Великие химики. Том 2 - Манолов К. (книга жизни TXT) 📗
Разговор с Бутлеровым задевал тщеславие Кекуле и Эрленмейера. Ведь они, чувствуя явную несостоятельность теории типов, сами искали новые пути объяснения явлений органической химии и были близки к тому, чтобы выдвинуть представления, аналогичные идеям Бутлерова. И вдруг оказалось, что этот молодой русский ученый сформулировал и блестяще доказал то, что так долго не удавалось им.
Итак, теория заявила свое право на существование [162]. Она требовала дальнейшего развития, и где же, как не в Казани, следовало этим заниматься — ведь там родилась новая теория, там работал ее создатель. Однако обстановка в Казанском университете была тяжелой и неблагоприятной для работы. По старой традиции, возникшей еще во времена Ломоносова, профессора в университете были разделены на две враждующие партии — немецкую и русскую. В этих сложных взаимоотношениях участвовали и студенты. Они устраивали демонстрации против профессоров-иностранцев и аплодировали (несмотря на то, что это строго запрещалось) талантливым русским лекторам. Студенческое движение встревожило правительство. Старый ректор оказался неспособным справиться со всеми этими сложностями, и на его место был назначен Бутлеров, любимец студентов, человек, снискавший уважение среди профессуры.
Для Бутлерова ректорские обязанности казались тяжким и непосильным бременем. Он несколько раз просил освободить его от этой должности, но все его просьбы оставались неудовлетворенными. Заботы не покидали его и дома. Только в саду, занимаясь любимыми цветами, он забывал тревоги и неурядицы прошедшего дня. Он не уставал любоваться камелиями и розами, выращенными собственными руками. Часто вместе с ним в саду работал его сын; Александр Михайлович расспрашивал мальчика о событиях в школе, рассказывал любопытные подробности о цветах.
Несмотря на многочисленные административные обязанности, Бутлеров продолжал теоретическую работу. В лаборатории, оборудованной и модернизированной под его руководством, работали молодые и способные исследователи. Бутлеров ставил перед ними задачи, которые должны были разрешить вопросы, связанные с проблемами изомерии.
— Принимая во внимание порядок связи атомов в молекуле, надо ожидать существования нескольких изомеров у десятков и десятков веществ, — говорил Александр Михайлович Марковникову. — Думаю, вам известны наши с Поповым [163] результаты?
Собеседник утвердительно кивнул головой.
— В сущности, результаты этих исследований полностью отвергают теорию генераторов [164].
— Да, — продолжал Бутлеров. — Метиламилкетон, который мы синтезировали различными способами, обладает одними и теми же свойствами. О чем это говорит? Свойства веществ определяет не способ их получения, а порядок расположения атомов в их молекуле.
— Тогда пропиловый спирт должен образовывать два изомера.
— Правильно, а бутиловый — четыре.
Бутлеров достал лист бумаги и начал писать формулы.
— Прямая углеродная цепь может образовывать изомеры, потому что атом кислорода способен связываться с атомом углерода в конце цепи или в ее середине. А если цепь разветвлена, образуются еще два изомера.
Третий собеседник, Александр Михайлович Зайцев [165], молчал — он был самым молодым из троих и предпочитал слушать. Он учился в Казанском университете и работал в лаборатории под руководством профессора Бутлерова.
— Попытаемся синтезировать эти изомеры. В случае удачи это будет неоспоримым доказательством правильности теории. Что касается методики — обратился Александр Михайлович к Зайцеву, — то, может быть, надо попробовать заместить атом хлора в хлористом ацетиле метиловым радикалом, а потом…
Бутлеров был на правильном пути. Действия диметилцинком на хлористый ацетил, ему удалось впервые в истории химии получить самый простой третичный спирт — третичный бутиловый спирт, или триметилкарбинол. Вскоре после этого в литературе появились сообщения об успешно проведенном синтезе первичного и вторичного бутиловых спиртов.
Ученым был известен изобулитовый спирт еще с 1852 года, когда он был впервые выделен из природного растительного масла.
Теперь уже ни о каком споре и речи быть не могло — существовало четыре различных бутиловых спирта. И все они — изомеры [166].
Какой это был триумф структурной теории! И как счастлив был ее автор. Шел 1863 год — самый счастливый год в жизни великого ученого.
Успех принес ему уверенность, но в то же время поставил перед ним новую, более трудную задачу. Необходимо было применить структурную теорию ко всем реакциям и соединениям органической химии, а главное, написать новый учебник по органической химии, где все явления рассматривались бы с точки зрения новой теории строения. Дело это не терпело отлагательства. Бутлеров ясно сознавал, что задача, стоящая перед, ним, огромна и невероятно сложна. Объяснить свойства и написать формулы всех известных до сего времени органических соединений с точки зрения структурной теории! Он уже делал это в своих лекциях, и его студенты хорошо владели новой теорией, отлично ориентировались в безбрежном океане фактов. Но учебник должен помочь и остальным химикам, уже покинувшим университетскую скамью, усвоить новый подход к познанию химических реакций органических соединений.
Бутлеров работал над учебником почти два года без перерыва. Книга «Введение к полному изучению органической химии» вышла из печати тремя выпусками в 1864–1866 годах. Она не шла ни в какое сравнение ни с одним из известных тогда учебников. Этот вдохновенный труд был откровением Бутлерова — химика, экспериментатора и философа, перестроившего весь накопленный наукой материал по новому принципу — по принципу химического строения.
Книга вызвала настоящую революцию в химической науке. Уже в 1867 году началась работа по ее переводу и изданию на немецком языке. Вскоре после этого вышли издания почти на всех основных европейских языках. По словам немецкого исследователя Виктора Мейера [167], она стала «путеводной звездой в громадном большинстве исследований в области органической химии».
Итак, учебник написан. Огромный груз свалился с плеч ученого.
С тех пор как Александр Михайлович закончил работу над учебником, он все чаще проводил время в Бутлеровке. Даже во время учебного года семья по нескольку раз в неделю наезжала в деревню. Двухлетний Володя целыми днями играл на лугу возле дома. Бутлеров чувствовал здесь себя свободным от забот и целиком отдавался любимым увлечениям — цветам и коллекциям насекомых. Как человека широких интересов, его волновали и вопросы экономики. «Русское хозяйство нерентабельно. Необходимы новые источники доходов. Требуют модернизации сельскохозяйственные работы, нельзя оставлять на таком низком уровне жизнь русского крестьянина».
Бутлеров попытался на практике решать некоторые задачи. Он занялся выведением новых сортов плодовых деревьев, пытаясь улучшить плодоводство, поставить его на научную основу. Скрещивал различные сорта, чтобы получить гибриды.
В укромном уголке сада он установил несколько пчелиных ульев. Пасека была вначале совсем крошечной, но благодаря его заботам начала быстро разрастаться.
— Чтобы разводить пчел, нужны знания и большое умение. Только тогда пчеловодство может стать доходной статьей в хозяйстве, — утверждал ученый и изучал пчел с присущей ему настойчивостью. Увлеченный новыми проблемами, он написал несколько статей о пчеловодстве. Бутлеров уделял большое внимание и популярным статьям по этому вопросу, считая, что они могут иметь важное хозяйственное значение — ведь из них пчеловоды могут получить практические указания и ценные советы.
162
Бутлеров сформулировал основное положение теории химического «троения в 1861 г.: «Химическая натура сложной частицы [молекулы. — Ред.] определяется натурой элементарных составных частей [атомов. — Ред.], количеством их и химическим строением… Каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует здесь определенным количеством принадлежащей ему химической силы (сродства). Я называю химическим строением распределение действия этой силы, вследствие которого химические атомы, непосредственно или посредственно влияя друг на друга, соединяются в химическую частицу» (Соч., т. 1, ук. соч., с. 70). Термин «химическое строение» встречался в литературе и до Бутлерова, но он переосмыслил его и применил для определения нового понятия о порядке межатомных связей в молекулах [см.: Быков Г. В. Вопр. истории естествозн. и техн., вып. 4, 179–181 (1957)].
163
Александр Никифорович Попов (ок. 1840–1881) — русский химик, ученик Бутлерова, с 1869 г. профессор Варшавского университета. Своими ранними работами экспериментально доказал, что все четыре валентности атома углерода тождественны; предложил аналитические методы («правила Попова») определения химического строения кетонов, кислот, спиртов и углеводородов. О Попове см.: Быков Г. В. Тр. Ин-та истории естествозн. и техн., 12, 200–245 (1956); Быков Г. В. История органической химии: Структурная теория, ук. соч., с. 299–300; Волков В. А. и др., ук. соч., с. 401–402.
164
Согласно теории генераторов, образование изомеров объясняется различием исходных веществ и методов получения.
165
Александр Михайлович Зайцев (1841–1910) — известный русский химик, ученик Бутлерова, с 1869 г. профессор химии Казанского университета, с 1885 г. чл.-корр. Петербургской Академии наук, создатель крупной научной школы химиков-органиков. Зайцев был отличным химиком-экспериментатором, почти все его работы в области органической химии посвящены алифатическим соединениям; он разработал ряд новых синтезов предельных и непредельных спиртов при помощи галогеноцинкорганических соединений, первым дал объяснение «реакции Гриньяра», в 1875 г. установил правило отщепления галогена или гидроксила от алкилгалогенидов или спиртов (правило Зайцева). О Зайцеве см.: Арбузов А. Е. Казанская школа химиков. — Казань: Тат. кн. изд-во, 1971; Мусабеков Ю. С, Черняк А. Я., ук. соч., с. 247–252; Ключевич А. С, Быков Г. В. Александр Михайлович Зайцев. 1841–1910. — М.: Наука, 1980; Волков В. А. и др., ук. соч., с. 195.
166
Триумфом теории химического строения органических соединений Бутлерова явилось правильное объяснение на основе этой теории явлений изомерии. В статье «О различных способах объяснения некоторых случаев изомерии» (Соч., т. 1, с. 101–124), опубликованной в 1863 г. на немецком и в 1864 г. на французском языках, Бутлеров сделал вывод: «Если при одинаковом составе вещества отличаются свойствами, то они должны также отличаться и своим химическим строением». Лучшим подтверждением учения Бутлерова об изомерии послужил синтез теоретически предсказанных изомеров (изобутана и изобутипена). Другие синтезы выполнены его учениками Ф. М. Флавицким (1848–1917), А. Н. Вышнеградским (1851–1880) и особенно В. В. Марковниковым, доказавшим в 1865 г. предсказанную теорией изомерию масляных кислот (Соловьев Ю. И. Эволюция основных теоретических проблем химии. — М.: Наука, 1971, с. 197–199).
167
Виктор Мейер (1848–1897) — известный немецкий химик-органик, профессор Высших технических школ в Штутгарте и Цюрихе, университетов в Геттингене и Гейдельберге; впервые получил (в 1872 г.) алифатические нитроуглеводороды и исследовал их свойства, в 1882 г. открыл тиофен и подробно изучил его свойства, открыл реакцию альдегидов в кетонов с гидроксиламином; впервые получил и исследовал оксимы, ввел представления о «пространственных затруднениях» при химических реакциях, в 1888 г. впервые употребил термин «стереохимия», а в 1894 г. — «ониевые соединения». О Мейере см.: Быков Г. В. История органической химии: Открытие, ук. соч., с. 107–108 и др.; Волков В. А. и др., ук. соч., с. 329.
