Занимательные случаи
из жизни Адольфа Байера

Адольф Байер (1835–1917) – немецкий химик-органик, ученик Р.В.Бунзена и Ф.А.Кекуле, основатель крупной научной школы, из которой вышли Г.Виланд, К.Гребе, К.Либерман, В.Мейер, Э.Фишер, Р.Вильштеттер и др.

Основополагающими были его труды по синтезу органических красителей и алициклических соединений. Байер открыл барбитуровую кислоту (1864) и барбитураты, ввел в практику органического синтеза метод восстановления органических веществ цинковой пылью (1866), синтезировал индол (1869 г., совместно с А.Эммерлингом), первым получил фенолфталеин (1871), осуществил синтез индиго (1883), выдвинул теорию напряжения, устанавливающую зависимость прочности циклов от величины углов между валентными связями (1885) и объяснившую, почему пяти- и шестичленные углеродные кольца стабильнее колец из большего или меньшего числа углеродных атомов, получил терефталевую кислоту (1886), предложил центрическую формулу бензола (1887 г., одновременно с Г.Армстронгом), экспериментально доказал идентичность всех углеродных атомов в бензоле (1888), ввел понятие о цис- и трансизомерии (1888), открыл качественную реакцию на двойную и тройную связи в органических соединениях.

Он получил Нобелевскую премию по химии в 1905 г.

Открытие в 12 лет

Один из самых универсальных химиков XIX в. Адольф Иоганн Фридрих Вильгельм фон Байер родился 31 октября 1835 г. в семье капитана топографической службы прусского генштаба Иоганна Якоба Байера и Евгении (Хитциг) Байер.

Отец будущего ученого был автором работ по геодезии и преломлению света в атмосфере. Большую часть года он проводил в экспедициях и путешествиях, поэтому воспитанием юного Адольфа в основном занималась мать. Она выросла в семье известного юриста и историка Юлиуса Эдуарда Хитцига и получила хорошее образование. Всего в семье Байеров было пятеро детей, среди которых Адольф был старшим. Отец хотел, чтобы он стал военным, мать же мечтала видеть сына литератором. Лето дети с матерью обычно проводили в Мюльгейме – маленькой деревушке недалеко от Берлина. Адольф вместе с другими детьми бегал по полям, ловил бабочек и жуков, слушал рассказы матери о жизни птиц и животных. На маленького Адольфа эти рассказы производили сильное впечатление, пробудив в нем тягу к изучению природы. К сожалению, счастливое детство длилось недолго – при очередных родах горячо любимая мать скончалась. Адольфу было тогда всего 8 лет.

После смерти матери отец стал больше внимания уделять детям, привозя им из своих поездок (в которые старался ездить пореже) подарки и книги. Одна из них особенно заинтересовала юного Байера. Это была книга Юстуса Либиха о минеральных удобрениях. Прочитав ее, Адольф решил воспроизвести опыты великого химика. Он посадил в землю финиковые косточки и начал поливать их растворами разных веществ. Заметив интерес сына к проведению опытов, отец подарил ему на день рождения книгу Штокгарда «Учебник химии». Теперь у юного исследователя появилось описание целого ряда опытов, которые он непременно хотел осуществить. Чтобы реализовать свои планы, Адольф начал экономить на сладостях, деньги на которые он получал каждую субботу. Постепенно крохотный коридорчик перед спальней Адольфа начал заполняться пробирками, колбами, штативами, пузырьками с веществами и другим химическим оборудованием.

Число проведенных опытов быстро увеличивалось. Не все из них, правда, получались с первого раза. Но настойчивый юноша не отчаивался – он снова и снова повторял эксперименты, меняя условия, до тех пор, пока не отрабатывал их до мельчайших деталей.

Интерес Байера к изучению химии и физики поддерживал и его гимназический учитель Шельбах, который даже сделал Адольфа своим помощником в химической лаборатории. Большой вклад в становление Байера как химика внесла и книга по органической химии знаменитого немецкого ученого Фридриха Велера, прочтя которую Адольф приступил в своей домашней лаборатории к более сложным опытам. Теперь по дому будущего великого химика разносились разнообразные запахи, большинство из них были далеко не самыми приятными. Сестры зажимали носы и выбегали на улицу, а потом подшучивали над Адольфом, напевая: «В доме все благоухает, это братец вытворяет...»

Увлеченность химическими экспериментами привела к тому, что уже в 12 лет к Байеру пришел первый успех.

Однажды в результате работы с содой и сульфатом меди Адольф получил светло-синий осадок, который через некоторое время образовал синие кристаллы. Проведя его анализ, юноша обнаружил, что в состав вещества входят натрий, медь, а также вода и углекислый газ. С просьбой помочь ему определить, что за вещество он получил, юный Байер обратился к другу своего отца – известному немецкому химику, открывшему явление изоморфизма, Эйльхарду Митчерлиху.

– Расскажи мне, как ты получил свое вещество, – спросил Адольфа Митчерлих.

Юноша подробно описал условия эксперимента. Ученый просмотрел книги и справочники, но такого соединения не обнаружил.

– Эта соль неизвестна, – констатировал Митчерлих.

Открытие, сделанное 12-летним Байером, оставалось неизвестным науке до тех пор, пока три года спустя эту же двойную соль – карбонат меди и натрия (СuСО₃•Na₂СО₃•3Н₂О) – не получил и не описал русский химик Г.В.Струве.

На волосок от смерти

Наряду с химическими опытами Байера интересовали физика и математика, изучению которых он также посвящал большое количество времени. Неслучайно поэтому, окончив гимназию, юный Байер решил поступать на физико-математический факультет Берлинского университета.

Однако учеба там длилась недолго – после окончания третьего семестра Байера призвали в армию. Целый год ему пришлось провести в казарме. Тяготы военной службы не давали Адольфу возможности заниматься изучением любимых предметов. Но вот год прошел – и перед юношей встал вопрос о выборе дальнейшего места учебы. После некоторого раздумья Байер решил отправиться в Гейдельберг, где в то время в университете работал известнейший мастер химического эксперимента Роберт Бунзен, который незадолго до этого изобрел газовую горелку, впоследствии названную его именем. Бунзен был превосходным преподавателем и старался передать молодым химикам свои знания, привить им навыки рациональной и безопасной работы в химической лаборатории. Байер с удовольствием окунулся в экспериментальную работу, занявшись качественным и количественным анализом.

Благодаря навыкам, полученным еще при занятиях в домашней лаборатории, ему за один семестр удалось освоить такой объем экспериментальных работ, который остальные студенты осваивали за три. Бунзен остался доволен результатами, достигнутыми способным студентом, и предложил ему самостоятельное исследование. Через несколько месяцев Байер выполнил порученную ему работу, суть ее он изложил в своей первой научной статье. Однако исследование фотохимического взаимодействия брома с водородом, описанное в ней, не принесло полного удовлетворения молодому химику. Вопросы физической химии, которыми занимался Бунзен, не очень привлекали Байера. Ему хотелось заняться органической химией, изучать вещества, созданные природой, но сказать об этом Бунзену молодой ученый никак не мог решиться.

На помощь Адольфу пришел случай. Как-то раз сосед по лаборатории пожаловался Байеру, что тема, предложенная ему Бунзеном и связанная с изучением бромистого метила, совсем его не привлекает. Байер же давно хотел исследовать именно органические соединения. Студенты решили попросить разрешения Бунзена на обмен темами. К удовольствию обоих, Бунзен не стал возражать.

Байер с головой окунулся в работу, проводя один эксперимент за другим. По совету своего коллеги из лаборатории – русского практиканта Л.Н.Шишкова – Адольф занялся изучением мышьякорганического соединения какодила, современная формула которого (СН₃)₂Аs–Аs(СН₃)₂. И хотя за два года напряженной работы Байер сделал многое в изучении данного вещества, ему пришлось почти до всего доходить своим умом. В лаборатории Бунзена не было специалистов по органической химии, отсутствовали методики работы с органическими веществами, и никто не мог помочь Адольфу в его исследованиях.

Байер стал задумываться о поиске другой лаборатории. Как-то раз его коллега по лаборатории Бунзена Август Кекуле рассказал о том, что недавно он открыл собственную небольшую лабораторию, и пригласил Байера стать его первым практикантом. Несмотря на то, что лаборатория оказалась тесной и плохо оборудованной, Адольф с восторгом принял приглашение. Дело в том, что Кекуле также интересовала органическая химия. Он не только прекрасно разбирался в теории, но и отлично владел методикой экспериментальной работы. Под его руководством исследования органических соединений пошли значительно быстрее, чем в лаборатории Бунзена. Однако работа с такими токсичными веществами, как соединения мышьяка, чуть не привела будущего Нобелевского лауреата к гибели.

Как-то раз, проводя синтез с участием какодиловой кислоты, Байер почувствовал резкую боль в глазах и в груди. По его лицу потекли слезы, он начал задыхаться. Не добежав до выхода, Адольф потерял сознание и упал. Когда Кекуле вошел в лабораторию, Байер не подавал признаков жизни. Только экстренная помощь Кекуле, быстро оценившего ситуацию и вытащившего находящегося без сознания Байера на свежий воздух, предотвратила трагедию.

Байеру же пришлось несколько дней провести в постели, кожа на его лице покраснела и сильно воспалилась. Но, несмотря на происшедшее, Байер через некоторое время продолжил работу с метилхлорарсинами, результаты исследования которых легли в основу его докторской диссертации под названием «О соединениях мышьяка с метилом».

Kак даются химические названия

После защиты докторской диссертации А.Байер два года вместе с Ф.А.Kекуле работал в Гентском университете в Бельгии. Поскольку самостоятельного заработка у него не было, то жил он на деньги, которые регулярно получал от отца. Отец Адольфа, ставший к тому времени уже генералом, не отказывал сыну в поддержке, но все же настоятельно советовал ему подумать о самостоятельном заработке. Он рекомендовал Адольфу возвратиться в Берлин, где найти достойную работу было легче, чем в Генте.

В начале 1860 г. Байер приехал в Берлин и вскоре стал приват-доцентом в Академии ремесел, одновременно ведя занятия еще и в Военной академии. В Берлине Адольф проработал 12 лет, сделав за это время много открытий. В частности, в 1864 г. он открыл барбитуровую кислоту – органическое азотсодержащее соединение гетероциклического ряда.

Спустя сорок лет, в 1904 г., два других немецких ученых Эмиль Фишер и Иосиф Меринг установили, что производные барбитуровой кислоты – барбитал и фенобарбитал – могут быть использованы как снотворное. Находясь под большим впечатлением от красот итальянского города Вероны, Фишер, который совершал путешествие по Северной Италии, назвал барбитал вероналом. Фенобарбитал впоследствии стал называться люминалом.

Вторая мировая война и тяжелые послевоенные годы, растущая нагрузка на нервную систему людей, обусловленная сложной политической и экономической обстановкой атомного века, вызвали потребность в широком использовании средств, успокаивающих взвинченные нервы и хотя бы временно дающих возможность забыть о тревогах и трудностях жизни того времени.

Появилось большое количество производных барбитуровой кислоты. Только в Германии их число достигало 265 наименований. А мировое производство таких препаратов в 1948 г. достигло 300 тонн! Но ни больные, ни сами врачи, назначавшие пациентам барбитураты, не знали, в связи с чем родоначальник этих веществ – барбитуровая кислота – получил свое название.

О том, как это бесцветное кристаллическое вещество, иначе называемое малонилмочевиной*, стало барбитуровой кислотой, сам Байер рассказывал так: «Kогда я работал над синтезом этого соединения, я был влюблен в одну девушку. Ее звали Барбара. Она была мила и красива, и я планировал жениться на ней. Kак и всем влюбленным, мне хотелось сделать ей подарок. Но денег у меня не было, поэтому я сделал такой подарок, который был в моих силах. Полученному мною новому соединению я дал имя своей возлюбленной, назвав его барбитуровой кислотой».

Свадьба тогда не состоялась. Зато в химии остался целый класс органических соединений – барбитураты.

Открытие по принуждению

Kогда в 1860 г. в Берлинской ремесленной академии ввели новый предмет – органическую химию и пригласили Байера на работу в качестве приват-доцента, он был безмерно счастлив. Его не смущало даже то, что половину своего и так небольшого жалования он должен был отдавать ассистенту, который вообще ничего не получал. Одно только огорчало Адольфа – это отсутствие хорошей химической лаборатории. Поэтому первостепенной задачей, поставленной Байером перед руководством академии, было строительство лаборатории, которая открыла свои двери уже год спустя. Через некоторое время в ней появились впоследствии известные химики Kарл Гребе и Kарл Либерманн.

Оба они также сначала учились у Р.Бунзена в Гейдельберге, а затем оказались в лаборатории Байера. В период с 1865 по 1869 гг. Гребе был ассистентом Байера, успев до этого год проработать химиком на красильной фабрике, а Либерманн – практикантом.

Темой исследования Гребе была хинная кислота и продукт ее окисления – хинон. Взяв себе помощником практиканта Либерманна, Гребе начал эксперименты. В поле его зрения попал и природный краситель ализарин, который по химическим свойствам походил на хиноны и который Гребе считал производным хинона.

Ализарин был известен еще с древности и добывался из корней растения марены. Чтобы определить, какой углеводород лежит в основе ализарина, Байер посоветовал Гребе провести нагревание его с цинковой пылью. Этот прием он только начал применять для восстановления органических веществ, в частности для изучения строения индиго. Гребе внимательно выслушал руководителя лаборатории, но, посчитав предложенную процедуру в данном случае бесперспективной, решил ее не проводить. Через месяц Байер поинтересовался у Гребе, что получилось в результате восстановления ализарина цинковой пылью. Сконфуженный Гребе признался, что он не выполнил указание шефа.

«Гребе, пока вы мой ассистент, вы должны выполнять все мои распоряжения, а не игнорировать их», – в гневе сказал Байер и вышел из лаборатории.

Гребе и Либерманну не оставалось ничего другого, как провести предложенную реакцию. И хотя делали они это без особого удовольствия, результат превзошел все ожидания. Через несколько дней ученые были готовы пуститься в пляс, отдавая должное гениальной интуиции шефа. Дело в том, что в результате проведенного эксперимента получился антрацен, который содержится в каменноугольном дегте.

Гребе ликовал, ведь теперь ализарин можно будет получать из угля. Однако потребовалось еще три года напряженного труда, чтобы синтез ализарина (1,2-дигидроксиантрахинона) из антрацена был детально отработан.

Работа Гребе и Либерманна получила широкую известность – ученые восхищались новыми возможностями, открываемыми перед химиками, крестьяне же посылали проклятия первооткрывателям, ведь теперь марена, которую они выращивали на громадных площадях, становилась никому не нужной.

В лучах славы, пролившихся на Гребе и Либерманна, как-то ушла в тень фигура самого Байера. А ведь именно под его руководством работал в лаборатории ассистент Гребе и практикант Либерманн, именно Байер открыл способ восстановления органических веществ, нагревая их с цинковой пылью, и, в конце концов, именно он подал идею и настоял на проведении реакции, которая в итоге привела к такому замечательному результату. И хотя Байеру было немножечко обидно, он утешал себя мыслью, что все-таки был первым, кто дал решающий толчок к осуществлению такой практически важной научной проблемы как синтез ализарина из каменноугольного дегтя.

---

* 2,4,6-пиримидинтрион, или N,NR-малонилмочевина, – научные названия барбитуровой кислоты. – Прим. ред.

Материал подготовил С.И.РОГОЖНИКОВ

Печатается с продолжением