Выдающиеся химики-органики России

Н. Д. Зелинским совместно с учениками опубликовано около 500 научных статей и сообщений, из которых более половины относится к дореволюционному периоду, обнимающему собою промежуток времени более 30 лет.

Многие исследования его имеют одинаково большое значение как теоретическое, так и практическое. К таким работам прежде всего надо отнести работы по пирогенетической ароматизации нефти, а также по каталитической ароматизации нафтенов; сюда же примыкают работы по бензинизации нефтей.

Совместно со Г. Л. Стадниковым в 1906 году Зелинским была открыта реакция синтеза аминокислот, в которой в качестве исходных компонентов используются карбонильные соединения.

Реакция Стадникова-Зелинского

Особенно интересны и глубоки по содержанию исследования Зелинского с сотрудниками в области гидрогенизационного и дегидрогенизационного катализа, а также исследования особых случаев сопряженного гидрогенизационно-дегидрогенизационного катализа -- замечательных химических превращений, которым Зелинский дал. название «необратимого катализа».

«Необратимый катализ» Зелинского

Наряду с напряженной научной деятельностью Н. Д. Зелинский ведет не менее интенсивную общественную и общественно-педагогическую работу. Под последней подразумевается его деятельность по организации различных научно-педагогических учреждений. Таково участие Зелинского в организации в Москве в конце 90-х годов Высших женских курсов, в 1917 г. преобразованных во 2-й Московский университет; его участие в организации Народного университета им. Шанявского и т. д.

Н. Д. Зелинский -- один из наиболее деятельных членов Русского физико-химического общества, Московского общества испытателей природы, Общества любителей естествознания, антропологии и этнографии, Общества содействия успехам опытных наук и их практических применений им. X. С. Леденцова; был активным членом Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева и многих других научных организаций.

В последние годы Н. Д. Зелинский состоял президентом Московского общества испытателей природы.

Все это ярко свидетельствует о том, что в лице Н. Д. Зелинского мы имели выдающегося ученого химика-общественника, обширная деятельность которого имела огромное значение для развития в нашей стране химической науки и особенно органической химии.

Лев Александрович Чугаев. (1873--1922)

Л. А. Чугаев широко известен у нас и за границей как первоклассный органик-синтетик -- автор прекрасного ксантогенного метода получения непредельных малостойких (лабильных) углеводородов, особенно из группы терпенов. Еще большую известность приобрел Л. А. Чугаев как выдающийся представитель координационного учения в области химии комплексных соединений. Чугаев не только обогатил этот своеобразный отдел химии («органическую химию в миниатюре», как выражался он сам) огромным и интереснейшим экспериментальным материалом, но и сумел дать собственное оригинальное направление в дальнейшем развитии глубочайшей идеи координационной теории, предложенной знаменитым швейцарским химиком Вернером.

Лев Александрович Чугаев блестяще окончил естественное отделение физико-математического факультета Московского университета и в 1903 г. защитил при Московском университете на степень магистра химии диссертацию «Исследования в области терпенов и камфоры». В 1906 г. он защитил докторскую диссертацию «Исследования в области комплексных соединений (М., 1906).

С 1904 г. Л. А. Чугаев -- профессор Высшего технического училища в Москве; в 1908 г., по предложению физико-математического факультета Петербургского университета, он занял кафедру неорганической химии Петербургского университета.

Переходя к рассмотрению его научного наследия, остановимся прежде всего на его магистерской диссертации.

Получение нестойких, легко изомеризующихся углеводородов, особенно представителей терпеновой группы, имеет длинную и поучительную историю. Десятки первоклассных химиков стремились выработать такой метод получения непредельных углеводородов, который гарантировал бы отсутствие перегруппировок во всех стадиях того или иного синтеза. Однако надежного метода найти не удалось. Это и понятно: химия таких отделов органической химии, как химия терпенов, необычайно разрослась и во многих отделах была полна противоречий.

Классическим примером в этом отношении может служить химия ментена, который, казалось, с большой легкостью может быть получен из доступного природного спирта -- ментола. Однако различными исследователями получены до десяти ментенов, индивидуальность которых не подтвердилась. Л. А. Чугаев вырабатывает метод превращения спиртов в углеводороды, переходя через ксантогеновые эфиры.

Его тщательные исследования показали, что термическое разложение эфиров ментилксантогеновой кислоты -- наиболее надежный метод получения индивидуального тена. «Ксантогеновый метод,-- пишет он в диссертации,-- привел к открытию нового типа терпенов с температурой кипения около 150°». В дальнейшем им было показано, что ксантогеновый метод может быть с успехом применен для получения непредельных углеводородов с открытыми цепями.

Реакция Чугаева ( ксантогенная реакция )

В этой же диссертационной работе Чугаев с исчерпывающей полнотой подвергает рассмотрению 31 формулу строения камфоры и, в соответствии с новыми собственными экспериментальными данными, приходит к выводу, что единственная формула строения камфоры, отвечающая ее физическим и химическим свойствам, это -- вторая формула Бредта. Этот вывод его имел важное значение, потому что в то время еще не все химики признавали формулу Бредта.

Л. А. Чугаев очень много и успешно занимался также вопросами соотношения различных физико-химических и особенно оптических свойств органических соединений с их строением; таков, например, вопрос о зависимости величины молекулярного вращения и положения соединения в гомологическом ряду («правило Чугаева») и другие. Им же изучены в систематических исследованиях случаи аномальной вращательной дисперсии. Все это -- новые тропинки и пути в темной области связи физических свойств органических соединений с их строением.

Начиная с 1905 г., Чугаев все более и более увлекается химией комплексных соединений к немалому огорчению органиков. Однако научная объективность заставляет признать, что в области изучения комплексных соединений им получены еще более ценные результаты. Органическая химия в настоящее время проникает в Камфора химию почти всех элементов периодической системы двумя главными путями: первый путь -- это химия металло-, или, шире формулируя, химия элементоорганических соединений, второй путь идет через химию комплексных соединений. Не переставая быть органиком, Чугаев пошел по второму пути. Огромная эрудиция его в области органической химии позволила быстро наметить пути, ведущие в малоисследованную страну комплексных соединений.

В 1905 г. Чугаев открывает свойство а-диоксимов давать с металлами VIII группы прочные, хорошо кристаллизующиеся комплексы, каковы комплексы а-диоксимов с Ni, Рt, Рd, Fe, Со; с этих пор начинаются его замечательные успехи в области применения и развития координационной теории А. Вернера.

Л. А. Чугаев был изумительным экспериментатором, работоспособность его была колоссальна, и потому нет ничего удивительного, что его сообщения из новой области комплексных соединений, одно интереснее другого, стали появляться как из рога изобилия.

Л.А. Чугаев скоро начинает привлекать к участию и своих исследованиях способных молодых ученых, и на глазах у всех химиков вырастает чугаевская школа химиков: Можно считать, что к началу 20-х годов его школа уже ясно обозначилась. Из числа ранних учеников Л. А. Чугаева можно назвать В. Субботина, Б. Орелкина, Э. Фридмана, выдающегося ученого академика В. Г. Хлопина, академика И. И. Черняева; члена-корр. АН СССР В. В. Лебединского, Диоксим никеля члена-корр. АН СССР А. А. Гринберга, Н. К. Пшеницына и др.

Замечательно, что уже в первом своем сообщении о комплексах а-диоксимов с металлами VIII группы Чугаев сообщает об открытии качественной реакции на никель, известной каждому химику. «Прибавлю,-- пишет Чугаев в своем сообщении от 30 января 1905 г.,-- что образование соединения никеля с диоксимом диацетила является весьма характерной и чувствительной реакцией на никель. Явственная реакция (образование красного кристаллического осадка) получается при разведении Ni-соли 1 : 80 000».

И в дальнейших своих исследованиях Чугаев не только остается на почве теоретического развития вернеровских представлений о координационном числе, но к связывает их с задачами практического характера. Достаточно напомнить, что он -- инициатор и основатель Института по изучению платины. Значение этого начинания Чугаева очень велико, и нашими научными работниками при помощи комплексных соединений решаются задачи извлечения некоторых металлов платиновой группы в промышленном масштабе.

Л. А. Чугаев был выдающимся общественным деятелем. Особенно обширна его деятельность на научно-литературном поприще. Его перу принадлежит много монографий и статей научно-популярного характера. Он -- автор таких известных трудов, как «Периодическая система химических элементов», «Происхождение химических элементов» и многих других. Кроме того, он состоял редактором отдела химии в журнале «Природа».

Безвременная смерть (1922) прекратила его блестящую научную и общественную деятельность.

Сергей Семенович Наметкин. (1876 -- 1950)

Исследования С. С. Наметкина в области изучения процессов нитрования, а также в ряду терпенов и камфоры доставили ему широкую известность как у нас, так и за границей. Первая экспериментальная работа «Синтез метил 1-циклопентанол-1» была выполнена С. С. Наметкиным еще в студенческие годы на тему и под руководством Н. Д. Зелинского (1902). Несколько последующих работ также выполнено им совместно с Зелинским; они представляют собою главным образом экспериментальный материал из обширных исследований Зелинского в области полиметиленовых углеводородов.

Однако очень скоро С. С. Наметкин выходит на самостоятельный путь и выбирает для своих исследований дальнейшее изучение реакции Коновалова -- нитрование азотной кислотой предельных углеводородов и родственных им соединений. Таким образом, по характеру своих работ он близко примыкает к школе Марковникова -- Коновалова. Уже в своей первой статье, относящейся к изучению коноваловской реакции, С. С. Наметкин, на основании экспериментальных данных, приходит к важному выводу, что решающую роль в процессах нитрования играет не крепость азотной кислоты, а ее относительная масса и продолжительность нагревания.В отдельных случаях ему удается, ведя реакцию в открытых сосудах, получить выход нитропродуктов до 65% теоретического. Эти первые исследования С. С. Наметкина одновременно помогли выяснить основную причину неудачных опытов нитрования в открытых сосудах, проведенных М. И. Коноваловым.

В дальнейшем С. С. Наметкин предложил схему реакции нитрования и затем блестяще подтвердил ее рядом опытов. По его схеме реакция нитрования идет через изонитросоединение, которое переходит далее в настоящее нитросоединение или же с выделением закиси азота превращается в альдегиды, кетоны и продукты дальнейшего окисления последних -- в соответствующие кислоты. Выяснив таким образом основные условия и в значительной мере сам механизм реакции нитрования, Наметкин, следуя классическому пути Коновалова, применяет реакцию нитрования как мощное орудие изучения строения и химического поведения самых различных соединений предельного и непредельного характера и в том числе таких сложных по строению веществ, какими являются терпены.

Лучшим подтверждением этого направления служит докторская диссертация С. С. Наметкина «Исследования из области бицикличееких соединений» (М., 1916). В этом обширном исследовании реакция нитрования уже не имеет самостоятельного значения, а носит скорее прикладной, служебный характер. В сущности говоря, с опубликованием этой работы становится очевидным, что центр тяжести научных устремлений Наметкина переносится в самую гущу вопросов, связанных с выяснением химических превращений и строения многих важнейших представителей класса терпенов и углеводородов, имеющих ближайшее отношение к камфоре и фенхону.

Этим исследованием он вошел в фарватер классического направления Бутлерова -- Вагнера. Вступив в область изучения превращений и строения терпенов, он одновременно должен был встретиться со всеми теми трудностями, которые неминуемо ожидают исследователя, независимо от его опытности, в лабиринте превращений различных терпенов. Но как раз в преодолении этих трудностей и выступает на первый план талант и, так сказать, класс ученого химика-органика. В этом отношении С. С. Наметкин -- достойный преемник Е. Е. Вагнера. Его работы по вопросу о стереохимии дигидропиненов, работы по количественному определению непредельных на основе известной реакции Н. А. Прилежаева служат тому подтверждением.

Реакция Прилежаева

Наибольшего блеска исследования С. С. Наметкина достигли при изучении гомологов камфоры, приведшие к открытию особого типа перегруппировок, получивших в науке название камфеновой перегруппировки второго рода, или «перегруппировки Наметкина», в отличие от камфеновой перегруппировки первого рода, или «перегруппировки Вагнера». Эта реакция позволяет с большей легкостью перейти к гомологам камфоры и многим другим производным камфорной группы.

К сказанному надо добавить, что значение открытия камфеновой перегруппировки второго рода далеко выходит за пределы химии терпенов. Изучение перегруппировки Наметкина позволило глубоко проникнуть в одну из самых интересных и интимных областей химии -- в область внутримолекулярных перегруппировок. Применение схемы перегруппировки Наметкина многими иностранными учеными (Бредт -- автор современной формулы строения камфоры, Губен-Пфанкух, Липп-Штуцингер и др.) позволило объяснить явление частичной или полной рацемизации соответствующих оптически-деятельных соединений.

Гавриил Гавриилович Густавсон. (1842 --1908)

Несколько особняком в истории органической химии стоит монументальная фигура выдающегося русского химика-органика Г. Г. Густавсона.

Среднее образование он получил в 3-й Петербургской гимназии. В 1865г. Он окончил естественное отделение физико-математического факультета Петербургского университета со степенью кандидата. По окончании университета Густавсон был в течение шести с половиной лет (с 1869 до половины 1875 г.) ассистентом и ближайшим помощником А. М. Бутлерова. За эти годы общения с Бутлеровым Густавсон впитал в себя все лучшее, что так обильно давал окружающим этот великий ученый, великий учитель и выдающийся человек.

В 1873 г. Густавсон защитил при Петербургском университете магистерскую диссертацию «Опыт исследования реакций взаимного обмена в отсутствие воды». В 1875 г. он получил кафедру органической химии в Петровской сельскохозяйственной академии, в которой вел преподавание и свои выдающиеся научные исследования в течение пятнадцати лет. Здесь Густавсоном выполнена и написана замечательная по глубине трактуемых вопросов докторская диссертация «Органические соединения в их отношении к галоидным солям алюминия» (М., 1884). В 1890 г. он оставил Петровскую академию и переселился в Петербург, где в течение ряда лет преподавал химию на Высших женских курсах. Обладая от природы слабым здоровьем, несмотря на цветущий внешний вид, Густавсон вскоре после переезда в Петербург, по совету врачей, оставил преподавание и стал вести одинокую, замкнутую жизнь. В своей квартире он устроил лабораторию, где и продолжал известные всем химикам исследования над разнообразными превращениями органических соединений. «Я чудесно наладил сожжение на бензиновых лампах, ставя их в воду. Этим можно добиться совершенно ровного горения и полной безопасности»,-- писал Густав-сон в одном из своих писем к друзьям. Болезненное состояние отозвалось

на его научной и общественной деятельности. После оставления женских курсов он не принимал участия в работах высших учебных заведений. Больше того, он не дал согласия на выставление его кандидатуры в действительные члены Академии Наук.

Умер Г. Г. Густавсон в 1908 г. от разрыва сердца в возрасте 66 лет.

Научные исследования Густавсона представляют выдающийся интерес. Наиболее характерным в его исследованиях было прежде всего оригинальность, самобытность и глубина. Как типичный представитель бутлеровской школы, Густавсон свои труднейшие и блестящие исследования производил лично и в весьма скромной обстановке. Его магистерская диссертация на тему о реакциях двойного обмена в отсутствие воды представляла и представляет до сих пор большой научный интерес. Это исследование, по словам Д. И. Менделеева, оригинально задуманное и прекрасно выполненное, «принадлежит к числу первых, в которых совершенно ясно в пределе замещения выступает мера сродства элементов к галоидам; оно имеет большое значение для понимания двойных разложений в отсутствие воды». Надо добавить, что Густавсон был одним из первых не только русских, но и вообще химиков, которые главную задачу химии видели в изучении течения химических процессов. «Надо изучать химические процессы, а не отдельные вещества»,-- постоянно повторял он.

Не менее широкую известность приобрели его работы по превращению органических веществ под влиянием галоидных солей алюминия. Начало этих замечательных исследований тесно связано с изучением реакций двойного обмена в отсутствие воды. В одном из опытов при действии брома и бромистого алюминия на хлористый этилиден Густавсон заметил выделение бромоводорода. Испытывая далее действие брома в присутствии бромистого алюминия на бензол и другие ароматические углеводороды, он обнаружил каталитическое действие бромистого алюминия на течение реакции бромирования.

Вся его последующая научная работа была посвящена главным образом выяснению механизма каталитического действия галоидных соединений алюминия на различные реакции органических соединений.

Г. Г. Густавсон принял деятельное участие в разработке известного синтеза алкилзамещенных и других производных ароматических углеводородов и других классов ароматических соединений, открытого французскими учеными Фриделем и Крафтсом.

Эту реакцию по всей справедливости можно назвать реакцией Фриделя--Крафтса--Густавсона.

Третью группу работ составляют исследования Г. Г. Густавсона в области циклических соединений. Ему принадлежит открытие способа получения триметилена и его гомологов действием цинка на двугалоидопроизводные предельных углеводородов. При изучении этой реакции он получил много соединений, очень интересных с точки зрения устойчивости циклов. Уже приготовленный им диметилтриметилен обнаружил необычайные свойства непредельности и с большей легкостью при действии брома давал двубромпроизводное, уподобляясь в этом отношении непредельным этиленны.м углеводородам.

В целях развития полученных интересных данных Густав-сон обратился к изучению реакции цинка на тетрабромид пентаэритрита в предположении получить углеводород с двумя трехчленными циклами или продукты его изомерных превращений. Полученное при этой реакции вещество при определении его строения представило необычайные трудности. Сам Густавсон главный продукт реакции признал за винилтриметилен. Однако строение этого углеводорода было расшифровано им неправильно. Долгое время это вещество носило в химии название «углеводорода Густавсона». Потребовалась напряженная работа многих выдающихся химиков, пока было окончательно установлено, что «углеводород Густавсона» представляет смесь двух соедиений.

Реакция Густавсона

Значение этих трудных исследований Густавсона, помимо их самостоятельной ценности, определяется хотя бы тем, что при продолжении этих работ Н. Я. Демьянов, который может считаться также учеником Густавсона, открыл свои замечательные реакции расширения циклов.

Наконец, нельзя не упомянуть, что Г. Г. Густавсон был одним из пионеров в области организации преподавания и научных исследований агрономической химии. Им была составлена программа курса и практических заня'тий по агрономической химии. Его курс лекций, под названием «Двадцать лекций агрономической химии» (М., 1889), имел необычайный успех. Эту важную линию в приложении химической науки к вопросам сельского хозяйства блестяще продолжил Н. Я. Демьянов.

Список литературы

1. Андреев А. И. О дате рождения Ломоносова // Ломоносов. Сборник статей и материалов. Т. 3. М.-Л.: 1951.

2. В. А. Стеклов. «Михайло Васильевич Ломоносов». 1922,

3. Б. Н. М е н ш у т к и н. «Труды М. В. Ломоносова по физике и химии»

4. Ловиц Т.Е. «Избранные труды по химии и химической технологии». Редакция, статьи и примечанияН.А.Фигуровского.

5. Сало В. М. «К открытию Т. Е. Ловицем явления адсорбции углем». // Фармация. 1985. (М.: Издательство Академии Наук СССР, 1953. - Классики науки)

6. «О чем мог прочитать Петрушка в учебнике химии» И. А. Леенсон «Химия и жизнь» №2, 2010

7. Соловьев Ю.И. «Герман Иванович Гесс». М.: Изд-во АН СССР, 1962

8. Фигуровский Н. А., Елагина К. Ц., Александр Абрамович Воскресенский (1809?1880), «Труды института истории естествознания и техники АН СССР», 1958, т. 18

9. Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. «Выдающиеся химики мира». - М.: ВШ, 1991. 656 с

10. Меншуткин Б. Н. Жизнь и деятельность Николая Александровича Меншуткина. -- СПб.: Тип. М. Фроловой, 1908. 376 с

11. Фигуровский Н. А., Соловьев Ю. И. Александр Порфирьевич Бородин. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1950. -- 212 с.

12. Быков Г. В. Александр Михайлович Бутлеров. -- М., 1961

13. Реформатский А. Н., Биография профессор А. М. Зайцева, «Журнал Русского физико-химического общества. Часть химическая, отдел 1», 1911. т. 43, в. 6

14. А. Е. Арбузов «Краткий очерк развития органической химии в России» Издательство Академии Наук СССР Москва 1948 год

15. Гречкин Н. П., Кузнецов В. И. Александр Ерминингельдович Арбузов, 1877-1968. - М.: Наука, 1977. 229с

16. Окатов А. П., Александр Иванович Горбов, "Журнал прикладной химии", 1939, т. 12

17. Платэ А. Ф., Быков Г. В., Эвентова М. С. // Владимир Васильевич Марковников. Очерк жизни и деятельности. М., 1962.

18. Старосельский П. И., Никулина Е. П. «Михаил Иванович Коновалов (1858--1906)». М.:Наука, 1981 г. С.235

19. Волков В. А., Куликова М. В. Судьба «невозвращенца» Чичибабина А.Е (в свете неопубликованных документов) // Природа. 1993. № 9.

20. Богатова Т.В., Зайцева Е.А. Николай Матвеевич Кижнер // Химия, 1996, № 39, С. 2.

21. Казанский Б. А., Несмеянов А. Н., Платэ А. Ф. Работы академика Н. Д. Зелинского и его школы в области химии углеводородов и органического катализа. / Ученые записки МГУ. Вып. 175. -- М., 1956

22. Звягинцев О. Е., Соловьев Ю. И., Старояльский П. И., Лев Александрович Чугаев, М., 1965.

23. Сергей Семенович Намёткин // АН СССР. Материалы к биобиблиографии ученых СССР. Сер. химических наук. Вып. 2. -- М.-Л., 1946. Мусабеков Ю. С. История органического синтеза в России. -- Москва, 1958.

24. Энциклопедический словарь Брокгауза и Эфрона,

25. А. И. Горбов, --« А. М. Бутлеров и химическое строение»

26. Грандберг И.И. Органическая химия 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Дрофа, 2001. - 672 с.

Размещено на Allbest.ru