Занимательная химия для детей и взрослых - Илья Леенсон

Схема синтеза 1,3-тиазолидина

Достойно упоминания, что подобные синтезы с участием изонитрилов (только с меньшим числом компонентов) Уги разработал еще в начале 60-х гг., и эти реакции носят его имя.

Химикам-синтетикам помогают в работе не только ферменты. Уже давно многие синтезы планируют компьютеры. Одна из наиболее показательных в этом плане работ была выполнена в 1992 г., когда компьютер предложил 72 так называемые перициклические реакции синтеза сопряженных диенов. Из этих реакций две оказались принципиально новыми, и они были реализованы в лаборатории. В одной из них циклический тритиокарбонат нагрели с замещенным фосфином и получили почти со 100%-ным выходом 1,3-бутадиен (наряду с сероуглеродом). Этот синтез считается первой осуществленной химической реакцией, которую «изобрел» компьютер:

Схема синтеза, «изобретенного» компьютером

Случаются и «рекорды», которые никакой славы их авторам не приносят. Скорее наоборот. Речь идет об ошибках и заблуждениях химиков. С древности известен силлогизм, который вошел в учебники логики: «Людям свойственно ошибаться. Кай – человек, следовательно, Кай может ошибаться». Остроумные химики «перевернули» этот силлогизм, получив ложный: «Людям свойственно ошибаться. Ученые – люди. Следовательно, ошибаться – научно». В научных исследованиях ошибки неизбежны, и ученые должны предвидеть возможность их появления в своей работе. Один из методов исследования так и называется – «метод проб и ошибок». Ошибки бывают вызваны как объективными, так и субъективными причинами. Здесь мы не будем рассматривать так называемую патологическую науку (по определению американского физикохимика Ирвинга Ленгмюра), когда где речь идет о явной фальсификации.

Более интересны случаи ненамеренных ошибок, вызванных, например, трудностями эксперимента, или неправильной его интерпретацией, или недостатком данных либо имеющихся знаний. Конечно, самый известный пример заблуждений – это знаменитая теория флогистона, разработанная в 1697 г. немецким химиком и врачом Георгом Шталем. Несмотря на свою ошибочность, эта теория сыграла положительную роль в истории химии – она объединила в единую науку разрозненные сведения о горении, коррозии, восстановлении металлов из руд, взаимодействие кислот и щелочей и т. д. Интересный факт: американский преподаватель химии Дж. Скотт опубликовал в 1952 г. статью, в которой, используя флогистон в качестве одного из «реагентов», записал уравнения ряда химических реакций и тем показал адекватность теории флогистона, по крайней мере, с качественной точки зрения. Фактически с теории флогистона началась современная химия.

Современным примером ошибочной теории может служить история с «модифицированной водой». Группа отечественных ученых под руководством Б. В. Дерягина в течение ряда лет публиковала результаты, свидетельствующие якобы о новой форме «полимерной воды», которая обладает удивительными свойствам: кипит при 300 °С, имеет высокую вязкость и т. д. Сначала эти результаты как будто подтвердились в ряде зарубежных лабораторий, но затем выяснилось, что «новый тип воды» – это просто водный раствор примесей. В этой связи интересно отметить, что Артур Адамсон, автор изданного в США учебника физической химии, упомянул Б. В. Дерягина в качестве примера ученого, честно и открыто признавшего ошибочность своих прежних работ. Более «свежий» пример – так называемый «холодный термояд»: протекание ядерной реакции при комнатной температуре в ходе электрохимической реакции.

В заключение этого раздела – об одной ошибке в химическом анализе, которая вызвала далеко идущие последствия. В ряде книг о правильном питании утверждается, что шпинат очень полезен, так как богат железом. Однако мало кто знает, что это утверждение неверно; оно было вызвано тем, что при печатании статьи с данными химического анализа запятую случайно сдвинули на одну позицию вправо. Соответственно результат анализа был завышен ровно в десять раз. Вероятно, это не единственная ошибка такого рода.

23 мая 2007 г. скончался старейший химик современности – академик АН УССР (ныне Национальной академии наук Украины) Максим Федотович Гулый. Он родился 3 марта 1905 г. (еще до начала Первой русской революции!) и прожил 102 года, 2 месяца и 20 дней.

Лишь немногим больше – 102 года, 7 месяцев и 10 дней – прожил французский химик Мишель Эжен Шеврёль (1786–1889). Он родился за три года до штурма Бастилии, а умер, простудившись при осмотре работ по постройке Эйфелевой башни. На своем 100-летнем юбилее, на который съехались химики со всей Европы, Шеврёль лихо отплясывал с самой молодой участницей торжеств – 18-летней Жизель Тифено.

М. Э. Шеврёль

Помещенная здесь фотография сделана 5 сентября 1886 г., во время интервью со 100-летним химиком.

Более 100 лет (101 год и 5,5 месяцев) прожил также американский химик Джоэль Генри Гильдебранд (1881–1993). Он разработал теорию регулярных растворов; впервые наблюдал спектры переноса заряда, обусловленные образованием донорно-акцепторных комплексов (комплексов с переносов заряда). Любой специалист по межмолекулярным взаимодействиям знаком с уравнением Бенеши – Гильдебранда, которое позволяет из спектральных данных рассчитать константу равновесия таких комплексов. Одну из своих монографий Гильдебранд написал, когда ему было почти 100 лет! Менее года не дожили до своего 100-летнего юбилея американский химик И. М. Кольтгоф (1894–1993) и родившийся в Польше швейцарский химик Тадеуш Рейхштейн (1897–1996). В 1933 г. Рейхштейн впервые синтезировал витамин С, а в 1950 г. получил (совместно с Э. Кендаллом и Ф. Хенчем) Нобелевскую премию по физиологии и медицине за исследование строения и функций гормона коры надпочечников.

Можно подумать, что приведенные примеры химиков-долгожителей скорее исключение, чем правило. Казалось бы, химики, всю жизнь имеющие дело с различными малополезными для здоровья химикатами, должны жить меньше людей других профессий. Действительно, известны примеры преждевременной смерти ряда выдающихся химиков прошлых лет, отличавшихся в молодости крепким здоровьем, но подорвавших его в результате хронического отравления реагентами и несчастных случаев в лаборатории. Так, английский химик Гемфри Дэви прожил всего 50 лет, а Карл Вильгельм Шееле – 43 года. Еще меньше жили отечественные химики Иван Иванович Андреев (39 лет), Феликс Романович Вреден (36 лет), Алексей Николаевич Вышнеградский (28 лет), Лев Яковлевич Карпов (41 год), Александр Александрович Летний (34 года), Николай Николаевич Мариуца (33 года), Владимир Иванович Спицын (29 лет). Не дожили до 50-летнего возраста Евгений Владиславович Бирон, Дмитрий Петрович Коновалов, Товий Егорович Ловиц, Андрей Владимирович Фрост, Михаил Семенович Цвет, Лев Александрович Чугаев… Многие иностранные химики тоже прожили короткую, но плодотворную жизнь: 41 год жил Р. Абегг, 37 лет – К. И. Д. Гротгус, 39 лет – Ш. Ф. Жерар, 43 года – Ж. И. Иоцич, 41 год – У. Х. Карозерс, 42 года – А. Ф. Кронстедт, 47 лет – И. Г. Леман, 37 лет – К. Л. Реймер, 41 год – И. К. Ф. Тиман…