Те­ма 10. Развитие медико-биологического направления в медицине и фармации. Фармация в XVIII – XIX веках.

XVIII – XIX века характеризуются развитием капитализма. Первые зачатки капиталистического производства появились в XIV и XV вв. в отдельных городах средиземного моря, в Англии, Франции. В конце XVIII – начале XIX века в связи с дальнейшим ростом мировой торговли и роста потребностей рынка, а также стремлением капиталистов к извлечению прибыли в первую очередь в Англии, начинается промышленный переворот, переход к крупному фабричному производству.

Период утверждения капитализма связан с усилением материалистического направления в науке, особенно в естествознании. Наука к тому времени накопила огромный запас фактического материала. Научным исследованиям и практическому исполь­зованию научных открытий содействовали Академии наук, созданные в развитых европейских странах. Научные изобретения имели непосредственное практическое значение, отвечали интересам и запросам развивающегося капитализма. Под влиянием развивающихся промышленных нужд получает развитие химия, открываются новые факты, уже не укладывающиеся в рамки алхимических и ятрохимических представлений. Так, например, раньше считалось, что в организмах животных и растений, какой-то неизвестной «силой» создаётся сахар, крахмал, белки и другие слож­ные соединения. Это означало то, что органические веще­ства не могут быть получены или синтезированы в лабо­ратории. Некоторые ученые сомневались даже в том, под­чиняются ли органические соединения химическим закономерностям. Но в 1828 году Велер синтезировал мочевину и этим доказал возможность получения в лабораторных условиях соединений, которые считались специфически­ми продуктами деятельности живых существ.

Фридрих Вёлер (31.07.1800 г. – 23.09.1882 г.) – немецкий химик, по образованию врач. Изучал химию у Л. Гмелина в Гейдельберге и И. Берцелиуса в Стокгольме. С 1831 г. профессор технической школы в Касселе; с 1836 г. до конца жизни профессор университета в Гёттингене; с 1853 г. иностранный член-корреспондент Петербургской АН. В 1822 г. Велер открыл циановую кислоту HOCN.

В 1824 г., желая приготовить цианово-кислый аммоний NH₄CNO, Велер получил бесцветное кристаллическое вещество, которое не давало ни одной из реакций на аммоний и циановую кислоту. В 1828 г. установил, что оно по составу и свойствам тождественно с мочевиной. Таким образом, Велер впервые синтезировал из неорганического веществ органическое соединение и тем самым нанёс удар распространённому виталистическому учению о так называемой жизненной силе. Однако синтез мочевины долгое время оставался единичным фактом и не мог поколебать веру в жизненную силу. Окончательное падение учения о жизненной силе в химии произошло только в 1860-х гг. благодаря синтезам французского химика Бертло.

В 1832 г. Ф. Велер и Ю. Либих, изучая производные «горькоминдального» масла, показали, что радикал бензоил C₇H₅O без изменений переходит из одного соединения в другое, чем сильно укрепили теорию радикалов. Велеру принадлежат и другие работы в области органической химии: исследование мочевой кислоты и её производных (совместно с Либихом, 1838 г.), получение диэтилтеллура (1840 г.) и гидрохинона (1844 г.), исследование алкалоидов опия (1844 г.). Из работ Велера в области неорганической химии известны: получение алюминия нагреванием хлористого алюминия с калием (1827 г.), получение подобным же путём бериллия и иттрия (1828 г.), получение фосфора накаливанием смеси фосфорно-кислого кальция с углём и песком (1829 г.), получение кремния и его соединений с водородом и с хлором (1856-58 г.), нитридов кремния и титана (1857-58 г.), карбида кальция и действием на него воды ацетилена (1862 г.). Велер создал большую научную школу и написал учебные руководства, пользовавшиеся широким распространением.

На смену алхимии и ятрохимии приходит во второй половине XVIII века новая теория Флогистона.

Флогистон (от греч. phlogistós – воспламеняемый, горючий) – в представлениях химиков 18 века гипотетическое начало горючести. Согласно учению о Флогистоне, все горючие вещества (дерево, масла) и неблагородные металлы (медь, железо, свинец, олово) состоят из Флогистона, выделяемого при горении или обжиге, и золы («окалины», «извести»). Несмотря на ошибочность, учение о Флогистоне сыграло значительную роль в становлении химии как науки; оно впервые «... обобщило множество реакций (окисления), и это было уже очень важным шагом в науке» (Менделеев Д.И.

Создателями этой теории явились Иоганн Бехер и Георг Шталь, которые при помощи этой теории пытались объяснить явления горения и окисления.

Иоганн Иоахим Бехер (6.05.1635 г. – 1682 г.) – немецкий химик и врач. В книге «Подземная физика» (1669 г.) высказал мысль, что все минеральные тела, в частности, металлы состоят из трёх «земель»: стеклующейся; горючей, или жирной; летучей, или ртутной. Кроме того, в качестве начала Бехер признавал воду. Он считал начала не отвлечёнными принципами, а вещественными элементами. По мнению Бехера, металлы при обжигании и горючие тела при горении теряют «горячую землю», т.е. ошибочно считал эти процессы реакциями разложения, а не соединения. В конце 17 – начале 18 вв. взгляды Бехера послужили Г.Э. Шталю основой для создания теории флогистона.

Георг Эрнст Шталь (21.10.1659 г. – 14.05.1734 г. – немецкий врач и химик. Окончил медицинский факультет Йенского университета (1683 г.); профессор там же. Профессор университета в Галле (с 1694 г.). Лейб-медик прусского короля (с 1716 г.). Развивая воззрения И.И. Бехера, сформулировал (впервые в 1697 г., подробно в 1703 г.) теорию флогистона. Эта теория, объединявшая многочисленные сведения о процессах восстановления, горения и обжига, получила широкое распространение в 18 в. Работы по исследованию газов и труды А. Лавуазье опровергли теорию Шталя. В своих работах по физиологии Шталь выступал виталистом, развивая реакционное учение – анимизм (термин введён Шталем: Анимизм (от лат. anima, animus - душа, дух) – вера в существование душ и духов, т.е. фантастических, сверхъестественных, сверхчувственных образов, которые в религиозном сознании представляются действующими во всей мёртвой и живой природе агентами, управляющими всеми предметами и явлениями материального мира, включая и человека).

Процесс горения объясняли распадом и считали, что только сложные тела могут гореть, т.к. содержат один общий «принцип», который Шталь назвал флогистоном; при горении флогистон выделяется, остается другая составная часть тела. В изолированном виде флогистон не был известен. Теория флогистона получила широкое распространение, содействовала развитию химии, что благоприятно влияло и на фармацию, развитие которой в свою очередь способствовало прогрессу химии. Среди многочисленных ученых последователей этой теории мы встречаем плеяду фармацевтов, сделавших ряд блестящих открытий в химии и фармации.

Особого внимания заслуживает Карл Шееле.

Карл Вильгельм Шееле (9.12.1742 г. - 21.05.1786 г. – шведский химик, член Королевской шведской АН (1775 г.). По образованию и профессии фармацевт. Работал в аптеках различных городов Швеции, где и проводил химические исследования (с 1757 г.).

Шееле открыл многие неорганические и органические вещества. Показал, что пиролюзит (природная двуокись марганца), считавшийся разновидностью магнитного железняка, - соединение неизвестного металла (1774 г.). Получил хлор (действием на пиролюзит соляной кислоты при нагревании, 1774 г.); глицерин (действием свинцового глёта на раститительные и животные жиры); из природных минералов молибденита и тунгстена (шеелита) – соответственно молибденовый (1778 г.) и вольфрамовый (1781 г.) ангидриды. Открыл тетрафторид кремния (1771 г.), окись бария (1774 г.), мышьяковистый водород (1775 г.), ряд кислот: винную (1769 г.), кремнефтористоводородную и фтористоводородную (1771 г.), мышьяковую (1775 г.), щавелевую (1776 г.), молочную (1780 г.), синильную (1782 г.) и др. Обнаружил способность свежепрокалённого древесного угля поглощать газы (1777 г., одновременно с Ф. Фонтана). В труде «Химический трактат о воздухе и огне» Шееле описал получение и свойства «огненного воздуха» и указал, что атмосферный воздух состоит из двух «видов воздуха»: «огненного» - кислорода и «флогистированного» - азота. Однако приоритет открытия кислорода принадлежит Дж. Пристли (1774), т.к. труд Шееле был опубликован только в 1777 году.

К. Шееле уже с детских лет увлекался лекарственными травами. Решив посвятить свою жизнь фармации, Шееле начал обуче­ние в частной школе в родном городе Штральзунде, потом переехал в Гетеборг, где в одной из аптек освоил основы фар­мации. Он изучал труды Н. Лемери, Г. Шталя, К. Неймана, И. Кункеля. Работал в аптеках различных городов Швеции.

В 1770 году Шееле переехал в Упсалу, где в университете работали ученые: ботаник Карл Линней и химик Торберн Бергман. Бергман и Шееле стали друзьями, что дало возможность аптекарю печатать сообщения о результатах своих исследова­ний в «Трудах Шведской Академии наук».

Несмотря на крот­кий и несколько нелюдимый характер, Шееле за свои боль­шие научные заслуги получил много наград: уже в 32 года он был удостоен звания члена Стокгольмской академии наук, хотя был всего лишь аптекарским помощником. Купил аптеку в г. Чепинге, где и проводил огромную научно-исследовательскую работу, отклоняя предложения, поступающие из крупных городов и из-за границы.

Интенсивная, непрерывная работа в примитивных условиях, работа с веществами, крайняя ядовитость которых ему была неизвестна – фтористые соли, цианистые и мышъяковистые соединения, широкое использование в работе органолептического метода, очень распространенного тогда среди фармацевтов, быстро подорвали его здоровье и на 44 году жизни он умер.

Карл Шееле считается основоположником фитохимии, т.к.он получил ряд веществ, специфических длякаждого отдельного растения.

Несмотря на прогрессивное значение теории флогистона, следует отметить, что она игнорировала значение весовых отношений, изучая лишь качественную сторону явлений.

Впервые сложность теории флогистона доказал М.В. Ломоносов.

Михаил Васильевич Ломоносов [8(19).11.1711 г. – 4(15).4.1765 г.] – первый русский учёный-естествоиспытатель мирового значения, человек энциклопедических знаний, разносторонних интересов и способностей, один из основоположников физической химии, поэт, заложивший основы современного русского литературного языка, художник, историк, поборник отечественного просвещения и развития самостоятельной русской науки.

М.В. Ломоносов родился в деревне Денисовка Куростровской волости около села Холмогоры (Архангельской губернии) в семье крестьянина-помора Василия Дорофеевича Ломоносова, занимавшегося морским промыслом на собственных судах. Стремясь получить образование, Ломоносов в декабре 1730 г. покинул дом отца и отправился в Москву. Выдав себя за сына дворянина, в январе 1731 г. он поступил в московскую Славяно-греко-латинскую академию при Заиконоспасском монастыре. В 1735 г. в числе наиболее отличившихся учеников Ломоносов был послан в Петербург для зачисления в Академический университет, а в 1736 г. командирован в Германию для обучения химии и металлургии. Он учился сначала в Марбургском университете под наблюдением и руководством известного физика и философа Х. Вольфа, а затем во Фрейберге у химика и металлурга И. Генкеля. За границей Ломоносов пробыл до 1741 г. и вскоре по возвращении был назначен адъюнктом АН по физическому классу, а в августе 1745 г. стал первым русским, избранным на должность профессора (академика) химии.

Научную деятельность М.В. Ломоносова можно разделить на три периода: до создания лаборатории он в основном занимался химическими и физическими исследованиями, с 1748 г. проводил преимущественно химические работы, а с 1753 г. до конца жизни – в самых различных областях естественных и прикладных наук.

На протяжении всей жизни М.В. Ломоносов был инициатором самых разнообразных научных, технических и культурных мероприятий, направленных на развитие производительных сил России и имевших первостепенное государственное значение. Однако в условиях феодально-крепостного строя многие его «государственные помыслы» не могли быть осуществлены. В последние годы жизни, его научные работы были оценены за пределами России. Он был избран почётным членом Шведской АН (1760 г.), а затем почётным членом Болонской АН (1764 г.).

Весной 1765 г. Ломоносов простудился и 4(15) апреля скончался; он похоронен на Лазаревском кладбище Александро-Невской лавры в Ленинграде.

Научные исследования Ломоносова по химии и физике основывались на представлениях об атомно-молекулярном строении вещества и, таким образом, продолжали то направление, которое развивалось в 17 веке, прежде всего Р. Бойлем. М.В. Ломоносов полагал, что всем свойствам вещества можно дать исчерпывающее объяснение с помощью представления о различных чисто механических движениях корпускул, в свою очередь состоящих из атомов. Таким образом, в теории Ломоносова не вводятся материи огня, света, теплоты и другие специфические материи (за исключением заполняющего всё пространство эфира). Эта концепция в основном противоречила общепринятым неверным представлениям 18 века. Характерно, что молекулярно-кинетическая теория теплоты, успешно развивавшаяся ещё в 17 веке и разрабатывавшаяся в начале 18 века Д. Бернулли, была совершенно оставлена современниками Ломоносова в пользу теории теплорода. В своём произведении «Размышления о причине теплоты и холода» (1744 г.) Ломоносов, тщательно проанализировав имевшийся опытный материал, привёл веские аргументы против теории теплорода. Он пришёл к предположению, что теплота обусловлена вращательными движениями частиц вещества. Эта гипотеза была в 19 веке использована в первоначальных попытках построения кинетической теории газов.

Чтобы убедиться в несостоятельности господствовавшего в ту эпоху учения об «огненной материи», Ломоносов подверг проверке опыт Бойля, который, прокалив на огне запаянный сосуд, содержавший металл, обнаружил увеличение веса вскрытого сосуда и приписал это проникновению сквозь стекло «огненной материи» (флогистона). Повторив опыт Бойля, но, не вскрывая сосуда после нагревания, Ломоносов убедился, что «... славного Роберта Бойля мнение ложно, ибо без пропущения внешнего воздуха вес сожженного металла остается в одной мере». И в отличие от химиков своего времени, Ломоносов исключил «огненную материю» из числа химических агентов. Обнаружив далее, что образовавшаяся в запаянном сосуде окалина обладает большим весом, чем исходный металл, Ломоносов попытался прокаливать металл в сосудах, «из которых был вытянут воздух». Но несовершенство насосов того времени не позволило Ломоносову фактически получить вакуум и экспериментально раскрыть природу процессов горения и образования окалин.

Научное творчество Ломоносова и его жизненный путь служат предметом исследований многих учёных.

В 40-х годах XVIII века Ломоносов произвел ряд опытов, которые опровергли теорию флогистона, однако это открытие Ломоносова оказалось похороненным в архивах. Поэтому на протяжении более 100 лет считалось и до сих пор считается, что теорию флогистона опроверг Лавуазье. Он пришел к аналогичным выводам почти через 30 лет после Ломоносова. Теория кислорода быстро завоевала всеобщее признание и послужила могучим толчком к развитию научных мыслей.

Антуан Лоран Лавуазье (26.08.1743 г. – 8.05.1794 г.) – французский химик, член Парижской АН. Окончил юридический факультет Парижского университета; одновременно изучал естественные науки, особенно физику и химию. В 1766 г. за изыскание наилучшего способа освещения улиц получил от Парижской АН золотую медаль. В 1768 – 1791 г.г., будучи членом организации финансистов, бравшей на откуп государственные налоги, Лавуазье приобрёл большое состояние, часть которого израсходовал на устройство лаборатории и на научные исследования. В 1794 г. Лавуазье был казнён по приговору революционного трибунала.

Работы Лавуазье способствовали преобразованию химии в науку, основанную на точных измерениях; он систематически прилагал количественные методы, в особенности точное взвешивание, к исследованию химических превращений. Руководствуясь законом сохранения массы, опроверг ошибочную гипотезу флогистона. В 1772 – 1777 г.г. рядом точных опытов показал сложность состава атмосферного воздуха и впервые правильно истолковал явления горения и обжигания как процессы соединения веществ с кислородом. Этого вывода не смогли сделать английский учёный Дж. Пристли и шведский химик К. Шееле, несмотря на то, что они открыли кислород раньше, чем Лавуазье. Лавуазье и французский военный инженер Ж. Мёнье показали, что вода – соединение водорода и кислорода (1783 г.); они же синтезировали воду из кислорода и водорода (1785 г.). Установление сложности состава воды нанесло гипотезе флогистона окончательный удар. Учение Лавуазье поддержали французские математики П. Лаплас и Г. Монж, а также французские химики К. Бертолле, Л. Гитон де Морво и А. Фуркруа. В 1786 – 87 г.г. Лавуазье и названные химики разработали проект рациональной химической номенклатуры, которая вскоре стала общепринятой. Её основные принципы сохранились до нашего времени. В 1789 г. совместно с др. французскими учёными основал журнал «Анналы химии» («Annales de chimie») — одно из первых химических периодических изданий.

В 1789 году опубликовал «Начальный учебник химии», где химия определялась как наука о составе веществ, об их анализе; вещества, которые в то время не могли быть разложены, Лавуазье назвал простыми. В их число он включил все известные в конце 18 в. неметаллы, металлы, а также «земли» и радикалы. Он отнёс к простым веществам и гипотетические «невесомые начала», или флюиды, - «свет» и «теплород».

Созданное Лавуазье направление привело к открытию новых веществ и к экспериментальному обоснованию стехиометрических законов, что подготовило почву для окончательного введения в химию атомизма. К началу 19 в. воззрения Лавуазье получили общее признание.

А. Лавуазье – один из основателей термохимии. В 1783 г. Лавуазье и Лаплас описали сконструированный ими ледяной калориметр и сделали первые определения теплот горения ряда веществ; они пришли к выводу, что теплота разложения соединения равна теплоте его образования. Лавуазье показал (1777 г.), что при дыхании поглощается кислород и образуется углекислый газ, т.е. процесс дыхания подобен горению; в 1783 – 84 г.г. Лавуазье и Лаплас установили, что этот процесс для животных является главным источником теплоты. Лавуазье был сторонником материалистических взглядов мыслителей эпохи Просвещения.

Гениальный Лавуазье обогатил бы науку еще большими славными открытиями. В мае 1794 г. вследствие жалобы на Лавуазье, его обвинили в должностном преступлении (дело в том, что Лавуазье был сторонником конституционной монархии и это ложное обвинение было лишь поводом расправиться с ним) и приговорили к смертной казни, несмотря на то, что он просил отсрочки, чтобы привести в порядок дела и издать свои работы – ему было отказано и к величайшему ужасу и негодованию всей Европы – его гильотинировали 8 мая 1794 г. Так погиб к позору Франции ее доблестный гражданин, величайший ученый, краса и гордость XVIII столетия, погиб жертвой зависти, мелочной злобы, личного недоброжелательства и диких разнузданных страстей.

Профессор Тихомиров на курсе фармации, который он читал в Московском университете, сказал, что именно к судьбе Лавуазье можно отнести строчки Шиллера, которые в переводе звучат так: «Опасно пробуждать льва, губительны зубы тигра, но величайшим из ужасов все же остается безумие самого человека».

Толчок, данный Лавуазье научному развитию химии имел плодотворные последствия и для фармации, придав практической деятельности аптекарей более осмысленный и научный характер: так в 1795 г. в Эрфурте был основан знаменитый фармацевтический институт, научная деятельность которого продолжалась до 1828 года. Во Франции правительством были основаны фармацевтические школы для подготовки научно образованных аптекарей.