Выдающиеся химики-органики России

Что касается научных занятий, то условия для них ко времени возвращения Зинина из-за границы были весьма благоприятны: только что было окончено постройкой и оборудовано новое здание химической лаборатории. Одновременно с началом своей профессорской и преподавательской деятельности Зинин энергично принимается за экспериментальные исследования, результаты которых менее чем через год приносят ему мировую славу: он открывает свою знаменитую реакцию превращения ароматических нитросоединений в аминосоединения. Первое сообщение о вновь открытой реакции было напечатано в октябре 1842 г. в «Известиях Академии Наук». В сообщении описывалось превращение нитронафталина и нитробензола в соответствующие аминосоединения, которые Зинин назвал -- первое «нафталидам», второе -- «бензидам». Второе из полученных Зининым соединений -- «бензидам» -- академик Ю. Ф. Фрицше признал за анилин, незадолго до того полученный им из индиго.

Реакция Зинина

Н. Н. Зинин очень скоро понял все огромное значение открытой им реакции и распространил свои исследования на другие ароматические нитропроизводные.

Уже в 1844 г. он опубликовал вторую статью, в которой сообщал о получении им семинафталидама (т. е. нафтилендиамина) и семибензидама (т. е. метафенилендиамина). В следующем, 1845, году Зинин сообщил о получении им «бензаминовой» кислоты (т. е. метааминбензойной кислоты).

Синтез аминобензойной кислоты

Таким образом, этими тремя работами Зинин показал общность открытой им реакции восстановления ароматических нитросоединений в аминосоединения, и с тех пор она вошла в историю химии и в повседневный лабораторный обиход под названием «реакции Зинина». Позднее несколько видоизмененная французским химиком Бешаном «реакция Зинина» была перенесена в промышленность и тем самым положила начало развитию анилино-красочной промышленности.

Несколько позднее Зинин осуществил ряд других замечательных, превращений нитробензола. Так, при действии спиртовой щелочи на нитробензол им впервые был получен азоксибензол; восстановлением азоксибензола -- гидраэобензол, который под действием кислот, как показал Зинин, испытывал замечательную перегруппировку в бензидин.

Научные открытия Зинина представляют классический пример влияния науки на развитие промышленности. Напомню, что бензидин является одним из важнейших промежуточных продуктов анилинокрасочной промышленности.

До работ Зинина, его «бензидам» под различными названиями получался из природных продуктов. Это -- «кристаллин» Унфердобена, полученный им в 1826 г. при перегонке индиго; это -- «цианол» Рунге, выделенный им в1834г. в Бензидин ничтожных, количествах из каменноугольной смолы; это -- «анилин» Фрицше, также полученный путем сложных операций из природной краски индиго. Все эти открытия, сделанные до работ Зинина, не оказали и не могли оказать влияния на зарождение и развитие анилинокрасочной промышленности. Только получение Митчерлихом из. бензола нитробензола и получение Зининым из нитробензола синтетического анилина создали базу для развития анилинокрасочной промышленности, повлекшей за собою развитие фармацевтической промышленности, промышленности взрывчатых веществ, душистых веществ и многих других областей синтетической органической химии.

В 1847 г. Н. Н. Зинин получил предложение занять кафедру в Медико-хирургической академии в Петербурге. После некоторого размышления и колебаний он принял решение о переходе в Петербург. В Петербурге он потратил около трех лет на организацию химической лаборатории и только после этого мог снова приняться за прерванные научные занятия.

Совместно со своим учеником, впоследствии известным термохимиком Н. Н. Бекетовым, Зининым были синтезированы «бензуреид» и «ацетуреид» -- первые представители неизвестного и, как оказалось впоследствии, весьма важного класса моноуреидов. В 1854 г. им был осуществлен синтез летучего горчичного масла.

2 мая 1858 г. Зинин был избран экстраординарным, а 5 ноября 1865 г. ординарным академиком Петербургской Академии Наук. В Академии он был деятельным членом самых разнообразных комиссий, оказывая большую помощь особенно в разрешении вопросов, касающихся познания России. К концу своей научной деятельности он снова возвратился к изучению различных превращений горькоминдального масла и получил между прочим гидробензоин, который в свою очередь легко может быть переведен в бензоин.

Все работы Н. Н. Зинина были напечатаны на немецком и французском языках, за исключением докторской диссертации и работы о некоторых производных лепидина. Это явление объясняется тем, что труды Академии Наук обычно печатались не на русском, а на немецком или французском языке. Три первые и важнейшие работы Зинина о восстановлении нитросоединений в аминосоединения, напечатанные в «Известиях Академии Наук», впервые были переведены на русский язык лишь в 1942 г. по случаю 100-летия открытия анилина и напечатаны в журнале «Успехи химии» за 1943 г. (т. XII, вып. 2).

В обширной и плодотворной научной деятельности Зинина особого внимания заслуживает то, что все сложнейшие превращения веществ, группирующиеся вокруг бензойного альдегида, превращения, которые во всех деталях не распутаны и в настоящее время, открывались и изучались им в те далекие времена, когда не существовало теории химического строения. Приходилось проникать в область неизвестного главным образом с помощью «химического чутья», того качества ученого-химика, которое и до сих пор еще в значительной мере сохраняет свою силу для органика-синтетика.

Большое значение в развитии химической науки в нашей стране имела научно-общественная деятельность Зинина, развернувшаяся в начале 60-х годов в Петербурге. Это было время великих сдвигов и пробуждения самосознания в жизни русского общества. Зинин не оставался в стороне от общего движения. Это мощное движение коснулось самых различных сторон науки и искусства, в том числе и развития химического образования в нашей стране.

По инициативе нескольких выдающихся химиков-общественников, к которым, прежде всего надо отнести П.А. Ильенкова, Н. Н. Соколова и А. Н. Энгельгардта, в Петербурге в течение 1854/55 г. образовался первый химический кружок. Первые собрания этого кружка происходили на частной квартире Ильенкова. Кроме упомянутых лиц, деятельное участие в кружке принимали Ю. Ф. Фрицше, Л. Н. Шишков, Н. Н. Бекетов и Н. Н. Зинин. Кружок просуществовал около двух лет, но затем, отчасти под давлением извне, должен был прекратить свое существование.

Второй химический кружок был организован в 1857 г. по инициативе Н. Н. Соколова и А. Н. Энгельгардта. Кружок имел целью придти на помощь все возрастающему стремлению широких кругов общества поближе ознакомиться с успехами химической науки. Полагая, что для разрешения столь; трудной задачи наиболее действительным средством могло бы быть лишь непосредственное ознакомление, путем опытов, Соколов и Энгельгардт устроили у себя на квартире по Галерной улице, частную химическую лабораторию («публичную»), подобную той, какую основали в Париже в 1851 г. знаменитые реформаторы органической химии, французские ученые Лоран и Жерар. Цель этих замечательных в истории химии начинаний была одна и та же: предоставить возможность всем желающим ознакомиться с успехами химии производить опыты, при единственном условии, чтобы «это делалось без стеснения других». Успех лаборатории Н. Н. Соколова и А. Н. Энгельгардта превзошел все ожидания. Совершенно понятно, что такое частное учреждение, как химическая лаборатория, хотя бы по причинам материального характера, долго просуществовать не могло. И действительно, уже в 1860 г., т.е. через три года после основания, деятельность лаборатории была прекращена, а все оборудование было пожертвовано Петербургскому университету, чем и было положено начало прилично обставленной лаборатории университета. Н. Н. Зинин и в этом втором кружке принимал самое деятельное участие. Почти одновременно с организацией второго химического кружка и химической лаборатории неутомимые пионеры развития в русском обществе химического образования решили издавать первое в России периодическое химическое издание под названием: «Химический журнал Н. Н. Соколова и А. Н. Энгельгардта». Основной целью журнала было: «доставить занимающимся химией в России удобство следить за современным развитием науки и совершенно ясно его понимать». Первый выпуск журнала вышел в 1859 г. Вся эта замечательная страница из истории развития химической науки в России знаменовала начало ее расцвета. Жизнь химического кружка била ключом, число его участников настолько разрослось, что появилась настоятельная потребность в организации настоящего химического общества. В конце декабря 1867 г. и в начале января 1868 г. в Петербурге состоялся Первый Всероссийский съезд естествоиспытателей и врачей. В вечернем заседании съезда 3 января 1868 г. члены химического отделения, по предложению Н. А. Меншуткина, решили ходатайствовать перед правительством об учреждении Русского химического общества. Ходатайство было удовлетворено, Русское химическое общество было утверждено министром народного просвещения 26 октября 1868 г.

К первому заседанию вновь утвержденного общества, состоявшемуся 6 ноября, записалось; 47 членов, в числе которых был и Н. Н. Зинин. На этом заседании были заслушаны первые научные сообщения; в конце заседания от имени молодого Общества была выражена благодарность Н. А. Меншуткину и Д. И. Менделееву, как особо потрудившимся в деле его организации.

На следующем заседании, состоявшемся 5 декабря 1868 г.. Н. Н. Зинин был единогласно избран первым президентом Общества; делопроизводителем и редактором журнала Общества был избран Н. А. Меншуткин, казначеем Г. А. Шмидт. В качестве президента молодого Общества Н, Н. Зинин нес огромную и важную работу, председательствуя в очередных заседаниях, постоянно участвуя в многочисленных комиссиях, особенно по вопросам технико-химических изобретений и приложения химии к промышленности.

В звании президента Русского химического общества Зинин пробыл бессменно в течение 10 лет. В 1878 г. оканчивался второй пятилетний срок пребывания Н. Н. Зинина на посту президента. Несмотря на просьбы, он на этот раз отказался от дальнейшего несения высокого, но трудного президентского поста. Это было за два года до его смерти.

Н. Н. Зинин скончался 6 февраля 1880 г., на 68-м году жизни.

Подводя итог научной деятельности Н. Н. Зинина и его влияния на развитие русской органической химии, следует сказать, что благодаря его замечательным научным открытиям русская химическая наука встала на один уровень с западноевропейской.

Президент немецкого Химического общества, знаменитый химик и основатель немецкой анилинокрасочной промышленности А. В. Гофман в заседании Химического общества 8 марта 1880 г. произнес речь, в которой ярко охарактеризовал значение работ Н. Н. Зинина. «Сегодня я должен сообщить собранию,-- сказал Гофман,-- о кончине одного из славных старейших химиков,-- личности, которая имела значительное и продолжительное влияние на развитие органической химии. Я позволю себе напомнить только об одном открытии Зинина, составившем эпоху,-- о превращении нитротел в анилины... Щелочи, описанные Зининым под названием бензидама и нафталидама,-- те вещества, которые играют ныне столь важную роль, как анилин и нафтиламин. Тогда, конечно, нельзя было предвидеть, какая огромная будущность предстояла изящному способу превращения, описанному в упомянутой статье. Никто не мог предугадать, как часто и с каким успехом этот важный процесс будет прилагаться к изучению бесконечных превращений органических веществ, никому и в ум не приходило, что новый способ получения анилинов сделается со временем основанием могущественной отрасли промышленности». «Если бы Зинин,-- сказал в заключение Гофман,-- не сделал ничего более, кроме превращения нитробензола в анилин, то и тогда его имя осталось бы записанным золотыми буквами в истории химии».

Великое значение Н. Н. Зинина в развитии органической химии заключается также в том, что он не только организовал в Казанском университете правильные практические занятия по органической химии, но и впервые в истории русской химии сумел своим примером и энтузиазмом привлечь выдающихся молодых людей к научным исследованиям в области органической химии, тем самым подготовив почву для создания впоследствии знаменитой казанской школы химиков. Достаточно сказать, что одним из первых учеников Зинина в Казани был А. М. Бутлеров, который, наряду с Д. И. Менделеевым, составляет славу и гордость русской науки.

Александр Михайлович Бутлеров (1828--1886)

Совершенно исключительна по своему значению для развития мировой химической науки научная деятельность А. М. Бутлерова. Поэтому и самая личность А. М. Бутлерова заслуживает особого внимания и рассмотрения.

А. М. Бутлеров родился 25 августа 1828 г. в г. Чистополе, Казанской губернии. На одиннадцатый день после рождения Бутлеров лишился матери, и ребенка взяли на воспитание его дедушка и бабушка -- Стрелковы. Детство Бутлерова протекало в деревне Подлееная-Шантала, Чистопольского уезда, в имении Стрелковых, среди девственной лесной природы, что, несомненно, было главной причиной его страстного стремления к занятию естественными науками. Отец Бутлерова был добрый, но слабохарактерный человек и почти не принимал участия в воспитании сына. Однако, когда маленький Бутлеров стал обучаться грамоте и другим предметам, отец постоянно повторял ему, что он сам должен пробивать себе дорогу.

Восьми лет мальчик был отдан в Казань в частный пансион, а затем перешел в четвертый класс 1-й Казанской гимназии, которую окончил в 1844 г. шестнадцати лет. В этом же году А. М. Бутлеров поступил на естественное отделение физико-математического факультета Казанского университета. Ввиду молодости он не был принят в число штатных студентов, а только допущен к слушанию лекций и потому пробыл на первом курсе два года.

Первые годы своего пребывания в университете Бутлеров сильно увлекался ботаникой, зоологией, особенно энтомологией. Для собирания коллекций он совершал частые экскурсии в окрестности Казани.

Летом 1847 г. А. М. Бутлеров вместе с профессором минералогии П. И. Вагнером отправился в большую экспедицию в киргизские степи. Девятнадцатилетний юноша показал себя широко образованным и наблюдательным натуралистом, о чем свидетельствует его дневник, который он вел самым аккуратным образом. Во время экспедиции Бутлеров заболел брюшным тифом. В почти безнадежном состоянии он был привезен Вагнером в Симбирск, куда спешно был вызван из Казани отец. Молодой организм поборол болезнь, но отец заразился от сына и умер. Таким образом, Бутлеров, как и Н. Н. Зинин, остался один, без родителей. Оправившись от болезни и горя, Бутлеров некоторое время продолжал увлекаться ботаникой и зоологией. Однако лекции Клауса и Зинина изменили его планы. Он окончательно решил посвятить себя химии. Увлекаясь всем новым, он обращал вначале свое внимание на внешнюю сторону химических явлений. По рассказам профессора зоологии Н. П. Вагнера (известного также своими сказками под псевдонимом Кота-Мурлыки), Бутлеров любил приготовлять красивые кристаллические вещества, производить эффектные опыты с горением, а по окончании семестра и студенческих экзаменов пускал фейерверки. Но постепенно его занятия химией приняли более осмысленный и систематический характер, чему, несомненно, способствовали его знаменитые учителя -- Клаус и Зинин. Впоследствии сам Бутлеров в своих воспоминаниях о Н. Н. Зинине писал: «Глубокий, живой и оригинальный ум Зинина, соединенный с необыкновенной беспритязательностью и приветливостью в обращении, всюду влек к нему молодежь, преданную науке. Клаус и Зинин были замечательными экспериментаторами, и несомненно, что под руководством таких учителей Бутлеров уже на студенческой скамье получил основательную лабораторную подготовку, чего нельзя было сказать о теоретической стороне его научных занятий. В чем состояли лабораторные занятия Бутлерова после переезда Зинина в Петербург, не известно. Университет он окончил в 1849 г. со степенью кандидата за представленное им сочинение,-- как это ни кажется странным в настоящее время,-- не по химии, а по зоологии на тему: «Дневные бабочки волго-уральской фауны».

В следующем году Клаус представил Бутлерова к оставлению при университете для подготовки к профессорскому званию. Это представление энергично поддержали факультет и Совет университета.

Осенью того же, 1850, года А. М. Бутлеров успешно сдал магистерский экзамен, и в начале 1851 г. представил в факультет свою первую диссертацию «Об окислении органических соединений», после защиты которой он был избран в Совете университета адъюнктом и сделался штатным преподавателем университета. Предполагавшаяся заграничная командировка А. М. Бутлерова не состоялась. В 1852 г. Клаус перешел в Дерпт и на 23-летнего адъюнкта легла вся тяжесть преподавания химии. В 1854 г. А. М. Бутлеров блестяще сдал при Московском университете докторский экзамен и защитил на степень док-гора химии диссертацию «Об эфирных маслах».

После защиты диссертации в научной жизни Бутлерова случилось одно очень важное событие. Из Москвы он поехал в Петербург повидаться и поговорить о химических вопросах со своим учителем Н. Н. Зининым. В своих химических воззрениях Зинин в это время прочно стоял на основах учения Лорана и Жерара. По поводу этой встречи и ее результатов Бутлеров впоследствии рассказывал: «Непродолжительных бесед с Н. Н. Зининым в это мое пребывание в Петербурге было достаточно, чтобы время это стало эпохой в моем научном развитии. Н. Н. указал мне на значение учения Лорана и Жерара… и советовал руководствоваться в преподавании системой Жерара. Я последовал этим советам...».

В 1857 г. А. М. Бутлеров получает годичную командировку за границу и в течение года посещает все лучшие европейские лаборатории Германии, Франции, Англии, Швейцарии, Италии. Большую часть времени он провел в Париже, который был в то время центром химической науки. Главным моментом в заграничной поездке А. М. Бутлерова надо считать, однако, не его знакомства с лабораториями и лабораторной техникой, а его встречи и непосредственное общение с виднейшими представителями химической науки. Владея в совершенстве европейскими языками,. Бутлеров не только знакомился, но и вступал в, продолжительные беседы, а иногда и научные споры с такими выдающимися химиками, как Вюрц, Кольбе, Кекуле, Бунзен, Эрленмейер. Бутлеров поехал за границу не только с солидным запасом знаний по химии и всей доступной ему химической' литературы, но и с огромным запасом здоровой научной критики его молодого и ясного ума. По возвращении из-за границы Бутлеров прежде всего занялся основательным переустройством университетской лаборатории. А тут было что переустроить. В лаборатории не было газа, все химические операции производились на спиртовых лампах. Органический анализ производился на печи, обогреваемой древесным углем. Бутлеров хлопочет об устройстве небольшого газогенератора внутри самой лаборатории. Правление отпускает необходимые средства, и в течение самого короткого времени газогенератор сооружается; он помещается под лестницей, ведущей во второй этаж: здания. Газовыми мастерами и рабочими нанимаются два отставных солдата. «Кто знает, что значит взрыв газа,-- замечает в своих воспоминаниях но этому поводу В. В. Марковников, -- тот согласится, что мы работали как бы на вулкане».

Переоборудовав лабораторию, Бутлеров с необыкновенной энергией принимается за экспериментальные работы и в течение короткого срока выпускает ряд первоклассных исследований. Прежде всего он успешно продолжает свои исследования над получением и изучением свойств и превращений йодистого метилена, полученного им в лаборатории Вюрца в Париже.

В 1859 г. Бутлеров открывает полимер формальдегида и дает ему название «диоксиметилен» (по-современному триоксиметилен ([--CH2O--]3) ). Действием аммиака на диоксиметилен Бутлеров получает весьма интересное, сложного состава вещество, которому он дает название «гексаметилентетрамин». Гексаметилентетрамин, под названием «уротропина», до настоящего времени находит обширное применение в медицине как антиподагрическое средство, для дезинфекции мочевых путей и для лечения многих других болезней.

В 1861 г. Бутлеров делает замечательное в истории химии открытие, а именно: при действии известкового раствора на диоксиметилен он впервые получает путем синтеза сахаристое вещество, которое он называет «метиленитаном». Гексаметилентетрамин Этим синтезом он как бы завершает ряд синтезов классиков органической химии:

Велер синтезирует щавелевую, кислоту (1826) и мочевину (1828), Кольбе -- уксусную кислоту (1848), Вертело --жиры (1854) и, наконец, Бутлеров -- сахар (1861). В том же году, по соображениям теоретического порядка, Бутлеров пытается отнять йод от йодистого метилена с целью получения свободного метилена; но вместо метилена он получает этилен -- факт огромной важности для интерпретации строения непредельных органических соединений.

Уже этих, кратко перечисленных открытий было бы достаточно, чтобы имя Бутлерова навсегда осталось в истории химии как первоклассного синтетика. Однако все эти работы -- лишь вступление к его обширной и замечательной научной деятельности.

Одновременно с развертыванием таланта Бутлерова как первоклассного экспериментатора пробуждается его гений теоретика. Он подвергает критике господствующие в то время в области изучения органических соединений теорию типов и теорию замещений и приходит к заключению, что они уже не вмещают всего фактического материала.

В то же время на Западе блестящие идеи Кекуле и Коупера о четырехвалентной природе углеродного атома и о способности углеродных атомов целеобразно соединяться друг с другом как бы повисли в воздухе. Кекуле, после' того как он высказал некоторые основные положения теории химического строения, придавал этим высказываниям и положениям второстепенное значение и еще долгое время находился во власти идей Жерара. Достаточно сказать, что в своем известном учебнике химии Кекуле, в согласии с учением Жерара, допускает для каждого химического соединения несколько рациональных формул. Коупер, отвергнув теорию типов Жерара и исходя из положений, до некоторой степени противоположных взглядам Кекуле, также приходит к ряду основных положений теории химического строения и даже пишет многие формулы строения, очень похожие на современные (принимая атомный вес кислорода равным 8); однако в дальнейшем он не развивает своих взглядов. И только у Бутлерова созревает идея о химическом строении органических соединении во всем ее объеме. Его теоретические размышления принимают вполне законченную форму, и он приходит к выводу о необходимости обменяться своими новыми взглядами с учеными Запада

Не без труда он получает вторую заграничную командировку и в 1861 г. вновь посещает лучшие лаборатории Германии, Бельгии и Франции.

19 сентября 1861 г. на съезде немецких врачей и натуралистов в городе Шпейере Бутлеров делает свой знаменитый доклад «О химическом строении тел». Он развивает в совершенно законченной форме новые взгляды на строение органических соединений и впервые предлагает ввести в химическую науку термин «химическая структура», или «химическое строение», подразумевая под этим распределение сил химического сродства, или, иначе, распределение связей отдельных атомов, образующих химическую частицу. Доклад Бутлерова и его новые взгляды на строение органических соединений были холодно приняты немецкими химиками, за исключением отдельных лиц, из которых прежде всего надо упомянуть Эрленмейера, позднее Вислиценуса. Приведем наиболее замечательное место из доклада А. М. Бутлерова: «Если попытаться теперь определить химическое строение веществ и если нам удастся выразить его нашими формулами, то формулы эти будут хотя еще не вполне, но до известной степени настоящими рациональными формулами. Для каждого тела возможна будет в этом смысле лишь одна рациональная формула, и когда создадутся известные общие законы зависимости химических свойств тела от их химического строения, то подобная формула будет выражением всех его свойств».

Сколь ни точна была только что приведенная формулировка Бутлерова относительно связи химических свойств тел с их строением, фактическое положение этого основного вопроса теории химического строения было далеко не ясным. Дело в том, что в то время считалось твердо установленным, что для соединения состава С2Н6 возможно существование изомеров. Считали, что один из них был получен Франкландом и Кольбе при действии металлического калия на нитрил уксусной кислоты, другой -- Франкландом при действии цинка и воды на йодистый этил. Теория типов без труда объясняла эти удивительные факты: оба соединения должны быть отнесены к типу водорода, причем первое соединение трактовалось как двузамещенное типа водорода и представляло диметил, второе соединение являлось одно замещенным типа водорода и должно было рассматриваться как водородистый этил.

По теории химического строения, развиваемой Бутлеровым, соединению состава С2Н6 отвечает только одна формула строения, и таким образом оказывалось, что как будто факты противоречат новой теории. Несомненно, что отчасти это и было причиной скептического отношения немецких химиков к докладу Бутлерова в Шпейере, а быть может, в еще большей степени вообще слабое развитие техники исследования.

Научное кредо Бутлерова прежде всего заключалось в том, что для обобщения и объяснения фактического материала необходимы теории, однако факты, тем более новые факты не должны принудительным или искусственным образом втискиваться в теоретические представления, сколь бы совершенными эти представления ни казались. Поэтому Бутлеров искал выхода для объяснения фактов, противоречащих его теории химического строения, а именно он сделал предположение: 1) что четыре «пая» (т. е. валентности) углеродного атома расположены в виде плоскостей тетраэдра и 2) что эти паи различны. В таком случае легко можно было объяснить наличие двух изомеров этана. Позднее известный немецкий химик К. Шорлеммер, друг К. Маркса и Ф. Энгельса, путем тщательных исследований доказал, что «водородистый этил» и «диметил» -- одно и то же соединение.

Здесь важно отметить, что Бутлеров впервые в истории химии высказал предположение о возможности тетраэдрического строения соединений углеродного атома с четырьмя заместителями, причем представление Бутлерова не было каким-либо развитием взглядов Пастера о «молекулярной диссимметрии» и о тетраэдрическом строении оптически деятельных молекул.

Позднее Кекуле построил «шаровую» тетраэдрическую модель углеродного атома. «Думаю,-- говорит по этому поводу известный комментатор трудов Бутлерова, проф. А. И. Горбов,-- что приоритет тетраэдрической модели углеродного атома должен остаться за Бутлеровым». Не довольствуясь развитием положений теории химического строения Бутлеров приходит к заключению, что для успеха нового учения необходимо получение новых фактов, из него вытекающих. Поэтому, вскоре после возвращения в Казань, он приступает к обширным экспериментальным исследованиям, главнейшим результатом которых прежде всего явился знаменитый бутлеровский синтез триметилкарбинола -- первого представителя третичных спиртов. Этот синтез положил начало, можно сказать, бесконечному ряду синтезов, которые, модифицируясь и трансформируясь, восходят до наших дней.

Синтез триметилкарбинола

Молодые химики настоящего времени вряд ли в состоянии представить себе, какие экспериментальные трудности приходилось преодолевать при разработке этих синтезов в тех условиях, в которых работал Бутлеров, когда в лаборатории не было настоящей тяги, когда зачастую не было .подходящей посуды, когда все приходилось делать самому: и самовозгорающиеся при малейшей оплошности цинкорганические соединения, и удушающий газ фосген, и многое другое. Получение Бутлеровым неизвестного класса третичных спиртов, предсказанных теорией химического строения, имело, несомненно, громадное значение для укрепления и признания нового учения. Правда, существование трех классов спиртов было предсказано еще Кольбе на основании своеобразной теории замещения, однако его блестящие предсказания и их фактическое подтверждение не могли защитить позиций Кольбе. Наоборот, получение триметилкарбинола для укрепления теории химического строения имело почти такое же значение, как открытие неизвестных, предсказанных Менделеевым элементов для укрепления и признания периодического закона. За первым синтезом триметилкарбинола последовал ряд исследований над механизмом вновь открытой реакции получения третичных спиртов, равно как и получение новых представителей третичных спиртов. В этот же период наибольшего развития своего таланта Бутлеров приступил к изданию своего знаменитого учебника «Введение к полному изучению органической химии». Первый выпуск этого учебника вышел в 1864 г., все издание было закончено в 1866 г.

Вслед за изданием «Введения» на русском языке последовал его перевод на немецкий язык. Перевод был сделан преподавателем Казанского земледельческого училища Решем и издан в Лейпциге в 1867 г. Появление «Введения» на немецком языке способствовало распространению среди зарубежных химиков взглядов Бутлерова, ибо «Введение» представляло собою первый случай в мировой химической литературе, когда теория химического строения была последовательно проведена через все важнейшие классы органических соединений. Эрнст фон Мейер, известный автор «Истории химии», по поводу «Введения» и роли Бутлерова в развитии теории химического строения высказался так: «Бутлеров оказал особенно сильное влияние своим «Учебником органической химии», вышедшим на немецком языке в 1868 г.». Замечательно, что эти слова были сказаны долголетним сотрудником Кольбе, который оставался противником взглядов Бутлерова до конца своих дней. Все рассмотренные нами капитальные теоретические и экспериментальные труды Бутлерова относятся к казанскому периоду его деятельности.

В августе 1867 г. А. М. Бутлеров отправился в третий раз за границу, где он занялся поправлением своего здоровья и редактированием немецкого издания «Введения».

В мае 1868 г., по предложению и мотивированному представлению Д. И. Менделеева, Бутлеров был избран ординарным профессором Петербургского университета. Бутлеров на это предложение ответил согласием. Из-за границы Бутлеров вернулся в августе и до декабря того же, 1868, года оставался в Казани, заканчивая преподавание.

После переезда в Петербург Бутлеров прежде всего занялся переустройством университетской лаборатории и с присущей ему энергией скоро наладил в ней ряд экспериментальных работ, являющихся продолжением казанских. В то же время он принял самое деятельное участие во вновь учрежденном Русском химическом обществе и в заседании 6 февраля 1869 г. был избран членом Общества. В начале 1869 г. произошло важное событие в истории развития русской химической науки: 10 февраля только что учрежденное Русское химическое общество получило от Главного управления по делам печати разрешение на издание без предварительной цензуры «Журнала Русского химического общества». Таким образом, русские химики получили, наконец, возможность публиковать научные исследования в своем периодическом печатном органе. В первом, небольшом по объему томе молодого журнала, вышедшем под редакцией Н. А. Меншуткина, было опубликовано 36 оригинальных работ русских химиков, в том числе знаменитая статья Д. И. Менделеева «Соотношение свойств с атомным весом элементов» и две статьи А. М. Бутлерова: «О хлористом метилене» и «О бутилене из бутильного алкоголя брожения».

В 1870 г. Бутлеров был избран адъюнктом Академии Наук, в следующем году экстраординарным академиком, а в 1874 г. ординарным академиком-Одновременно Бутлеров состоял профессором Высших женских курсов и принимал самое горячее участие в развитии и укреплении высшего женского образования. В 70-х годах А. М. Бутлеров приступает к продолжению начатых еще в Казани работ над непредельными углеводородами. Эти работы генетически связаны с его первыми работами над изучением свойств йодистого метилена и синтезированными им третичными спиртами. Особенно замечательны его работы: «Об изодибутилене» (1877), «Об изотрибутилене», изучение действия фтористого бора на полимеризацию непредельных углеводородов, особенно пропилена, и многие другие. В то же время Бутлеров не перестает развивать и совершенствовать теорию химического строения; таковы, например, его статьи: «Современное значение теории химического строения» (1879) и «Химическое строение и теория замещения» (1882 и 1885).

Кипучая научная и общественная деятельность А. М. Бутлерова оборвалась внезапно. 5 августа (ст. ст.) 1886 г. Бутлеров скончался 58 лет отроду в деревне Бутлеровке, Спасского уезда, Казанской губернии, где и похоронен.

Химическая наука и русская общественность понесли тягчайшую утрату. Значение научной и педагогической деятельности А. М. Бутлерова огромно.

А. М. Бутлеров -- не только один из основоположников того научного направления в области органической химии, которое вот уже в течение почти 90 лет служит неиссякаемым источником бесконечного ряда открытий, в равной мере имеющих и теоретическое и практическое значение, А. М. Бутлеров -- родоначальник казанской бутлеровской школы химиков, распространившей свое влияние, можно смело сказать, на все научные центры, на все необъятное пространство нашей великой страны. Без всякого преувеличения еще раз можно повторить, что казанская химическая лаборатория, где А. М. Бутлеров производил свои наиболее замечательные теоретические и экспериментальные исследования, поистине является колыбелью русской органической школы химии.

Александр Михайлович Зайцев (1841--1910)

Преемником А. М. Бутлерова в Казани по кафедре органической химии был А. М. Зайцев. А. М. Зайцев продолжал поддерживать и развивать лучшие традиции своего учителя. Научная и педагогическая деятельность его сыграла огромную роль в деле развития бутлеровской школы и бутлеровского направления в химии.

Александр Михайлович Зайцев родился в г. Казани 20 июня 1841г. в купеческой семье Михаила Саввича Зайцева. Мать А. М. Зайцева -- Наталия Васильевна Ляпунова. Отец А. М. Зайцева хотел направить сына по торговой части, но дядя будущего химика, Михаил Васильевич Ляпунов, убедил отдать мальчика в гимназию и в дальнейшем принимал большое участие в воспитании племянника.

А. М. Зайцев окончил 2-ю Казанскую гимназию в 1858 г. по отделению законоведов. М. В. Ляпунов лично подготовил племянника по латинскому языку, которого, как «законовед», не проходил А. М. Зайцев в гимназии, но экзамен по которому необходимо было сдать для поступления в университет.

Сдав экзамен по латинскому языку, А. М. Зайцев поступил на камеральное отделение юридического факультета Казанского университета. В университете Зайцев стал увлекаться химией, несомненно под влиянием Бутлерова, талант которого как ученого и как преподавателя развернулся к этому времени во всю ширь. Университет А. М. Зайцев окончил в 1862 г. В этом же году он отправился на собственный счет за границу для продолжения своего химического образования. Два года он работал в Марбурге под руководством Г. Кольбе. С августа 1864 г. по апрель 1865 г. он провел в Париже, где работал в лаборатории Медицинской школы под руководством А. Вюрца. Последний семестр своего пребывания за границей А. М. Зайцев снова провел в лаборатории Кольбе.

Первые работы А. М. Зайцева по химии носят явные признаки пребывания их автора за границей. Кандидатская диссертация «Об окисях тиоэфиров» и магистерская «О действии азотной кислоты на некоторые органические соединения двуэквивалентной серы и о новом ряде органических сернистых соединений, полученных при этой реакции», выполнены на темы Г. Кольбе. В Казань А. М. Зайцев возвратился в 1865 г. После защиты в 1868 г. магистерской диссертации, вскоре после перехода Бутлерова в Петербург, А. М. Зайцев был избран в марте 1869 г. Советом университета доцентом по кафедре химии. В это же время А. М. Зайцев энергично работал и подготовлял свою докторскую диссертацию на тему бутлеровского направления -- «О новом способе превращения жирных кислот в соответствующие им алкоголи. Нормальный бутильный алкоголь и превращение его во вторичный бутильный алкоголь», которую и защитил в 1870 г. при Казанском университете. В ноябре того же, 1870, года Зайцев утверждается экстраординарным, а через год ординарным профессором по кафедре химии, которую и занимал почти в течение 40 лет до самой смерти (19 августа 1910 г.).

Русские химики высоко ценили научные заслуги А. М. Зайцева. В течение ряда лет он неоднократно был избираем членом Совета Отделения химии. С 1904 г. он председатель Отделения и Совета Отделения химии, а с 1905 г., продолжая состоять председателем Отделения и Совета Отделения химии, он -- президент Русского физико-химического общества. В 1885 г. А. М. Зайцев был избран членом-корреспондентом Академии Наук. В последние годы деятельности ему было предложено: Академией высшее ученое звание академика, но Александр Михайлович, всегда отличавшийся необычайной скромностью, отклонил почетное предложение, не желая расставаться с казанской лабораторией. Значение научной и научно-педагогической деятельности А. М. Зайцева для развития органической химии очень велико и прежде всего определяется чрезвычайным развитием и усовершенствованием бутлеровских синтезов. Работы Зайцева в этом направлении привели к разработке методов получения спиртов различных классов, вошедших в историю химии под названием «зайцевских спиртов» и «зайцевских синтезов». Все эти работы являются классическими, их главная цель--укрепление теории химического строения. Большое теоретическое значение имеют также работы А. М. Зайцева о порядке присоединения элементов галоидоводородных кислот к непредельным углеводородам и изучение обратной реакции отщепления галоидоводородных кислот. Эти фундаментальные вопросы органической химии, впервые со всей определенностью выдвинутые В. В. Марковниковым, нужно отнести к категории наиболее интересных и трудных для понимания химических процессов. Эмпирические правила, которые были установлены в результате работ Марковникова и Зайцева, носят в нашей науке название «правила Марковникова -- Зайцева». Достаточно сказать, что подобного рода реакции, освещающие темную область явлений изомеризации, изучались Марковниковым и Зайцевым в те далекие времена, когда еще не существовало электронных представлений, в свете которых все эти реакции и превращения деятельно изучаются в настоящее время.

Отщепление водорода по правилу Зайцева

Обширные работы лаборатории А. М. Зайцева были посвящены многоатомным спиртам и окисям. Генетически связаны с синтезами спиртов реакции получения непредельных кислот, оксикислот и лактонов. Интересный класс органических соединений-- лактоны -- был открыт А. М. Зайцевым в 1873 г.

Большое значение для химии высших жирных кислот и в связи с этим для развития жировой промышленности имеют работы А. М. Зайцева и его учеников над высшими Лактон непредельными кислотами и высшими оксикислотами.

Не менее велика также роль А. М. Зайцева в создании зайцевской школы химиков как преемственного развития бутлеровской школы. Из лаборатории Зайцева вышло более 150 работ, выполненных как им лично, так и его многочисленными учениками на его темы и под его руководством. Число учеников А. М. Зайцева огромно; в этом отношении Александр Михайлович занимает в истории русской химии едва ли не первое место. В списке его учеников, работы которых напечатаны в «Журнале Русского физико-химического общества», числится 72 химика. Многие из них впоследствии стали выдающимися учеными и заняли кафедры в различных высших учебных заведениях России. Из числа наиболее известных учеников Зайцева прежде всего надо назвать Е. Е. Вагнера, И. И. Канонникова, С. Н. Реформатского, А. Н. Реформатского, А. А. Альбицкого, В. И. Сорокина и многих других.

Александр Ерминингельдович Арбузов. ( 1877-1968 г)

А. Е. Арбузов родился 30 августа 1877г. в селе Арбузовом-Баране, Казанской губернии. По окончании 1-й Казанской классической гимназии Е 1896 г. А. Е. Арбузов поступил на естественное отделение физико-математического факультета Казанского университета. По окончании университета в 1900 г. он был представлен проф. А. М. Зайцевым профессорским стипендиатом по кафедре органической химии. Однако еще до утверждения он занял, по представлению проф. Ф. М. Флавицкого, должность ассистента при кафедре органической химии и химического сельскохозяйственного анализа в НовоАлександрийском институте сельского хозяйства и лесоводства. Еще будучи студентом Казанского университета, А. Е.Арбузов выполнил в лаборатории А. М. Зайцева, под его руководством, свою первую научную работу «Об аллилметилфенилкарбиноле», замечательную тем, что в ней впервые синтетическое применение цинкоорганических соединений, открытое Бутлеровым и широко разработанное его учениками и особенно Зайцевым, претворено в магнийорганический синтез, практически одновременно с разработкой магнийорганического синтеза Гриньяром. Эта работа была напечатана в «Журнале Русского химического общества» в 1901 г.

В 1905 г. он защитил при Казанском университете магистерскую диссертацию «О строении фосфористой кислоты и ее производных». В этой работе, тема которой была навеяна чтением «Основ химии» Д. И. Менделеева, А. Е. Арбузов впервые получил в чистом виде эфиры фосфористой кислоты, открыл явление их каталитической изомеризации в эфиры алкилфосфиновых кислот и нашел специальную реакцию для соединений трехвалентного фосфора -- образование комплексных соединений с галоидными солями закиси меди.

химический русский ломоносов бородин

Получение полного фосфористого эфира

Перегруппировка Арбузова

Эта работа А. Е. Арбузова была удостоена Русским физико-химическим обществом премии им. Зинина и Воскресенского.

В 1906 г. А. Е. Арбузов был избран на кафедру органической химии и химического сельскохозяйственного анализа Ново-Александрийского института сельского хозяйства и лесоводства, а в 1911 г. избран по всероссийскому конкурсу на кафедру органической химии Казанского университета, освободившуюся после смерти его учителя А. М. Зайцева.

В 1914 г. А. Е. Арбузов защитил при Казанском университете докторскую диссертацию «О явлениях катализа в области превращений некоторых соединений фосфора». В этой работе он обобщил и продолжил наметившиеся еще в магистерской работе открытия, широко исследовав установленное им явление превращения эфиров кислот трехвалентного фосфора под влиянием галоидных алкилов в эфиры кислот пятивалентного фосфора.

Явление «арбузовской изомеризации» приобрело фундаментальное значение в химии фосфорорганических соединений, открыв новые синтетические возможности, широко использованные самим А. Е. Арбузовым, его учениками и последователями и не исчерпанные и по сию пору. Без преувеличения можно сказать, что арбузовская изомеризация стала столбовой дорогой синтеза в ряду фосфорорганичеоких соединений.

В этот период А. Е. Арбузов плодотворно работал в области эфиров сернистой кислоты, химии индола, термохимии (соединения эфира с бромом) и был занят также физико-химическими исследованиями в области кислотного катализа ацеталей кетонов. Ныне химики постоянно пользуются методами Арбузова для получения гомологов индола, ацеталей, кетонов, алкоголятов натрия и др. Однако фосфорорганические соединения и в дальнейшем продолжали привлекать основное внимание А. Е. Арбузова. Он исследовал молекулярные рефракции и молекулярные объемы фосфорорганических соединений, много работал над получением фосфорорганических соединений с асимметрическим атомом фосфора. Совместно со своим сыном Б. А. Арбузовым он исследовал строение обладающего замечательными свойствами хлорангидрида

Бойда. Большое внимание А. Е. Арбузов уделил исследованию свойств и реакций металлических производных диалкиловых эфиров фосфонуксусной кислоты, где им установлены отношения таутомерии, подобные отношениям в натрмалоновом или натрацетоуксусном эфире, и даны методы синтеза фосфорорганических соединений, основанные на использовании этих свойств. Эти исследования привели его, с одной стороны, к изучению явления таутомерии вообще, а с другой -- дали возможность открыть новый, очень изящный способ получения свободных радикалов. Наглядность этого способа столь велика, что по почину А. Е. Арбузова он широко применяется для демонстрации на лекциях. После классических исследований А. Михаэлиса, А. Е. Арбузов столь основательно развил этот раздел химии, что в настоящее время химия фосфорорганических соединений по своей разработанности, по открытому многообразию форм может быть поставлена на один уровень с химией органических соединений мышьяка или серы.

Подобно классикам русской химии А. Е. Арбузов много сил уделил исследованию отечественных источников органических соединений. Но если внимание его предшественников и современников было привлечено к нефти, то А. Е. Арбузов сосредоточил его на русских скипидарах и смолах хвойных.

Он разработал новый метод подсочки хвойных, дающий возможность получать смолу хвойных растений в наименее измененном виде. В широких исследованиях, проведенных близ Казани, на Раифской лесной даче, им было открыто, что в системе смоляных ходов хвойных существует давление порядка 2--3 атм. Использовав мощные дефлегмационные колонки собственной конструкции и физико-химический метод исследования Дармуа-Дюпона, А. Е. и Б. А. Арбузовы исчерпывающе выяснили состав и свойства русских скипидаров. Исследования А. Е. Арбузова--образцовые в этой области. Следует отметить, что в проведении этих исследований, равно как и в других, А. Е. Арбузову очень помогало то, что он в совершенстве изучил стеклодувное искусство. Являясь виртуозом стеклодувом-художником, А. Е. Арбузов создал собственные конструкции химических приборов, некоторые из которых, как, например, колба Арбузова, получили широкое распространение в химических лабораториях.

Особого упоминания заслуживает роль А. Е. Арбузова как хранителя традиций русской химии. Живо интересуясь историей русской химии и являясь одним из представителей казанской школы химиков, А. Е. Арбузов ревностно собирает и хранит документы и реликвии этой школ. Эти материалы и изустные предания, хранящиеся в его памяти, трудно переоценить. Колба Арбузова В период первой мировой войны А. Е. Арбузов много занимался практической деятельностью, организовав в Казани ряд химико-фармацевтических производств.

Из учеников А. Е. Арбузова необходимо в первую очередь отметить его сына, крупного химика-органика, профессора Казанского университета, члена-корр. Академии Наук СССР Б. А. Арбузова, профессора Казанского химико-технологического института Гильма Камая, проф. Пищимуку и целое поколение талантливых молодых научны работников-химиков, ныне работающих с А. Е. и Б. А. Арбузовыми.

Второй этап развития Петербургского химического центра

Александр Иванович Горбов (1859--1939)

Большое значение для развития русской химической науки, и в том числе органической химии, имела выдающаяся научная и литературная деятельность русского ученого А. И. Горбова ученика и многолетнего сотрудника А. М. Бутлерова и Д. И. Менделеева.

Александр Иванович Горбов родился 11 мая 1859 г. в Москве. В 1878 г. он окончил с золотою медалью Орловскую гимназию, а в 1883г. Петербургский университет со степенью кандидата химических наук. По предложению А. М. Бутлерова он был оставлен при университете.

В течение 1881--1885 гг. А. И. Горбов работал под руководством А. М. Бутлерова сначала в университетской лаборатории, а затем в лаборатории Академии Наук.

С 1886 г. Горбов заведовал качественным анализом в университете и одновременно был в постоянном научном общении с Д. И. Менделеевым. С

1894 г. А. И. Горбов заведовал химической лабораторией Николаевской инженерной академии, в стенах которой протекала его профессорская и преподавательская деятельность. В качестве руководителя лаборатории Горбов вместе с проф. И. Г. Малюгой принял деятельное участие в теоретической и практической разработке вопроса о получении бетона и других вяжущих материалов, необходимых для долговременных фортификационных сооружений. Он принимал также деятельное участие в разработке вопроса о получении дешевого водорода для военных целей. Первый способ получения водорода действием алюминия на едкий натр, предложенный А. И. Горбовым, был принят Главным инженерным управлением Военного министерства России, второй способ был реализован Сименсом и Шуккертом в Германии и третий -- проф. Жобером во Франции. По инициативе А. И. Горбова былпоставлен вопрос о получении для военных целей азотной кислоты. Он принимал также заметное участие в разрешении многих других важных вопросов, интересующих военно-инженерное ведомство.

Научная деятельность А. И. Горбова началась еще в студенческие годы, когда он издал специальный курс, читанный Н. Н. Любавиным: «Глицины и амиды угольной кислоты, не содержащие серы».

Наибольшей известностью из области органической химии пользовалась работа А. И. Горбова «Кислоты окси- и гидроокситетровые». Однако главное значение А. И. Горбова в деле развития химической науки заключается в прекрасных статьях его по вопросам теоретической химии и истории химии. Таковы, например, статьи: «О пространственном расположении атомов в частицах органических соединений и о способе определения его в непредельных геометрических изомерах»; «А. М. Бутлеров и химическое строение». В этой замечательной историко-критической статье о Бутлерове, А. И. Горбов с предельной научной объективностью, ясностью и точностью интерпретирования исторических фактов показывает значение и роль А. М. Бутлерова в создании теории химического строения органических соединений.

До сего времени еще недостаточно оценены широкими химическими кругами его замечательные статьи в «Энциклопедическом словаре Брокгауза и Эфрона». Эти статьи, составляющие в общей сложности солидный труд, объемом около 300 страниц убористого текста, написаны главным образом по истории развития теоретических воззрений в органической химии. Положительно можно утверждать, что статьи Горбова: «Радикал», «Унитарная теория», «Изомерия», «Химическое строение», «Стереоизомерия» и многие другие по ясности и исторической точности излагаемого материала, который он всегда черпал из первоисточников, не уступают, а во многом и превосходят труды таких широко известных историков химии, как Г. Копп, А. Ладенбург, Э. фон Мейер и Н. А. Меншуткин.

В течение более чем 50 лет А. И. Горбов принимал активное участие в жизни Русского химического общества, занимая должности библиотекаря, казначея и делопроизводителя Общества. Он был одним из организаторов «Журнала прикладной химии» и до самой смерти состоял бессменным его редактором.