Читая эти строки, вы наверняка сидите в уютном кресле и за столом, части которых склеены эпоксидной или иной искусственной смолой. Пользуетесь вещами из пластика, в одежде, сшитой с использованием химволокна. Всё это разнообразие современной химической продукции было бы невозможно без работ одного из самых выдающихся химиков позапрошлого столетия, казанского профессора Александра Михайловича Бутлерова.
Выращивал чай и разводил пчёл
Будущий учёный родился в Чистополе в 1828 году, в семье помещика, офицера, ветерана Отечественной войны 1812 года Михаила Бутлерова. Учился в 1-й казанской гимназии, и с ранних лет обожал занятия химией. Вместе с парой одноклассников постоянно «изобретали» то новые составы пороха, то смеси для бенгальских огней. Однажды состав, который перетирали в ступке ребята, сдетонировал, произошёл взрыв. Дети получили ожоги, к счастью, несильные, но о ЧП прознали – и юного Бутлерова заставили три учебных дня простоять в углу класса. На шею ему повесили табличку с надписью «Великий химик».
Надпись оказалась пророческой
После гимназии учился в Казанском университете, там же и остался преподавателем на кафедре химии, профессорами которой были такие известные учёные, как К. К. Клаус и Н. Н. Зинин. С 1852 года, после перехода Клауса в Дерптский университет, Бутлеров возглавил преподавание всей химии в Казанском университете. В 1851 Бутлеров защитил магистерскую диссертацию «Об окислении органических соединений», а в 1854 в Московском университете — докторскую диссертацию «Об эфирных маслах». Во время заграничной поездки в 1857—1858 сблизился со многими видными химиками, в том числе с Фридрихом Кекуле, создателем теории валентности. Около полугода Бутлеров жил в Париже, деятельно участвуя в заседаниях только что организованного Парижского химического общества.
Казанский учёный был очень увлекающимся человеком: страстный пчеловод, он разводил в селе Бутлеровка, в 8 километрах от Чистополя, пчёл, сам собирал мёд и экспериментировал с его составами. Личные наблюдения за жизнью пчелиного роя побудили Бутлерова написать статью «Два заблуждения», которая была напечатана в Трудах Вольного экономического общества и на немецком языке в журнале «Bienen-Zeitung». Кроме этого, им было написано руководство для крестьян-пчеловодов: «Пчела, её жизнь. Правила толкового пчеловодства». За нее ученого удостоили золотой медали и премии Императорского Вольного экономического общества. Выйдя в отставку, Бутлеров планировал открыть школу пчеловодства, даже начал стоить на территории имения двухэтажное каменное здание. Но не успел реализовать задуманное.
Другой любовью Бутлерова среди насекомых стали бабочки. Даже университет он закончил со степенью кандидата за сочинение не по химии, а по зоологии на тему «Дневные бабочки Волго-Уральской фауны». В зоологическом музее Казанского Федерального университета до сих пор хранится коллекция бабочек Бутлерова (несколько сотен насекомых), переданная вузу в 1881 году. Она пережила революцию, Великую Отечественную войну, и сохранилась, пусть и не полностью, но в относительно приличном состоянии. Сотрудники музея говорят, что сама по себе она не уникальная, но вполне интересная и грамотная.
Ещё одним увлечением Александра Михайловича стало «разведение» чая. Во время поездки на Кавказ для изучения особой породы пчел, ученый обратил внимание на чайные кусты. Попытка приготовить из них напиток удалась на славу. Воодушевленный доклад Бутлерова на «чайную» тему в Вольно-экономическом обществе в 1885 году вызвал интерес не только членов общества, но и предпринимателей.
Правило двух перчаток
В историю химии Александр Михайлович вошёл как создатель теории взаимодействия и свойств органических молекул – фундамента всей органической химии. Фактически, именно с его работ и началась в России и мире химия органических веществ как связанная стройными теоретическими «нитями» наука.
Он заложил основы синтеза многих видов пластика, в частности, формальдегидных смол, которые сейчас массово используются для создания древесных мебельных плит и других изделий. Бутлеров описал и предсказал свойства различных полимерных соединений – тех, что в будущем легли в основу создания химволокон и сверхпрочных пластиков, из которых сегодня изготавливаются тысячи различных предметов.
Наконец, вместе со своими учениками великий казанский химик открыл явление стереоизомерии. Он доказал, что в химическом веществе могут быть одинаковые по атомному составу молекулы, но разные по пространственной компоновке. Это примерное как правая и левая перчатки – вроде бы со стороны совершенно одинаковы, и та, и та для тех же пяти пальцев, но надеть не на ту руку не получится.
Более того, оказалось, что «правые» и «левые» молекулы, попадая в организм, могут вести себя в биохимических реакциях совершенно по-разному. В 1956 году в США и Германии, из-за игнорирования «правила Бутлерова» произошла так называемая «талидомидная катастрофа». Фармкомпания выпустила на рынок препарат «Талидомид», рекламируя его как совершенно безвредное снотворное, в том числе и для беременных. Он содержал в себе смесь «правых» и «левых» молекул активного вещества. «Правые» действительно были безвредны, а вот «левые» вызывали тяжелейшие повреждения плода у будущих матерей. «Талидомид» продавался шесть лет, и за это время у женщин, принимавших «безвредный препарат», родилось около 12 тысяч детей-инвалидов, прежде чем таблетки изъяли из аптек.
Формула Создателя
Но, пожалуй, самой известной химической реакцией из открытых Бутлеровым стала реакция синтеза сахара (точнее, сладких углеводов) из формальдегида. Она в итоге получила название по имени создателя – «реакция Бутлерова», а сам Александр Михайлович и представить не мог, что полтора столетия спустя вокруг неё будет сломано немало копий учёными всего мира.
Дело в том, что реакция Бутлерова по сути проливает свет на то, как зарождалась жизнь в первичном океане древней Земли. Сахар – продукт хорошо известный всем нам как главное «топливо» в живых организмах - появляется в реакции из совершенно «несъедобного» формальдегида, довольно простого органического вещества.
- Изучению реакции много лет мешал ее капризный характер — колбу с раствором надо было греть несколько часов без всяких видимых изменений, как вдруг за считанные минуты раствор желтел, затем коричневел и загустевал… - вспоминает уже современный учёный-химик из США Рональд Бреслоу.
В 70-х годах реакцию Бутлерова пытались использовать советские и американские химики для создания аппаратов по производству сахара для питания космонавтов во время длительных межпланетных экспедиций. Отходы органики предполагалось разлагать до простейших составляющих, а затем заново синтезировать съедобный продукт прямо в колбе, а не через длинный цикл выращивания растений или водорослей, как предполагалось ранее.
Опыты велись довольно активно, но затем результаты были засекречены и у нас, и у американской стороны. Судьба дальнейших разработок этого чрезвычайно заманчивого направления так и осталась неизвестной.
Как видим, научные работы Александра Бутлерова намного опередили своё время. И до сих пор дают пищу для размышлений химикам-органикам во всём мире.
Кстати, сам Александр Михайлович всю жизнь прожил в Казани, никогда и не думал перебраться в Петербург или за границу. Очень любил природу родного края, и выйдя в отставку, отдыхал в имении Бутлеровка, занимаясь любимым пчеловодством. Там он и закончил свои дни 17 августа 1886 года.
