Берцелиус считал, что в органическом мире действуют иные силы и законы, нежели в неорганическом. У неорганических веществ сильно проявляются электрохимические свойства. Отличительной особенностью органических соединений, по мнению Берцелиуса, является специфическое происхождение и определяемые этим свойства. Многовековая алхимическая традиция базировалась на укоренившемся представлении о том, что неорганические вещества (особенно благородные металлы) можно получить при помощи химических превращений. Но «тела растительного и животного царств», как называли тогда органические соединения, химики выделяли лишь из «живой материи»-частей растений, животных и человека, а также из продуктов их жизнедеятельности.
«…Существо живого тела,-писал Берцелиус,-заключается не в его неорганических элементах, а в чем-то другом, что в состоянии склонить неорганические, общие для всех живых тел элементы, к осуществлению определенных, своеобразных для каждого рода, результатов… Это нечто, называемое нами жизненной силой, целиком лежит вне неорганических элементов и не является одним из первоначальных свойств, как вес, непроницаемость, электрическая полярность и т. п.; что оно собой представляет, где его начало и где конец,-мы не знаем».
Виталисты
Большинство ученых начала XIX в. принимало это положение Берцелиуса безоговорочно. Они верили в «жизненную силу», их так и называли – виталисты’ (от латинского vitalis – жизненный). Однако сам Берцелиус считал, что поскольку неизвестно, «где начало и где конец» жизненной силы, то объяснить все процессы, протекающие в «живых телах» (организмах), действием только одной этой силы нельзя.
«Следовательно,-делал он вывод,-нам остается лишь найти в самих органических процессах те своеобразные условия, при которых в них действуют общие природные силы. Но те же силы предполагают наличие одних и тех же законов природы. Отсюда следует, что наши знания о законах соединения элементов в неорганической природе должны быть целиком применимы и к соединениям этих элементов в органической природе».
И все же Берцелиус сомневался, что можно получить органические вещества из неорганических путем синтеза, считая такой синтез «несовершенным подражанием» природе. Одним из первых, кто осуществил такое «подражание», был ученик Берцелиуса, крупнейший немецкий химик, врач по образованию Фридрих Вёлер.
Биография Фридриха Вёлера
Интерес к естественным наукам проявился у него рано: еще будучи гимназистом, Фридрих занимался минералогией, а когда один из друзей отца разрешил любознательному мальчику пользоваться своей библиотекой и лабораторией, он увлекся химией. Он соорудил гальваническую батарею и проводил различные опыты. Юный экспериментатор получил электрохимическим путем калий, нашел в богемском купоросе еще мало известный элемент селен, обнаружил следы кадмия в металлическом цинке…
Увлечение химией продолжалось и в годы обучения в Марбургском университете. Для совершенствования экспериментальных и исследовательских навыков Вёлер оборудовал небольшую лабораторию в своей комнате. В Гейдельберге он защитил диссертацию и получил степень доктора медицины. По совету своего учителя, известного немецкого химика Л. Гмелина (1788-1853), Вёлер всецело посвятил себя химии. Начинающий ученый обратился к Берцелиусу с просьбой разрешить поработать в его лаборатории. Знаменитый химик ответил согласием, и Вёлер в 1833 г. едет в Стокгольм. Берцелиус встретил его любезно и для начала поручил Вёлеру исследовать состав одного из минералов. Знаменитый ученый остался недоволен результатом, считая, что работа сделана быстро, «но плохо». Этот урок Вёлер запомнил на всю жизнь.
Вернувшись на родину, Вёлер занялся преподаванием, не оставляя в то же время исследовательской работы. Вёлер прекрасно читал лекции, его отличные учебники выдержали множество изданий. В его лаборатории работали Г. Кольбе, Р. Фиттиг – впоследствии известные химики-органики, его учеником был и русский химик Ф. Ф. Бейлынтейн, автор знаменитого справочника, знакомого, без преувеличения, каждому химику.
В 1822 г. Вёлер получил соли циановой кислоты и установил ее состав (HOCN), который оказался тождественным составу гремучей кислоты (CNOH); эту кислоту в то же время исследовал соотечественник Вёлера Юстус Либих. Усомнившись в правильности полученных Вёлером данных, Либих написал ему, что анализ циановой кислоты проведен неточно. Вёлер вновь повторил опыты и убедился, что результаты получаются прежними. Не зная, чем это вызвано, он обратился за помощью к Берцелиусу. Сопоставив данные обоих химиков, шведский ученый пришел к выводу, что сделано интересное открытие: среди органических веществ обнаружены соединения одинакового состава, но с разными свойствами. Берцелиус назвал это явление изомерией. (Либих и Вёлер встретились в 1828 г. Заочное знакомство перешло в трогательную дружбу, продолжавшуюся до смерти Либиха в 1873 г. Эта дружба была очень плодотворной для обоих ученых, но больше всего выиграла от этого органическая химия.)
Синтез органических веществ из неорганических
Изучая циановую кислоту и ее соединения (1824), Вёлер заметил, что из раствора цианата аммония (NH4OCN) при выпаривании выделяется вещество, которое не дает реакции на аммоний и на циановую кислоту. Вначале он не придал этому особого значения. Только через четыре года Вёлер смог доказать, что это вещество является мочевиной (карбамидом) и понять всю важность своего открытия: из цианата аммония — неорганического вещества – была получена мочевина – продукт жизнедеятельности животного организма:
NH4OCN → CO(NH2)2
В письме к Берцелиусу Вёлер заявил, что может «делать мочевину, не нуждаясь при этом в почках». Однако тут же высказал сомнение:
«Можно ли рассматривать это искусственное получение мочевины как пример создания органического вещества из неорганического? Ведь для того чтобы получить циановую кислоту (а также аммиак), мы должны исходить из органического вещества, и «натурфилософ» сказал бы, что животный уголь, равно как и полученные из него циановые соединения, все еще сохраняют в себе нечто из органической природы, а потому вполне естественно, что из них можно получить какое-нибудь другое органическое вещество».
В своем письме Берцелиус не ответил прямо на принципиальный вопрос Вёлера, но поздравил его с «красивым открытием».
В статье, посвященной получению мочевины (1828), Вёлер писал, что этот синтез «примечателен, так как дает образец искусственного получения органического вещества, так называемого животного вещества, из неорганической материи». Такие факты уже были известны к тому времени. Сам Вёлер получил в 1824 г. щавелевую кислоту – вещество растительного происхождения – из «неорганического» газа дициана, а Гмелин годом позже многостадийным синтезом получил циклическую кроконовую кислоту из окиси углерода и калия. Французский химик Т. Пелуз получил (1831) муравьиную кислоту из синильной кислоты.
Но такие удачные единичные синтезы не могли окончательно подорвать веру в господствовавшее среди большинства ученых представление о «жизненной силе». Это произошло позднее, после того как выдающийся французский химик М. Бертло в начале 50-х годов получил искусственным путе мжиры, аналоги природных жиров, а великий русский ученый А. М. Бутлеров в 1861 г. сформулировал основные положения теории строения органических соединений.
