Язык химии

Изомеры кетонов называются енолами. Название это образовано просто из суффиксов, указывающих на двойную связь («ен») и на спиртовую группу («ол»); это редкий пример слова, в котором нет корня! Двойная связь (со «своим» суффиксом «ен») присутствует также в кетене СН₂=С=О и его производных.

Среди кетонов более сложного строения также много душистых веществ. В качестве примеров можно привести ионон (по‑гречески ion – «фиалка», это омоним греческого причастия «идущий» – см. Ион). В концентрированном виде ионон обладает запахом кедра, а в разбавленном – фиалки. С присутствием ионона частично связан запах свежести только что сорванной малины, а также запах высушенного на солнце сена. При сушке скошенной травы содержащийся в ней каротин расщепляется с образованием ионона. Изомерные гомологи ионона – ироны содержатся в эфирном масле корневища ириса (фиалкового корня). Как известно, цветки ирисов могут быть не только фиолетовыми, но и бледно-голубыми, розовыми, желтыми и даже белыми и черными, а также разноцветными. По-гречески iris – «радуга», так что термины «ирон» и «иридий» в каком‑то смысле имеют общее происхождение.

Рассказ об иононе и ироне будет неполным, если не вспомнить историю, случившуюся в лаборатории немецкого химика-органика, профессора Берлинского университета Иоганна Карла Фердинанда Тимана (1848–1899). Тиман решил синтезировать вещество, придающее запах фиалкам. Этот запах ценился так высоко, что фиалковое масло продавалось по неслыханной цене – несколько тысяч долларов за фунт. И немудрено: чтобы получить фунт лепестков, надо было оборвать 2 тысячи цветков, а для получения фунта фиалкового масла лепестков требовалось 33 тысячи фунтов или 15 тонн! Синтез «фиалковой эссенции» сулил большие доходы. Однако вначале надо было изучить состав фиалкового масла, а на это денег как раз и не было – ведь это только современному химику для анализа достаточно крошечной капельки вещества, а в те времена приходилось работать с большими количествами.

Тогда Тиман решил пойти обходным путем. Он знал, что относительно недорогое эфирное масло из корневищ ириса по запаху напоминает фиалку, недаром эти корневища называют «фиалковым корнем». Тиман сумел выделить из фиалкового корня индивидуальное соединение, которое он назвал ироном – в масле фиалкового корня его содержится от 10 до 15 %. Изучив химические свойства нового вещества, он предложил для него структурную формулу. Из нее следовало, что ирон можно получить искусственно, соединив молекулы цитраля и ацетона. Но когда этот синтез был осуществлен, экспериментатора ждал полный провал: запах продукта не имел ничего общего с ожидаемым. Как выяснилось впоследствии, предложенная Тиманом структура оказалась неверной: в молекуле ирона имеется кольцо из шести атомов углерода, тогда как Тиман считал, что углерод образует линейную цепочку, – потому‑то он и взял в качестве исходного компонента цитраль с линейной цепью. Кроме того, ирон содержит соединенную с кольцом дополнительную метильную группу, которой не было в структуре Тимана. Не удивительно, что продукт конденсации цитраля и ацетона тоже не содержал цикла, а также нужной группы СН₃; это вещество как бы в насмешку назвали псевдоиононом (греч. pseudos означает «ложь»).

Но самое интересное было впереди. Как гласит легенда (а у химиков таких легенд множество, так как никто не стенографирует происходящее в лабораториях), Тиман выбросил продукт неудачного синтеза и попросил ассистента вымыть колбу с остатками вещества. Тот решил ополоснуть колбу соляной кислотой, и тут случилось чудо: лабораторию наполнил восхитительный запах фиалок! Сейчас хорошо известно, что под действием кислот молекулы псевдоионона замыкаются в цикл, образуя «настоящий» ионон. Синтетический ионон с приятным цветочным запахом занял достойное место среди душистых веществ. Кроме того, его используют как промежуточный продукт в синтезе витамина А. Синтетический ирон, выделенный впервые Тиманом, тоже используется в парфюмерии. Тиману принадлежит также первый синтез другого природного пахучего вещества – ванилина (о нем ниже).