цепочку последовательных реакций, стадия за стадией, наращиваешь на нём нужные фрагменты. У нас таких стадий семь. На каждой всё может пойти не туда, и вместо продукта ты получишь «осмолку» — бурую кашу, которую остаётся только вылить в банку с отходами и начать сначала. «Осмолилось» у нас произносят примерно с тем же выражением лица, с каким говорят «у меня телефон в унитаз упал».
Первые три стадии прошли нормально. На четвёртой я завяз на три недели. Менял температуру, растворитель, время. Раз за разом осмолка. На исходе третьей недели от безысходности попробовал другой катализатор и дал реакции лишний час. Сработало. Иногда химия — это наука, а иногда просто перебор вариантов с покерфейсом.
Кстати, это не единственный наш проект. В прошлом году делали фотохромные покрытия для оптики, вещества, которые темнеют на свету. А до этого синтезировали компонент ветеринарного препарата от паразитов у коров. Я тогда всем говорил, что спасаю крупный рогатый скот. Звучало героичнее, чем «синтезирую изоксазолины».
Почему утро начинается не с колб
Каждое утро я первым делом сажусь за компьютер и проверяю свежие публикации. Не из любви к чтению. Полтора года назад группа из Шанхая выложила статью с методом, над которым мы работали семь месяцев. Наш вариант был короче на две стадии и дешевле по катализатору, но это никого не волнует: в науке побеждает тот, кто опубликовал первым.
Завлаб тогда хлопнул меня по плечу: «Ну, зато теперь точно знаем, что идея была верная». Я оценил его выдержку. Сам я месяц после этого разговаривал с людьми сквозь зубы.
Так что сначала мониторинг, потом кофе. Убедился, что никто не обогнал, и можно спокойно идти работать.
До момента истины
На водяной бане с утра стоит колба с обратным холодильником. Внутри булькает жёлтый раствор с палладиевым катализатором. Кросс-сочетание — реакция, которая сшивает два куска будущей молекулы в один. Палладий дорогой, и каждый раз при взвешивании я отчётливо понимаю, что на кончике шпателя лежит несколько тысяч рублей. Если реакция не пойдёт, эти деньги просто исчезнут.
А не пойти она может из-за ерунды. У коллеги однажды трёхдневный эксперимент развалился, потому что кто-то до него полез мокрой пипеткой в общую бутылку с растворителем. Несколько капель воды убили всю реакцию. По меркам нашей лаборатории это тянет на уголовку.
Параллельно весь день чистил вчерашний продукт на колонке. Стеклянная трубка с силикагелем: заливаешь сверху смесь, разные вещества ползут вниз с разной скоростью, ты собираешь их по каплям в пробирки. Тридцать штук, каждую потом проверяешь под УФ-лампой. Друг как-то сказал, что это похоже на рыбалку. Похоже. Только рыба стоит как подержанная иномарка.
Но всё это была подготовка.
Несу на ЯМР
ЯМР, ядерный магнитный резонанс. Тот же принцип, что МРТ в больнице, только вместо человека в магнит едет стеклянная трубочка с моим образцом. Прибор стоит десятки миллионов, он один на весь институт, и к нему бывает очередь по два дня. Сегодня повезло, есть окно.
Стою перед монитором. Спектр загружается.
На экране появляется набор пиков. Каждый пик — сигнал от определённых атомов водорода в молекуле. Вот тут водороды на ароматическом кольце. Рядом — метильная группа. Чуть левее — NH.
Сравниваю с теорией.
Кольцо — есть. Метильная группа — есть. NH — есть. Соотношения правильные.
Примесь процентов на пятнадцать, придётся перекристаллизовывать. Но основной продукт тот, который нужен. Шестая стадия из семи закрыта. Одна осталась.
Четыре месяца не впустую. Я отошёл от прибора, сел за стол и допил холодный кофе, который стоял там с утра. Показался вкусным.
Зачем я завёл канал
Я десять лет отвечаю на одни и те же вопросы. Что написано на этикетке шампуня. Стоит ли крем за пять тысяч своих денег. Можно ли есть продукты с Е-добавками. Правда ли «натуральное» средство для посуды лучше обычного.
Решил, что проще один раз записать, чем объяснять заново каждому второму.
Если есть вопрос про состав чего угодно, пишите в комментариях, разберу.