Вильгельм Штрубе - Пути развития химии. Том 2. От начала промышленной революции до первой четверти XX века

Коренные изменения в развитии органической химии произошли, когда благодаря элементному анализу был выяснен состав многих органических веществ и было доказано, что органические вещества подчиняются тем же законам, что и неорганические.

Когда в 1782 г. К. Шееле, изучая "красящее начало" берлинской лазури [184], синтезировал цианид калия, сплавляя графит, поташ и хлорид аммония, его современники не могли понять, что работа Шееле представляет собой по существу органический синтез [185][29, с. 345]. Пятьдесят лет спустя положение заметно изменилось. Тем не менее, когда Ф. Вёлер синтезировал мочевину, многие опять-таки отказывались признать, что осуществлен синтез органического вещества из неорганических. В 1824 г. при действии циана на жидкий аммиак Вёлер синтезировал щавелевую кислоту. В ходе этого синтеза образовывалось также еще какое-то кристаллическое вещество. В 1828 г. он установил, что кристаллическое вещество представляет собой аммонийную соль циановой кислоты, которая может переходить в мочевину.

Вёлер сам был не очень уверен, является ли искусственное образование мочевины из неорганических соединений доказательством возможности синтеза органического вещества из неорганических. С присущей ему осторожностью он полагал, что только дальнейшее исследование подобных явлений может дать подтверждение такого вывода [76]. Осторожность объяснялась многими причинами. Одну из них Вёлер называл в письме к Берцелиусу: "Натурфилософ сказал бы, что как из угля животного происхождения, так и из полученных из него цианистых соединений еще не исчезла их органическая природа и именно поэтому из них можно снова получать органические тела" [77, с. 206].

Синтез мочевины снова и снова становился объектом спора ученых. Химики и историки химии рассматривали его как опровержение концепций витализма. Например, Р. Виндерлих писал: "Вера в представление о жизненной силе была поколеблена" [78, с. 40]. В 1944 г. Д. Мак-Кай назвал это утверждение легендой, потому что витализм и после получения мочевины продолжал существовать еще долго [79, с. 564 и сл.] [186]. Если синтез мочевины и связанные с этим философские вопросы рассматривать не в историческом плане, то можно выдвинуть аргументы против каждой из этих точек зрения. В историческом же плане выясняются два аспекта. Синтез мочевины рассматривался не как опровержение витализма в целом, а, пожалуй, как опровержение только одной из признаваемых витализмом концепций, согласно которой органические вещества могут создаваться только живыми существами посредством жизненной силы. Витализм представлял собой слишком широкое философское мировоззрение, чтобы такой синтез и даже, как впоследствии оказалось, множество таких синтезов могли опровергнуть его в целом. Но в химии витализм (как и вся натурфилософия) потерял свое значение; позже умозрительные заключения натурфилософии были опровергнуты результатами исследований и, как следствие, постижением глубин естествознания. Однако значение синтеза мочевины заключается не в том, что этот синтез опроверг витализм как философское учение, а в том, что он доказал возможность синтеза органических веществ из неорганических.

Во вступлении к своей статье "О природе мочевой кислоты" (1837 г.) Вёлер и Либих писали: "Из этой работы химическая философия сделает не предположительный, а уверенный вывод, что получение всех органических материй больше не должно принадлежать исключительно организму, и в наших лабораториях окажется не только возможным, но и неминуемым. Сахар, салицин, морфин [187]будут получаться искусственным способом. Мы, разумеется не знаем пути, которым будет достигнут этот конечный результат, потому что нам неизвестны предыдущие стадии, из которых эта материя разовьется, но мы их узнаем" [81].

В 1831 г. Т. Пелуз также осуществил органический синтез и из синильной кислоты получил муравьиную кислоту, затем в 1842 г. Л. Мельзену удалось превратить трихлор-уксусную кислоту в уксусную. Вскоре Г. Кольбе получил трихлоруксусную кислоту, обрабатывая тетрахлорэтилен хлором в присутствии воды на солнечном свету (тетрахлорэтилен был получен им при пропускании тетрахлорида углерода через раскаленную трубку). Значение осуществленного им синтеза Кольбе оценивал гораздо увереннее, чем за 20 лет до него Вёлер. Он писал: "Таким образом, обнаружен интересный факт: уксусная кислота, которая до сего времени была известна только как продукт окисления органической материи, может быть получена также путем синтеза непосредственно из элементов. Сероуглерод, гексахлорэтан и трихлоруксусная кислота являются веществами, которые в сочетании с водой способствуют превращению углерода в уксусную кислоту" [75].

В 1846 г. Кольбе совместно с Е. Франклендом удалось превратить этил- и метилцианиды в кислоты (пропионовую, уксусную, капроновую). В статье "О естественной связи органических и неорганических соединений..." (1859 г.) Кольбе писал: "Химические органические тела всегда являются производными неорганических соединений и получаются отчасти непосредственно из них в результате удивительно простых процессов замещения" [82].

С середины XIX в. количество органических синтезов стремительно росло. Синтетические способы получения веществ давали возможность выяснить строение органических веществ. "Конституция углеводородов, например, открывается из пути их синтеза из алкилгалогенидов и цинка или натрия, а конституция кетонов — из их образования из хлорангид-ридов и алкильных соединений олова",- писал Э. Мейер [15, с. 331]. Он подчеркивал также большое значение синтезов, проведенных путем "конденсации", при которой "несколько одинаковых или различных молекул, отдавая воду, объединяются таким образом, что атомы углерода соединяются друг с другом".

Во второй половине XIX в. удалось синтезировать несколько кислот растительного происхождения: щавелевую кислоту — из угольной, янтарную — из этилена. Кроме того, синтетическим путем было получено большое количество красящих, душистых и лекарственных веществ, и многие из этих синтезов стали использоваться в промышленности [188].

В качестве примера можно привести синтез салициловой кислоты, которую Г. Кольбе удалось получить в 1860 г. действием углекислого газа на фенол в присутствии щелочного металла. Когда Кольбе усовершенствовал этот метод, заменив фенол его натриевой солью и обрабатывая последнюю углекислым газом при нагревании, он предложил своему бывшему ученику — владельцу фабрики Фридриху Хейдену — провести этот синтез в промышленности. Кольбе отмечал также способность салициловой кислоты предотвращать гниение и брожение и возможность применения ее в этих целях в медицине. Хейден взялся за производство кислоты на своей фабрике вблизи Дрездена. В архиве фирмы имеются отзывы о салициловой кислоте, которые по просьбе Хейдена дали несколько известных специалистов. В отзывах подтверждены полезные свойства кислоты и высказаны соображения о целесообразности ее производства.