Калоян Манолов - Великие химики. В 2-х т. Т. 2

• Название: Великие химики. В 2-х т. Т. 2
• Автор: Калоян Манолов
• Издательство: Мир
• Жанр: История
• Год: 1986

Автор книги, болгарский ученый Калоян Манолов, известен не только как специалист в области химии комплексных соединений, но и прежде-всего как талантливый популяризатор и историк химических наук. Его книги «У химии свои законы» (М.: Химия, 1975), «Биография атома» (М.: Мир, 1984) переведены на русский язык.

Издание содержит ряд биографических очерков о выдающихся ученых — от Р. Глаубера (XVII в.) до ученых нашего времени. Написана живым, образным языком, содержит много ранее не известных материалов. Биографии насыщены яркими, интересными эпизодами, хорошо передающими черты характеров и главные вехи творчества героев очерков. В т. II вошли биографии ученых XIX—XX вв.

Предназначена для химиков, преподавателей химии и будет интересна самым широким кругам читателей.

---

— Вы разрешите мне собрать небольшую коллекцию готовых красителей, химикатов и других веществ, которые я буду использовать для демонстраций на лекциях?

— Разрешаю. Все, что имеется в лабораториях, в вашем распоряжении.

Дни, проведенные в Людвигсхафене, были для Вильштеттера хорошей школой. Здесь он на практике увидел, что значит осуществить химическую реакцию в промышленном масштабе. Возникает много важных вопросов, на которые в лаборатории совсем не обращают внимания. Например, при каждом новом синтезе в лабораторных условиях определяется выход, но мало кого интересует точность измерений до одного процента. А в производстве один процент означает десятки тонн вещества, прибыль в тысячах марок. В лабораториях Людвигсхафена Вильштеттер столкнулся и с другими проблемами, о которых до сих пор просто не знал.

— Нам вообще пока не ясно, чем обусловлен цвет вещества, — говорил доктор Юлиус, — существует теория, согласно которой окрашенные вещества содержат в своей молекуле двойные связи, и, чем больше число двойных связей в молекуле, тем интенсивнее цвет вещества. С другой стороны, считается, что наличие определенных групп атомов в молекулах тоже является причиной появления цвета.

— Да, это так называемые хромофорные группы, — прервал его Вильштеттер.

— Но как влияют хромофорные группы на изменение цвета веществ? Можем ли мы заранее сказать, какие хромофорные группы должны содержаться в данном соединении, чтобы оно обладало соответствующим цветом? На это мы пока не в состоянии ответить.

Учебный год начался с особенно напряженной работы. Вильштеттеру не хотелось бросать исследования алкалоидов, а новые проблемы тоже ждали своего решения. Надо было синтезировать соединения с двойными связями в молекулах, чтобы установить, является ли наличие двойных связей причиной окрашивания веществ.

— Пфаненштиль, начните с хинонов, точнее с орто-хинона. Известно, что пара-хинон обладает желтым цветом; следует ожидать, что орто-хинон из-за большего количества двойных связей должен иметь более интенсивный цвет, если теория верна.

Получение орто-хинона будем проводить по методу Воскресенского?

— Попробуем. Разумеется, во всех случаях следует применять окисление. В качестве исходного продукта возьмите пирокатехин.

Другие сотрудники тоже получили подобные задачи. Кальб должен был синтезировать дифенохинон, Мейер — пара-хинон-моноимин, Пуммерер[382] — хинондиимин…

Рабочий день Вильштеттера был очень напряженным. После утренних лекций он проводил лабораторные занятия со студентами. Послеобеденное время Вильштеттер посвящал работе с сотрудниками, а вечером усаживался за книги, чтобы подготовиться к следующей лекции, или просматривал последние статьи в журналах.

— Берегите здоровье, — часто говорил ему Байер. — Мы, химики, обречены всю жизнь стоять за лабораторным столом и дышать вредными испарениями. Знайте, что всех нас рано или поздно ждет профессиональная болезнь — начнут болеть ноги, и самое уязвимое наше место — легкие.

Вильштеттер действительно чувствовал какое-то недомогание; слабость, боль в ногах. А ведь он был совсем еще молод. Рихард решил заняться своим здоровьем. Он взял лошадь для верховой езды и каждый день по утрам отправлялся в окрестности Мюнхена. Вернувшись домой, он быстро собирался и шел на лекции, которые обычно начинались в восемь часов утра. После утренней прогулки Вильштеттер весь день чувствовал себя чрезвычайно бодрым и работоспособным. Как прекрасно встретить рассвет на лугах, в лесу! Как кристально чист воздух, как зелена трава!

Именно на такой прогулке, когда восходящее солнце залило ярким светом ослепительно молодую зелень, у Вильштеттера родилась мысль, определившая направление исследований и его, и его сотрудников. «Хлорофилл — самый распространенный в природе краситель, но его химический состав и строение пока неизвестны. Вот где можно развернуться!»

Вильштеттер заторопился домой. До лекции еще оставалось время. Он вошел в кабинет и написал письмо, адресованное фирме «Мерк», просил прислать хлорофилл. Как только материал для исследований будет получен, он немедленно начнет работу.

Первый этап в изучении любого природного продукта — получение его в чистом виде. Только после этого можно приступить к анализу, чтобы установить химический состав и строение соединения.

Через несколько недель фирма «Мерк» выполнила заказ. Вильштеттер открыл банку с сине-зеленым воскообразным веществом и огорчился.

— Вероятно, хлорофилл сильно загрязнен. Чистые вещества обычно кристаллизуются.

— Начнем с очистки, — утешил его Миг. Он считал, что это совсем несложное дело.

Но ассистент ошибался, и даже сам Вильштеттер не вполне представлял, до какой степени огромная, просто титаническая работа им предстояла. Сначала они проверили растворимость хлорофилла в различных органических растворителях, приготовили спиртовые и ацетоновые растворы и приступили к очистке. Обработка раствора активированным углем, окисью алюминия, силикагелем, потом фильтрование, испарение растворителя… Однако и после этой обработки полученное вещество имело по-прежнему воскообразный вид. После каждой операции по очистке производили анализ полученного продукта. И анализы давали неутешительные результаты.

— Снова ничего не понятно, — раздраженно сказал Миг, бросив на стол листок с записями.

— Это параллельные пробы, а это результаты анализа желто-зеленого вещества. — Вильштеттер с карандашом в руках просматривал данные.

— Да. Но как видите, процентное содержание азота снова колеблется в фантастически широких пределах. Я уже начинаю думать, что во время очистки протекают процессы распада, поэтому мы и получаем все время смесь неопределенного состава.

— Это исключено, — решительно сказал Вильштеттер. — В таких условиях не может быть разложения. — Он задумался, глядя в окно. — Что ж, начните очистку снова.

— Открыть новую банку?

— Оставим пока продукт «Мерка». Поглядите, — Вильштеттер кивнул в сторону сада. — Здесь давно не косили траву. Вот вам и новый источник хлорофилла.

Миг сразу уловил мысль Вильштеттера, он тоже сомневался в качестве доставленного фирмой «Мерк» продукта. Теперь предстояло получить его в лаборатории, и Миг сам взялся за это дело. Новая задача требовала соответствующей подготовки. Зеленые листья закладывали в большие сосуды и заливали спиртом, чтобы извлечь из них хлорофилл. Полученным желто-зеленым раствором обрабатывали новые порции свежих листьев до тех пор, пока раствор не насыщался и его цвет не становился темно-зеленым. Потом раствор очищали различными адсорбентами, испаряли растворитель, отделяли хлорофилл и подвергали его анализу. Это была медленная, кропотливая и довольно утомительная работа.

Предположения Вильштеттера оправдались. Действительно, представленный фирмой «Мерк» хлорофилл был сильно загрязнен. Как оказалось, он содержал медь, а в хлорофилле, полученном в лаборатории, не было и следов этого металла.

— По всей видимости, причина в том, что на фабрике экстракцию проводили в сосудах из меди, и медь вступила во взаимодействие с хлорофиллом, — заключил Вильштеттер. — В дальнейшем будем работать только с хлорофиллом, полученным в нашей лаборатории.

Прошло несколько лет. Многократные и продолжительные операции по очистке хлорофилла дали определенный результат, но он не мог удовлетворить исследователей. Оказалось, что спирт извлекает из зеленых растений сложную смесь, которая постепенно разделяется на несколько соединений: сине-зеленое с желто-зеленым (их назвали «хлорофилл а» и «хлорофилл б»), и два желтых природных красителя — каротен и ксантофилл.

Исследование состава и строения хлорофилла нельзя было начинать до получения абсолютно чистого вещества. Однако Вильштеттер не терял надежды. Он часто вспоминал слова Альбертуса Магнуса, которые любил повторять профессор Байер: «Хороший химик должен обладать тремя качествами: энергией, терпением и умением хранить тайну».

Итак, терпение! Бесконечное терпение… Исследователь должен верить в свои силы, в правильность выбранного пути, в возможности науки, он не позволит отчаянию взять над ним верх. И Вильштеттер верил в успех, знал, что наступит день, когда хлорофилл раскроет свою тайну.

Во время каникул Рихард часто приезжал в Висбаден, в имение двоюродного брата. У брата были хорошие лошади, в они часто отправлялись на прогулку вдвоем. В Висбадене Вильштеттер решил провести и весенние каникулы 1903 года, но когда он приехал, хозяина в имении не оказалось — он уехал в Англию.

«Придется остановиться в гостинице. Надеюсь, удастся нанять хороших лошадей», — думал Рихард, направляясь к гостинице. Лошадей ему действительно удалось достать очень хороших. Он проездил верхом почти до самого обеда, так не хотелось ему расставаться с отличным арабским жеребцом. Когда Рихард вернулся с прогулки и вошел в вестибюль гостиницы, тот был почти пустым, лишь какой-то пожилой господин с небольшой холеной бородкой с проседью разговаривал с двумя молодыми людьми — судя по всему, его сыновьями. Пожилой господин приветливо поклонился Вильштеттеру.