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

Бутлеров досконально знал теорию типов. Благодаря Зинину и Клаусу он еще со студенческой скамьи отлично владел техникой лабораторной работы, поэтому начал свои исследования с легкостью и в короткое время собрал богатый материал. Бутлеров, отбросив традиционную систему, обобщил его по своему новому методу. Его доклад в Парижской Академии наук вызвал всеобщий интерес и оживленные прения.

— Способность атомов соединяться друг с другом различна. Особенно интересен в этом отношении углерод, который, по мнению Августа Кекуле, является четырехвалентным. Если представить валентность в виде щупальцев, с помощью которых атомы связываются между собой, нельзя не заметить, что способ связи отражается на свойствах соответствующих соединений.

Подобных мыслей никто до сих пор не высказывал.

— Может быть, настало время, — продолжал Бутлеров, — когда наши исследования должны стать основой новой теории химического строения веществ. Эта теория будет отличаться точностью математических законов и позволит предвидеть свойства органических соединений[159].

Воистину пророческие слова!

Через несколько лет, во время второй заграничной командировки, Бутлеров представил на обсуждение созданную им теорию. Сообщение он сделал на 36-м съезде немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере.

Съезд состоялся в сентябре 1861 года. Бутлеров приехал в Шпейер с единственной целью — встретиться с представителями немецкой химической науки, познакомить их со своим» взглядами относительно строения органических веществ, чтобы затем в ходе дискуссии усовершенствовать свою теорию и вместе с тем предать ее гласности[160].

Он выступил с докладом перед химической секцией. Тема носила более чем скромное название: «Нечто о химическом строении тел»[161].

«Каждый химический атом, входящий в состав тела, участвует в его образовании и действует с определенными силами. Эти силы влияют на окружающие его атомы, вследствие чего» последние связываются в химическую частицу — молекулу. Распределение действия этих сил, ведущее к связи атомов в определенном порядке, я называю химическим строением. Отсюда следует, что химическая природа сложных частиц определяется природой элементарных ее составных частей, их количеством и химическим строением».

Бутлеров говорил просто и ясно. Не вдаваясь в ненужные подробности, он познакомил аудиторию с новой теорией химического строения органических веществ. Его доклад вызвал небывалый интерес и произвел особенно сильное впечатление на Эмиля Эрленмейера и Августа Кекуле. Они продолжали беседу и после того, как все покинули зал.

— Одним из основных пунктов вашей теории является допущение, что атом углерода четырехвалентен и обладает исключительным свойством образовывать цепи, — говорил Эрленмейер.

— Именно так, — утвердительно кивнул Бутлеров.

— Но к этим выводам первым пришел коллега Кекуле! — сказал Эрленмейер, переглянувшись с Кекуле.

— Бесспорно, — согласился Бутлеров. — Нет сомнений и в том, что Купер впервые попытался написать структурные формулы некоторых органических соединений, но в то время это была безуспешная попытка, поскольку условий для этого еще не было.

Кекуле внимательно слушал, не спуская взгляда с одухотворенного лица Бутлерова.

— И все-таки теория типов — столп, на котором зиждется наша наука, — Кекуле старался скрыть свое волнение.

— Теория типов? Ни в коем случае! — воскликнул Бутлеров. — Ведь сам Жерар, создатель теории типов, непоследователен. Он, с одной стороны, отрицает существование радикалов, а с другой — во многих случаях сам прибегает к ним, объясняя свойства соединения. Вот, например…

Из вороха книг Бутлеров вытащил маленький томик и стал торопливо перелистывать страницы, чтобы найти нужное место.

— Основное, что я утверждаю в своей новой теории, это то, что при соединении атомы занимают определенное положение по отношению друг к другу. Этим и определяется различие в их взаимодействии. Иначе говоря, в зависимости от этого они проявляют различные свойства.

— Знаете, ваш пример со щупальцами очень удачен, — сказал Эрленмейер. — Очевидно, если мы уподобим валентные силы щупальцам, разница выявится и в тех случаях, когда два атома насытят соседние или же противоположные валентности. Но можем ли мы проводить такую аналогию для вещей, которых нельзя ни увидеть, ни доказать?

— Действительно, мы не знаем, что представляет собой химическая связь, не ясно, что по сути представляют собой и атомы. Но даже если мы откажемся от физического представления о расположении атомов в пространстве, нельзя отрицать, что химические свойства соединений зависят от связи между составляющими их элементами. Теория химического строения дает средство не только объяснить явления, но и предвидеть возможность образования новых веществ.

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.