адольф фон байер

Адольф фон Байер

10 августа 1897 года профессора и студенты Гейдельбергского университета хоронили безвременно погибшего известного химика Виктора Мейера. Под печально-торжественные звуки Бетховенского погребального марша, с распущенными знаменами студенческих корпораций, пришли они из города на поэтическое Гайсбергское кладбище и плотным кольцом окружили свежевырытую могилу. Небольшой кучкой стояли среди них и русские ученики почившего. И вот, когда черный гроб повис уже над могилой, к ней подошел высокий плотный старик с окладистой седой бородой, необыкновенно свежим цветом лица и голубыми глазами, громким голосом произнес: «Адольф Байер посвящает этот венок своему лучшему другу». Это был знаменитый химик-органик. Байер был не только другом Виктора Мейера, но и его учителем и даже академическим крестным отцом. Он пережил его на 20 лет и умер 20 августа 1917 г. в возрасте 82 лет. В течение 70 лет Байер интересовался химией и 60 лет работал для этой благородной науки. Он пережил целый исторический период интенсивного научного творчества, в котором сам принимал большое участие.

Все силы Адольфа Байера были отданы органической химии. Сам Байер считал себя самоучкой в этой области, ибо первые свои работы он сделал самостоятельно. Но если указать его учителей, то следует назвать Августа Кекуле, хотя он и был всего на 6 лет старше Байера.

Фридрих Август Кекуле фон Штрадониц
Фридрих Август Кекуле фон Штрадониц

«Молодежь, — говорит Байер, — с трудом может составить себе по литературным данным сколько-нибудь верное представление о том влиянии, которое имел на своих современников молодой Кекуле». Увлеченный логической связностью нового учения, названного впоследствии структурной химией, Кекуле воодушевлял своих слушателей, возводя перед ними здание теоретической химии, в котором мы живем и теперь. Пусть фундаментальная мысль об истолковании типов при помощи атомных валентностей принадлежит Вильямсону, а Купер одновременно указал на 4-валентность углерода, за Кекуле все же остается большая слава: он создал систему органической химии и рассказал о ней миру с воодушевлением пророка». Байер воспринял эту систему 20-летним студентом. Неудивительно, что она показалась ему более законченной, чем была. Проверять справедливость взглядов своего учителя у него не было охоты. Напротив, его тянуло к работе в отдаленных областях, по примеру старых эмпириков, но с новым вооружением в руках.

Биография Адольфа фон Байера

Он родился в доме полном литературных и художественных традиций. Дед его Хитуш был центром тогдашнего литературного Берлина и собирал у себя кружок писателей и поэтов, среди которых бывали Шамиссо, неистовый романтик, Эрнст Теодор Гофман — одновременно юрист, музыкант, поэт и критик, Захарий Вернер и др.

Впоследствии, уже у дяди, историка искусств Куглера, встречались литераторы. В салоне дяди бывал и юный Байер, но душа его не раскрывалась навстречу искусству и поэзии. Мальчик был застенчив, и с малых лет его уже влекло к природе. Он любил сопровождать отца в его регулярных поездках по службе (отец Байера был капитаном генштаба), и, пока тот занимался своими геодезическими съемками, мальчик охотно оставался наедине с природой, рассматривал, слушал, собирал маленькие коллекции, а, вернувшись домой, «экспериментировал» со всем, что попадалось под руку, вплоть до масляных ламп и казенных щипцов.

Родители, как известно, не склонны поощрять подобные «эксперименты по химии» и сначала пробовали лечить неумеренное рвение экспериментатора жезлом, а затем решили направить деятельность мальчика в более сознательное русло, подарив ему популярную уже тогда «школу химии Штёкгарта». Тотчас же на карманные деньги устраивается крошечная лаборатория и постепенно проделываются все описанные у Штёкгарта опыты. Они демонстрируются затем перед другом, который за удовольствие обязывается мыть пробирки и стаканы экспериментатора.

В этот период (Байеру было 9—10 лет) сделано даже маленькое открытие: получена в кристаллах двойная соль углекислой меди и углекислого натрия, описанная только 4 года спустя. Затем наступает черед органической химии: проделываются опыты по руководству Фридриха Вёлера, и Байер отмечает, что мочевая кислота и индиго тогда уже начали его интересовать.

Окончание гимназии совпало с увлечением ботаникой, которое закончилось 6-месячным путешествием пешком, в компании с приятелем, из Триэста через Далмацию, Черногорию и Восточные Альпы с целью собирания растений. Затем наступают первые семестры университетской жизни в Берлине, появляется интерес к математике, возбужденный талантливым лектором Диришлэ. Затем отбывание воинской повинности в течение года и снова возвращение в университет.

Университетские годы

Теперь юношу интересует уже только химия, за математическими книгами он засыпает. «Я понял тогда»,— говорит Байер:— «что химия является моим настоящим призванием, и, недолго думая, поехал в Гейдельберг к Бунзену, лаборатория которого славилась тогда на всю Германию». Как это все естественно, покойно и просто! — Ни мучительных исканий и сомнений, ни бесплодной траты энергии на колебания. В 21 год человек уже определенно знает, чего он хочет, и всю свою долгую жизнь будет хотеть того, чего желал в 21 год. В лаборатории Бунзена Байер находит большое увлеченное общество и среди старших практикантов Роско, Лотара Мейера, Пебаля, Либена и из русских — Шишкова и Бейльштейна. Вскоре через Пебаля Байер получает и работу: исследовать, одинаковый ли по свойствам хлористый метил получается из разных исходных материалов. Дело в том, что метан CH4 (атом углерода с четырьмя одинаковыми валентностями, насыщенными водородом), именовался в то время водородистым метилом и изображался по теории типов CH3. II. Таким образом один из четырех атомов водорода в метане был как будто на ином положении, чем три другие, вследствие чего и можно было ожидать, что от замены этого особого водорода хлором получится другое вещество, чем при замещении тем же элементом водорода метальной группы. Были даже и опыты Пьерра, подтверждавшие существование двух разных хлористых метилов.

Байер с охотой принялся за эту работу и добыл хлористый метил тремя различными способами: из древесного спирта, из какодиловой кислоты и прямым хлорированием метана. В первых двух случаях удалось установить полную идентичность продуктов, последний же метод дал как будто нечто иное. Объяснялось это однако, как указал впоследствии Бертло, примесями, с устранением которых исчезала и разница в свойствах этого продукта с полученными другими способами.

Импульс ко второй работе был дан русским химиком Л. И. Шишковым и в довольно оригинальной форме. Не зная, что делать с какодиловой кислотой, Байер посоветовался с Шишковым. «Теперь модно все обрабатывать 5-хлористым фосфором», отвечал тот. Байер беспрекословно последовал «моде», но постепенно сделал из этой работы целую диссертацию. Работа велась, не в институте, а в маленькой частной лаборатории Кекуле, который был не в особенном фаворе у своего патрона. Байер делает по этому поводу следующее любопытное замечание: «Бунзен, потеряв всякий интерес к органической химии, не интересовался и моими работами над какодиловой кислотой». Таким образом, вышло, что современная органическая химия, возникшая в Англии и Франции и ввезенная к нам оттуда Кекуле, как в свое время химия Гей-Люссака была ввезена Либихом, осталась в России «без приюта и покровительства». Бунзен спокойно отпустил Кекуле в Гент.

какодиловая кислота
Формула какодиловой кислоты

Частная лаборатория Кекуле была скромна и занимала комнатку в одно окно. Тяги вовсе не было, а для работ с вредными газами служила соседняя кухня, труба которой часто тянула очень плохо. В результате, придя однажды в лабораторию, Кекуле нашел своего юного практиканта в бессознательном состоянии и с сильно опухшим, лицом. Оказалось, что Байер открыл хлористый монометил мышьяк и сильно вдохнул его, не подозревая об ужасных свойствах этого вещества.

Защита диссертации

Защищать диссертацию, написанную по латыни Байер поехал в Берлин. Работа была принята, но весьма сухо, как нечто посредственное. Дело в том, что тогдашние берлинские профессора химики Митчерлих и Розе и физик Магнус были совершенно чужды новой органической химии и, по мнению Байера, высказанному, конечно, впоследствии, просто но понимали его работы и не знали, что делать с ним самим. Экзамен прошел без особого блеска, после чего молодой доктор тотчас же уехал в Гент к своему учителю Кекуле. В 1860 году Байер возвращается на родину и вступает в число приват-доцентов берлинского университета, посвящая свою вступительную лекцию мочевой кислоте. Экспериментировать здесь Байер не может, так как в то время университет не имел еще химической лаборатории, а устроить свою у молодого доцента не хватает средств. Поступает предложение, занять кафедру органической химии в ремесленном институте. Условия не блестящие: 1800 марок годового жалования.

Экспериментальные исследования

Но… в распоряжение молодого профессора предоставлялась новая благоустроенная лаборатория, в которой Байер проработал затем 12 лет. В университете дела молодого приват-доцента шли далеко не блестяще. Попробовал он объявить курс лекций по неорганической химии: занял аудиторию, пригласил ассистента, потратился на приборы и принадлежности, но никто не пришел. За этой неудачей последовала другая. В 1865-м году декан марбургского университета спросил Байера, согласен ли он занять освободившуюся кафедру Кольбе. Согласие было дано немедленно. Но на другой же день пришла депеша с извещением, что курфюрст сам распорядился кафедрой и, помимо министра и факультета, назначил в Марбург старшего ассистента Бунзена Кариуса. Байера же в следующем году, благодаря рекомендации А. Б. Гофмана, представили в экстраординарные профессора берлинского университета, но без жалования.

Так прошли первые 10 лет службы Байера в Берлине. В лаборатории ремесленного института постепенно развилась кипучая деятельность. Экспериментальные исследования велись беспрерывно и за 10 лет дали материал для 50 статей, напечатанных частью в сотрудничестве с учениками и ассистентами. Разрабатывались группы мочевой кислоты, индиго, непредельных кислот, начато было изучение реакций конденсации и др. В это же время был открыт сделавшийся впоследствии знаменитым метод восстановления органических соединений перегонкой с цинковой пылью. Байер получил при помощи этого метода основное вещество группы индиго — индол. Затем в лаборатории Байера его ассистент Гребе и один из практикантов Либерман воспользовались тем же методом для решения не менее важного вопроса: какой углеводород лежит в основе ализарина, знаменитой краски, содержащейся в корнях растения марены. Ответ получился скорый и точный: углеводород этот — антрацен. Для Гребе стало ясно, что сам ализарин — это диоксиантрахинон. Этим намечался путь синтеза краски из антрацена. Синтез был осуществлен Гребе и Либерманом в лаборатории Байера с поразительной быстротой и при участии Каро и Перхина нашел себе доступ на фабрику. Этой работой была вписана первая и блестящая страница в славную историю синтетическо-химической промышленности.

Неудивительно, что, в результате такой интересной деятельности Байеровой лаборатории, имя Байера начало приобретать популярность в стране. И вот в 1870 году его зовут в Кёнигсберг. Байер отклоняет предложение, но, опираясь на 10-летнюю деятельность в институте, пробует укрепить свое положение в Берлине и ходатайствует о маленькой прибавке к своему скудному жалованью. В ответ получает резкий отказ. А уже имел семью. Приходилось подрабатывать. Однако по этому пути Байер не пошел: его определенно влекло к исследованию. И вот, когда надежды устроиться в Берлине профессором химии на медицинском факультете еще раз не оправдалось, Байер с радостью принимает приглашение в только что завоеванный Страсбург и покидает свою родину.

Подлинно — нет пророка в своем отечестве.

Страсбургский период

В течение трех последних лет в берлинской лаборатории Байера работал и знаменитый впоследствии органик Виктор Майер. Приехав в Страсбург, Байер нашел побежденный и частью разоренный город, мрачное и враждебное отношение населения к победителям и опустелый университет.

Лаборатория была, однако удобна и просторна, и скоро в ней закипела деятельная научная жизнь. С новой энергией принялись за изучение разнообразных случаев конденсации, были исследованы и фталеины, открытие которых частью обязано случаю. В первый раз Байер применил фталевый ангидрид, как водоотнимающее средство, и нагрев с ним пирогаллол получил галлеин, затем уже сознательно сам фталевый ангидрид был сконденсирован с резорцином и фенолом, и таким образом добыты флюоресцоин и фенолфталеин. В числе первых учеников Байера в Страсбурге были и оба Фишера Эмиль и Отто.

Будущий Нобелевский лауреат Эмиль Фишер студентом работал над фталеинами, а оставшись затем у Байера ассистентом, открыл фенилгидразин. Конденсация фталевого ангидрида с фенолами при иных условиях привела Байера к новому синтезу антрахиноновых производных и ализарина. Много работ в Страсбургской лаборатории было посвящено открытым нитрозосоединениям, которые привели Байера в область красок.

Приглашение в Мюнхен

В Страсбурге Байер прожил недолго, всего три года. Затем его позвали в Мюнхен на опустевшую кафедру Либиха. Приглашение в Мюнхен являлось весьма почетным, но в Мюнхене в это время, т.е. в 1875 году не было еще лаборатории. Причина была в том, что Либих был инициатором лабораторного преподавания. Свою знаменитую лабораторию, куда к нему стекались ученики с разных концов Европы, Либих открыл уже в 1825 году и проработал там 57 семестров. Как страстная натура, Либих внес столько натиска и горячности в новое дело, что в результате оно совершенно его утомило. Любимое дело стало тягостным и мучительным. Либих не мог больше слышать о лаборатории. Либиха позвали в Мюнхен. Он принял предложение, но поставил условием освобождение его от лабораторных занятии со студентами. Университет пошел навстречу желанию Либиха, и в течение 29 лет Мюнхен был лишен лабораторно-химического преподавания. До приезда Байера в 1875 году никому не приходило в голову, что не современно оставлять такой научный центр, как Мюнхен, без лаборатории и что благоприятно разрешить эту задачу можно было и без Либиха, сделавшееся ему непосильным бременем.

Justus von Liebig
Юстус фон Либих

Переселившись в Мюнхен, Байер не нашел здесь ни химической лаборатории, ни ассистентов, ни студентов-химиков. Из профессоров-химиков был тоже только один заместитель Либиха и впоследствии его биограф, Фольгард. Но Байер был доволен: надо все создавать, а это легче и приятнее, чем поправлять и приспосабливать старое.

В новом институте работа пошла с прежней энергией. Началось изучение реакции конденсации, разработка группы фталеинов и индиго. Много исследований было посвящено гидроароматическим соединениям и структуре бензола. Главные результаты последних работ составили затем содержание речи Байера «О строении бензола», произнесенной на юбилее его учителя Кекуле.

Исследования индиго

Наиболее громкую славу создали Байеру его исследования в области индиго. Этой древней краской Байер заинтересовался еще ребенком, по крайней мере сам он рассказывает, как 13-летним мальчиком на дареные деньги купил себе кусок индиго, дивился его свойствам и в первый раз добыл из него по рецепту, взятому из руководства Вёлера, изатин, которым так много занимался впоследствии.

Работы над индиго начались с 1863 года и велись, с одним только, правда, довольно длинным перерывом, в течение 20 лет. Байер мог заявить, что «место каждого атома в молекуле индиго установлено экспериментальным путем». В 1880 году Байер осуществил и синтез индиго из коричной кислоты. В том же году был взят и первый патент на искусственное получение этой старинной естественной краски.

индиго
Натуральный краситель индиго

Своими работами в области индиго, фталеинов, антрахиноновых и нитропроизводных, Байер оказал ценные услуги химической промышленности. Не известно, в какой мере услуги эти были вознаграждены, и мог ли Байер повторить фразу своего учителя Кекуле: «К промышленности я всегда имел большой интерес, но от нее, право, не получал — никаких интересов». Бернсе с Байером было иначе, чему можно только порадоваться, как всякому шагу в сторону социальной справедливости, в том числе и более верной материальной оценки истинно творческой работы, которую современники всегда было более склонны вознаграждать щедро разливаемыми юбилейными речами и загробными панегириками. Во всяком случае непосредственно практическими целями Байер в своих работах не руководствовался, от техники он был далек, как по среде, из которой вышел, так и по образованию, которое получил. С техникой Байера сближали только его сотрудники, такие, как Каро, Гребо, Либерман. Для Байера выше всего стояли интересы науки, и он с одинаковым вниманием и глубиною изучал индиго и строение бензола, фталеины и определение химического места в терпенах, нитрозосоединение и основные свойства кислорода.

Синтез изатина

Байер верил, что в науке здоровое семя не пропадает и находит для себя добрую почву. Современная техника, во всяком случае, оценила заслуги Байера и давно уже причислила его к славнейшим создателям красочного производства. Впоследствии к старинному званию „доктор философии“, заработанному некогда юным Байером, присоединили еще новый, только что изготовленный титул «доктор инженер», воспринятый уже старым ученым. И не титул здесь венчал человека, а человек должен был освятить титул.

Как тип ученого, Байер является настоящим классиком. Он работает всегда, при всяких условиях, непрерывно и продуктивно. Исследования его обычно весьма продолжительны, детализированы и тянутся целыми десятилетиями.

Каждую тему он разрабатывает вглубь и вширь с упорством, выдержкой и любовью. В нем нет торопливости, нет постоянной смены периодов бурного натиска и упадка. Счастье и случай почти не играют роли в его открытиях. Взявшись за тему, он не отстает от нее, пока не получит ответа. Он переходит от одного вопроса к следующему. У него нет горячности и задора для ожесточенной полемики. Даже у молодого Байера хватает выдержки после 4-летней работы над индиго отложить в сторону эту любимую тему на целые 8 лет, потому что Кекуле опубликовал тогда сообщение о начатых им опытах синтеза изатина. Когда за 8 лет Кекуле не удалось решить поставленной задачи, Байер снова возвращается к индиго. Осуществляет синтез изатина и самой краски, а потом опять индиго, но оставляя, однако, других исследовании. Он публикует за это время не менее 20 экспериментальных работ, касающихся индиго. Обладая прекрасным здоровьем, Байер не нуждается в длительном и полном отдыхе. Если его утомило одно, он тотчас же принимается за другое. Так, в 1885 году после долгих работ над индиго Байер вдруг почувствовал отвращение к этой теме. Тогда он переходит к новому вопросу.

синтез изатина
Синтез изатина из o-нитробензальдегида и ацетона:

Формулировка теории напряжения

Склонность атомов углерода к образованию более или менее длинных цепей в органических соединениях несомненна, но обладают ли этой способностью и свободные углеродные атомы? Нельзя ли построить длинные цепи из ацетиленовых двойных звеньев, содержащие только на концах своих по атому водорода или другого элемента и будут ли такие цени по свойствам подобны другим органическим соединениям. Нельзя ли, затем, замкнуть эти цепи в чисто-углеродные кольца? Эти образования будут, конечно, менее сложны, чем, например, в алмазе, и можно ожидать, что эти новые формы углерода представятся прозрачными, летучими, как камфора, и сильно взрывчатыми. До взрывчатых алмазов Байер не дошел, но первую часть задачи, синтез полиацетиленовых соединений, разрешил и, кроме того, был приведен этой работой к формулировке известной «теории напряжения», объясняющей большую склонность углеродных цепей к образованию 5-6-звенных колец.

Адольф фон Байер — великий экспериментатор

Как экспериментатор, Байер принадлежал к числу тех химиков, любимыми аппаратами которых являются пробирка и часовое стекло. Байер делал тысячи опытов всегда с простыми приборами и в малых размерах. И в малом масштабе он умел видеть многое. Недаром он с удивлялся своему коллеге: «Как ваши опыты дают отрицательные результаты! Признаюсь, я никогда не сделал еще опыта с отрицательными результатами».

Та же характерная черта простоты уравновешенности и спокойствия сказывается и в изложении Байера, в его статьях, письмах, речах. В лекциях Байер подражал манере своего учителя профессора математики Диришлэ, про которого говорит следующее: «никаких риторических оборотов, напряжения тела или духа, и все-таки он увлекал своих слушателей, которые внимали его словам почти с благоговением. Достигал он этого тем, что будил мысль в слушателе и давал ему время в течение лекции додумать эту мысль до конца. Так, я объяснял успех Диришлэ и старался впоследствии по мере сил ему подражать». Как педагог, Байер выше всего ставил научное развитие студентов и больше всего боялся перегрузить их память чисто-описательным материалом.

Эта боязнь заставила его выступать вместе с Вильгельмом Оствальдом горячим противником введения государственных экзаменов для химиков как университетских, так и окончивших технические школы. Вообще же по экзаменам мюнхенская лаборатория Байера считалась строгой, ибо там был в обычае так называемый «Doctorandum», т. е. экзамен подобный докторскому, но производимый перед началом работы для диссертации.

В какой же общий вывод складываются впечатления от этих немногих эпизодов из биографии Байера в связи с основными чертами его физиономии, как ученого и профессора?

Этот человек твердо прошел длинный жизненный путь, до конца развернув данный Богом талант, и, неустанно работая всю жизнь, сохранил полное духовное и физическое здоровье. В конце пути, он мог сказать, что прожил свою жизнь так, как хотел, как мог и как был должен. И ведь Байер не исключение, от других он отличался талантом, не судьбою. Не слишком ли много в нашем обществе говорят об организациях и не слишком ли мало и вскользь мы заглядываем внутрь человека, мало ценим великое счастье ясно и во время осознанного призвания, всесокрушающую силу неустанного трудолюбия и выдержки, эту неукротимую волю к действию, рождаемую из не остывающей любви к избранному делу.

монета фон байер