 |
Байер, Иоганн Фридрих Вильгельм Адольф фон Ваеуеr, Johann Friedrich Wilhelm Adolf von |
Немецкий химик Иоганн Фридрих Вильгельм Адольф фон Байер родился в Берлине. Он был старшим из пяти детей Иоганна Якоба Байера и Евгении Байер, в девичестве Гитциг. Отец Адольфа был офицером прусской армии, автором опубликованных работ по географии и преломлению света в атмосфере, а мать - дочерью известного юриста, писателя и историка Юлиуса Эдуарда Гитцига, водившего дружбу с Эрнестом Теодором Амадеем Гофманом, Цахариасом Вернером и Адельбертом фон Шамиссо и издавшего вместе с Алексисом Виллибальдом сборник угловных рассказов "Новый Питаваль" (Der neue Pitaval, 1842).
У мальчика рано проявился интерес к химии, а в 12-летнем возрасте он сделал свое первое химическое открытие. Это была новая двойная соль - карбонат меди и натрия. Окончив гимназию Фридриха Вильгельма, Байер в 1853 г. поступил в Берлинский университет, где в течение двух последующих лет занимался изучением математики и физики.
После года службы в армии он стал студентом Гейдельбергского университета и приступил к изучению химии под руководством Роберта Бунзена, незадолго до этого изобретшего лабораторную горелку, которую и назвали в его честь. В лаборатории Бунзена по совету работавшего там русского химика Леона Николаевича Шишкова он начал работу по исследованию простейших мышьяково-органических (арсенметильных) соединений. В Гейдельберге Байер также сосредоточил свое внимание на физической химии. Но после опубликования в 1857 г. статьи о хлорметане он так увлекся органической химией, что начиная со следующего года стал работать у занимавшегося структурной химией Фридриха Августа Кекуле в его лаборатории в Гейдельберге. Здесь Байер провел работу по исследованию органических соединений мышьяка, за которую ему была присуждена докторская степень. С 1858 г. в течение двух лет он вместе с Кекуле работал в Гентском университете в Бельгии, а затем возвратился в Берлин, где до 1872 г. читал лекции, состоя профессором органической химии в берлинской Высшей технической школе в Шарлоттенсбурге.
Под влиянием увлеченности Кекуле структурой органических соединений Байер сначала исследовал мочевую кислоту, а начиная с 1865 г. - структурный состав индиго, высоко ценимого в промышленности синего красителя, названного именем растения, из которого его получают. Еще в 1841 г. французский химик Огюст Лоран в ходе исследований сложного строения этого вещества выделил изатин - растворимое в воде кристаллическое соединение. Продолжая опыты, начатые Лораном, Байер в 1866 г. получил изатин, использовав новую технологию восстановления индиго путем нагревания его с измельченным цинком. Примененный Байером способ позволил проводить более глубокий структурный анализ, чем процесс окисления, осуществленный Лораном.
Анализируя обратный процесс - получение индиго путем окисления изатина, Байер в 1870 г. впервые сумел синтезировать индиго, сделав, таким образом, возможным его промышленное производство. После того как в 1872 г. Адольф Байер переехал в Страсбург (ныне Страсбур во Франции) и занял место профессора химии в Страсбургском (ныне Страсбурском) университете, он приступил к изучению реакций конденсации, в результате которых высвобождается вода. В ходе проведения реакций конденсации таких групп соединений, как альдегиды и фенолы, ему и его коллегам удалось выделить несколько имеющих важное значение красящих веществ, в частности пигменты эозина, которые он впоследствии синтезировал. Исследуя терпены - природные углеводороды, к которым относятся такие эфирные масла как камфара, ментол, гераниол и цитраль - он, наряду с Юлиусом Бредтом и Егором Егоровичем Вагнером, способствовал разъяснению трудного в то время вопроса об их химическом строении.
В 1875 г., после смерти Юстуса фон Либиха, Байер стал преемником этого известного химика-органика, заняв должность профессора химии в Мюнхенском университете. Здесь в течение более чем четырех десятилетий он был центром притяжения множества одаренных студентов. Более 50 из них стали впоследствии университетскими преподавателями. Его учениками считали себя Эмиль Фишер, Эдуард Бухнер и Рихард Вильштеттер, а также Карл-Теодор Либерман, Франц Йозеф Кёник, Виктор Мейер и Теодор Курциус. У Адольфа Байера работали также англичанин Уильям Генри Перкин, американец Джон Неф и русские химики - Николай Николаевич Любавин, Валерий Александрович Гемилиан и Владимир Николаевич Ипатьев, который в 1896 г. ассистировал ему в работе по строению карона и о кароновой кислоте.
В 1877 г. работая вместе с химиком Генрихом Каро, возглавлявшим в то время "Бадише анилин унд содафабрик" ("Badische Anilin und Sodafabrik" - BASF; БАСФ), он получил индол (2,3-бензопиррол) - бесцветные кристаллы с неприятным запахом, содержащиеся в каменноугольной смоле. Выделямый в виде солей щелочных металлов индол используется в парфюмерной промышленности для улучшения и усиления запаха цветочных эссенций, а также служит исходным сырьем для синтеза гетероауксина и триптофана - одной из важнейших природных аминокислот, нарушение обмена которой у человека может вызвать ряд таких тяжелых заболеваний как туберкулез, диабет и рак.
Вернувшись к изучению точной химической структуры индиго, Байер в 1883 г. объявил о результатах своих исследований. Это соединение, по его словам, состоит из двух связанных "стержневых" молекул (их он назвал индолом). В течение 40 лет созданная Байером модель оставалась неизменной. Она была пересмотрена только с появлением более совершенной технологии.
Изучение красителей привело Байера к исследованию бензола - углеводорода, в молекуле которого 6 атомов углерода образуют кольцо. Относительно природы связей между этими атомами углерода и расположения атомов водорода внутри молекулярного кольца существовало много соперничавших между собой теорий. Байер, который по своему складу был скорее химиком-экпериментатором, нежели теоретиком, не принял ни одну из существовавших в то время теорий, а выдвинул свою собственную - теорию "натяжения" ("напряжения"). В ней ученый утверждал, что из-за присутствия других атомов в молекуле связи между атомами углерода находятся под напряжением и что это напряжение определяет не только форму молекулы, но также и ее стабильность. И хотя эта теория получила сегодня несколько осовремененную трактовку, ее суть, верно схваченная Байером, осталась неизменной. Исследования бензола привели его также к пониманию того, что структура молекул бензольной группы ароматических соединений, называемых гидроароматическими, представляет собой нечто среднее между кольцевым образованием и структурой молекулы алифатических углеводородов (без кольца). Это сделанное им открытие не только указывало на взаимосвязь между данными тремя типами молекул, но и открывало новые возможности для их изучения.
9 ноября 1905 г. было объявлено, что "за заслуги в развитии органической химии и химической промышленности благодаря работам по органическим красителям и гидроароматическим соединениям" 70-летнему Иоганну Фридриху Вильгельму Адольфу фон Байеру присуждена Нобелевская премия по химии. На церемонии награждения, проходившей 10 декабря, речь о заслугах лауреата произнес президент Королевской шведской Академии Наук профессор Арне Линдстедт. Поскольку в это время ученый был болен и не мог лично присутствовать на церемонии вручения премии, его представлял посланник Германии в Швеции Казимир граф фон Лейден. Нобелевской лекции Байер не представил. Однако еще в 1900 г., в статье, посвященной истории синтеза индиго, он писал: "Наконец-то у меня в руках основное вещество для синтеза индиго, и я испытываю такую же радость, какую, вероятно, испытывал Эмиль Фишер, когда он после 15 лет работы синтезировал пурин - исходное вещество для получения мочевой кислоты". Сумма Нобелевской премии в том году составила 138089 шведских крон.
Став нобелевским лауреатом, Адольф Байер продолжил исследования молекулярной структуры. Его работы по кислородным соединениям привели к открытиям, касающимся четырехвалентности и основности кислорода. Ученый также занимался изучением связи между молекулярной структурой и оптическими свойствами веществ, в частности цветом.
В 1868 г. Байер женился на Адельгейде Бендеман. У них родились дочь и два сына. Вплоть до своего выхода в отставку ученый продолжал с увлечением заниматься исследовательской деятельностью. Он пользовался глубоким уважением за свое искусство экспериментатора и пытливый ум. Несмотря на то что ученый получал много выгодных предложений от химических фирм, он отказывался заниматься промышленным приложением своих открытий и не получал никакого дохода от своей работы. "Байер обладал представительной и приятной внешностью, - вспоминал о нем в биографическом очерке Рихард Вильштеттер. - На его лице лежала печать ясности, спокойствия и силы ума, голубые глаза выразительно блестели, взгляд был проницательным". Умер Адольф Байер в своем загородном доме в Штарнберге, неподалеку от Мюнхена, 20 августа 1917 г. в возрасте 81 года и был похоронен на мюнхенском кладбище Вальдфридгоф.
В число наград, полученных Байером, входила медаль Дэви, присужденная Лондонским королевским обществом. Он был членом Берлинской академии наук и Германского химического общества.
В 1885 г. в день 50-летия Адольфа Байера в знак признания его заслуг перед Германией ученому был пожалован наследственный титул, давший право ставить частицу "фон" перед фамилией.
Адольф фон Байер. Химия 1905