Путь героя нынешней статьи необычен даже на фоне остальных великих химиков. Кто из них еще – полунорвежец-полуяпонец? Кто проработал 42 года на одном месте? Кто получил Нобелевскую премию, не имея высшей научной степени? Кто сделал открытие совершенно случайно и потом несильно «поднялся» на нем? Кто стал нобелиатом после 18 лет занятий садоводством и рыбалкой? Только Чарльз Педерсен – человек, открывший краун-эфиры и положивший начало супрамолекулярной химии. Человек, родившийся ровно 118 лет назад.
Чарльз Педерсен
3 октября 1904 года, Пусан, Корея – 26 октября 1989 года, Салем, США
Лауреат Нобелевской премии. Формулировка Нобелевского комитета: «За разработку и применение молекул со структурно-специфическими взаимодействиями с высокой селективностью».
Работая над биографиями великих химиков, видишь, насколько разнятся их пути. Одни совершают открытие почти случайно, другие идут к успеху целенаправленно и напряженно, всю жизнь. Наш нынешний герой – из первых.
Он разительно отличается от коллег, с которыми разделил Нобелевскую премию по химии 1987 года: и Жан-Мари Лен, и Дональд Крам были великими учеными, «глобальными химиками», создателями новых наук и классов соединений. Чарльз Педерсен – совсем другой. Сделав открытие случайно, он честно проработал над ним еще девять лет, а потом отправился на покой. «Я всегда был химиком-практиком и получал удовольствие именно от того, что делаю в лаборатории», – признался Педерсен в Нобелевской лекции. Но обо всем по порядку.
Имя – привычно английское, фамилия – скандинавская, а вот внешность Чарлзу Педерсену досталась отчетливо азиатская. Норвежский морской инженер Бреде Педерсен полюбил японку Такино Ясуи, переехавшую в Корею, чтобы торговать шелком. Молодая семья Педерсенов поселилась на территории под американским управлением и выстраивала жизнь по-американски. Впрочем, теоретически у Чарлза был шанс погибнуть от рук тех же американцев: по иронии судьбы, в Корее не было школ с изучением английского, и несколько лет мальчик учился в японском Нагасаки. Если бы Чарли там и остался, кто знает, пережил ли он бы атомную бомбардировку тремя десятилетиями позже… Но судьба распорядилась иначе, и сперва родители перевезли его в Иокогаму, а когда пришла пора поступать в университет, отец настоял на американском вузе.
Уже в средней школе Чарлз прошел первый курс химии и решил продолжать обучение именно по этой специальности. Его выбор пал на Университет Дейтон в Огайо – в первую очередь потому, что поблизости жили родственники и друзья. Впрочем, когда Педерсен получил степень бакалавра как химик-технолог, стало понятно, что Дейтон для него тесноват. Чарлз отправился в Массачусетский технологический, где защитил степень магистра уже по органической химии.
Все эти годы Педерсена материально поддерживал отец, и молодой химик мечтал получить хорошую работу, чтобы перестать быть ему обузой. Впрочем, с дипломом MIT, а также с двумя специальностями, химика-технолога и химика-органика, найти работу оказалось несложно даже в 1927 году. Вскоре Педерсен устраивается в компанию DuPont, в лабораториях которой и проведет следующие 42 года жизни.
Конечно, первые годы молодому химику давали простые, типичные задачи, и с ними Передсен успешно справлялся. Первой его самостоятельной сложной задачей стало получение жирорастворимого преципитата (осадителя) ионов меди, затем он нашел первый хороший металлический деактиватор нефтепродуктов, позже занялся антиоксидантами.
Структура комплекса эфира 18-краун-6 с ионом калия
Ну а главное открытие Педерсен совершил случайно. В 1960-м он вернулся к координационной химии (с нее начиналась его первая работа – преципитат для меди, который осаждал медь, образуя комплексное соединение). Педерсен стал изучать фенилсодержащие лиганды для комплексов с группой ванадила (VO). И в продуктах одной из реакций наш герой обнаружил неожиданные белые кристаллы. Это и был первый в истории химии краун-эфир – дибензо-18-краун-6.
Что такое краун-эфиры? По своему определению это макрогетероциклы с циклом более 11 атомов, которые содержат минимум 4 гетероатома (как правило, кислород, реже – азот, еще реже – сера). Чем они хороши? Тем, что могут образовывать устойчивые комплексы с ионами щелочных и щелочноземельных металлов, «опоясывая», «коронуя» (отсюда и название) эти ионы. Весь комплекс удерживается как ион-дипольным, так и механическим взаимодействием.
Разные типы краун-эфиров
При этом свойства таких ионов сильно изменяются. К примеру, можно разделять ионы-крауны за счет разницы в размерах полости. Комплексы ионов с краунами можно растворять в органических растворителях (а попробуйте растворить в бензоле поваренную соль!). Мне как органику прекрасно известен «пурпурный бензол» – раствор краун-комплекса перманганата калия в бензоле, прекрасный органический окислитель.
А что же наш герой? Начал снимать сливки с открытия? Ничего подобного. В автобиографии Педерсен пишет: «Еще девять лет я занимался изучением краун-эфиров, а затем покинул DuPont в 1969 году и вышел на пенсию». С тех пор, по его собственным словам, он предавался исключительно рыбалке, садоводству, изучению птиц и поэзии. Воистину, настоящий восточный человек знает, чем нужно заниматься в старости! Кто еще может похвастать, что получил нобелевскую премию после 18 лет занятий рыбалкой?