Константин Пиотровский - Сергей Лебедев

«Только пробовать!». Немного истории. И. Л. Кондаков. Привычка химиков немедленно выбрасывать все, что напоминает смолу. Высокополимеры — помеха для химиков. Направление поисков. Гофман впервые узнает об изопрене. Что такое «удобный» метод пятьдесят лет назад? «Я так и знал, что ты меня встретишь».

С. В. Лебедев начал свои систематические исследования в области процесса полимеризации двуэтиленовых углеводородов в 1908 году. По выражению крупнейшего английского химика Вильяма Рамзая, обогатившего науку рядом выдающихся завоеваний (в частности, открытием инертных газов), чтобы делать в науке крупные открытия, «прежде всего необходимо, разумеется, узнать, что в данной области сделано уже другими… А затем ничего более не нужно, как только пробовать». Но пробовать, или, вернее, экспериментировать, можно по-разному. Рамзай поясняет с легкой иронией, что можно пробовать двумя путями, подобно тому как бывают двоякого рода рыбаки: одни ловят сардину, а другие лососей. «Лососей, — говорит Рамзай, — в настоящее время не так уж много, как раньше; сардины стало, может быть, даже еще больше. Вот почему нужен известный опыт и зоркий глаз, чтобы узнать, где можно поймать лосося!»

Как определить направление своих исследований, чтобы достичь в намеченной области значительных и принципиальных успехов, — очень важный и ответственный момент в творчестве любого ученого и особенно ученого, работающего в области экспериментальных наук. Многочисленные и порой очень сложные эксперименты химика, не объединенные общей идеей и не подчиненные правильному ее решению, могут привести к тому, что будет выполнен большой объем работы, будут детализированы и выяснены многие частности, но даже по совокупности проведенных исследований ученый не сможет внести существенный вклад в ту область науки, которую он выбрал предметом своего творчества. Он не сможет уловить и вскрыть те закономерности, которые управляют изучаемыми им процессами.

Непредельные двуэтиленовые углеводороды, которые С. В. Лебедев избрал новой областью своих исследований, обладают той самой важной особенностью, которая делает их весьма химически активными. Они содержат две двойные связи, почему и называются двуэтиленовые углеводороды. Приступая к их изучению, Лебедев подробно изучил практически весь имеющийся в литературе материал по этому вопросу и провел строгий анализ имеющихся данных, чтобы четко определить задачи, возникавшие перед ним в предпринятом исследовании.

Что же было известно Сергею Васильевичу к началу его работы в области полимеризации непредельных соединений?

Пожалуй, самое главное, во всяком случае, главное для дальнейшего развертывания событий, а именно: в результате полимеризации этих соединений получались вещества, напоминающие по некоторым своим свойствам природный каучук…

Первое знакомство европейцев с каучуком относится ко времени замечательных путешествий и географических открытий Христофора Колумба. Но первое сравнительно подробное описание этого материала, нашедшего широкое распространение в современной технике, было дано французским ученым Шарлем де ла Кондамином.

В 1736 году Парижская Академия наук направила в Южную Америку экспедицию для измерения дуги меридиана, в состав которой входил и Шарль де ла Кондамин, известный французский геодезист и путешественник. В лесах Южной Америки он впервые познакомился с деревьями, дающими каучук, и с теми методами применения каучука, которые были известны коренному населению района экспедиции — местным индейцам. По возвращении во Францию Шарль де ла Кондамин написал подробный доклад о свойствах каучука, который был опубликован в изданиях Парижской Академии наук.

Но исследования химического состава каучука начались значительно позднее: только в 20-х годах XIX века. В то время химики изучали состав различных органических веществ главным образом путем их перегонки. Последовательно улавливались и анализировались продукты, выделившиеся при нагреве испытуемого вещества без доступа воздуха. Синтетическое направление в органической химии, позволившее устанавливать структуру и состав тех или иных органических соединений путем их искусственного воссоздания, развилось только в середине XIX века и к моменту начала исследования химического состава каучука, естественно, не нашло еще распространения.

В 20-х годах прошлого века ряд крупнейших химиков: Дюма, Либих, Дальтон, а затем замечательнейший экспериментатор-самоучка Майкл Фарадей, из переплетчиков ставший крупнейшим ученым, посвятили свои исследования установлению состава каучука. Наиболее интересные данные были получены Фарадеем, который первым выделил из каучука при сухой его перегонке углеводород изопрен (хотя далеко не в чистом виде). Этот углеводород, как выяснилось, является основным звеном в цепи гигантской молекулы каучука. Фарадей уточнил, что каучук представляет собой углеводород, в котором на пять атомов углерода приходится восемь атомов водорода. О полимерном состоянии этих молекул Фарадей еще не догадывался.

Последующими опытами Грегори, Химли, А. Бушарда эти работы были подтверждены. Но, в какой-то мере уточнив данные Фарадея, они одновременно и запутали вопрос о химической природе каучука, что во многом объясняется недостаточной чистотой образцов, взятых для исследования.

Анализируя состояние и развитие исследований в области полимеризации двуэтиленовых углеводородов, С. В. Лебедев считал, что первый этап исследований в этой области начинается с 1860 года, когда английский химик Вильямс выделил из продуктов сухой перегонки каучука изопрен достаточной степени чистоты (кстати, название «изопрен» впервые применено Вильямсом) и, наблюдая способность его полимеризоваться, высказал предположение, что каучук и гуттаперча образуются полимеризацией изопрена.

Наиболее четко возможность перехода изопрена, полученного сухой перегонкой каучука, обратно в каучукоподобный продукт была впервые показана в работе Г. Бушарда в 1875–1879 годах. В дальнейшем вопросу полимеризации изопрена были посвящены работы многих химиков, в частности Валлаха, Тильдена и уже известного нам руководителя дипломной работы С. В. Лебедева в Петербургском университете В. А. Мокиевского. Хотя в этих исследованиях и были получены безусловно интересные для науки факты, которые подтверждали и дополняли ранее высказанные предположения и наблюдения, касавшиеся получения каучукоподобных продуктов при полимеризации изопрена, однако они не продвинули существенно практическое решение проблемы синтеза каучука. А вопрос уже стоял именно так.