Цвет индиго Адольфа Байера

Химия как наука до сих пор привлекает своей недосказанностью. А в конце XIX века это была загадочная и малоизученная область. Открытия происходили так часто, что лаборатории ученых-химиков превращались в "мекки" для их учеников и студентов. Школы соперничали между собой, а мнения и теории иногда носили диаметрально противоположный характер, их еще предстояло доказать и обосновать. Будущий Нобелевский лауреат и выдающийся ученый Адольф Байер (Adolf Baeyer) был увлечен химией с самого детства. Мальчик занимался с таким усердием, что учитель точных наук активно поддерживал интерес Адольфа к своим предметам и сделал его помощником в химической лаборатории при гимназии. Адольф с удовольствием проводил демонстрации опытов, а в двенадцать лет он сделал свое первое химическое открытие. Это была новая двойная соль – карбонат меди и натрия.

В Гейдельбергском университете его учителями были великие химики того времени: Роберт Вильгельм Бунзен, открывший спектральный анализ, и Фридрих Август Кекуле – химик-экспериментатор и автор формулы бензола. Под их влиянием и руководством Байер провел работу по исследованию органических соединений мышьяка, за которую получил докторскую степень. Затем Байер переключился на изучение структурного состава индиго – растительного красителя из Индии, ценного источника синей краски. Продолжая опыты француза Огюста Лорана, Байер получил изатин – растворимое в воде кристаллическое соединение. Он использовал новую технологию восстановления индиго путем нагревания его с измельченным цинком. Она позволяла проводить более глубокий структурный анализ. Престиж лаборатории Байера постоянно возрастал. Молодым ученым заинтересовались не только исследователи, но и промышленники.

Нобелевская премия за органические красители

В 1872 году Байер занял место профессора химии в Страсбургском университете и приступил к изучению процессов конденсации. В ходе работы с альдегидами и фенолами ему и его коллегам удалось выделить несколько имеющих важное значение красящих веществ, в частности, пигменты эозина, придающие биологическим препаратам разные оттенки красного. Байер также продолжал изучать химические структуры индиго, исследовал бензол, проводил опыты и эксперименты с кислородом и молекулярной структурой. В 1885 году, в день пятидесятилетия, в знак признания заслуг перед Германией ученому был пожалован титул, давший право ставить частицу "фон" перед фамилией. А в 1905 году Байеру была присуждена Нобелевская премия "за заслуги в развитии органической химии и химической промышленности благодаря работам по органическим красителям и гидроароматическим соединениям".

Адольф Байер был поистине выдающимся и уважаемым ученым. В число его наград входила медаль Дэви Лондонского королевского общества, он был членом Берлинской академии наук и Германского химического общества. На протяжении чуть более сорока лет он занимал должность профессора химии в Мюнхенском университете. И здесь он был центром притяжения множества одаренных студентов-химиков – будущих видных ученых и университетских преподавателей. Одним из его учеников был Эдуард Бухнер (Eduard Buchner), в котором Байер увидел неординарные способности и умственный потенциал. Он поддержал молодого человека в нужный момент и тот смог совершить свою революцию в области органической химии.

Эдуард Бухнер и химия брожения

Бухнер не сразу стал ученым. После гимназии он служил артиллеристом Германской армии, затем поступил в Мюнхенский технический университет, но вскоре финансовые трудности семьи заставили Бухнера бросить учебу и пойти работать на консервный завод. Это было то самое "несчастье", которое счастью помогло. Именно на заводе он познакомился со своей нобелевской темой – спиртовым брожением, разложением сахара под действием дрожжей на алкоголь и углекислый газ. Уже тогда производители научились использовать этот метод на радость и пользу покупателям, но Бухнера он интересовал исключительно как материал для теоретического исследования.

Вскоре он возобновил университетские занятия и даже получил стипендию, которая помогла ему целиком посвятить себя науке. В 1885 году вышла первая статья 25-летнего ученого, посвященная спиртовому брожению, а в 1888 году Адольф Байер стал научным руководителем Бухнера в подготовке докторской диссертации. Еще три года спустя опять же под началом Байера Бухнер защитил работу на соискание звания профессора. Байер поддержал молодого человека материально: на его частные пожертвования Бухнер основал небольшую лабораторию, где продолжал исследования в области химии брожения. Надо сказать, что в 1890-е годы у химиков было два мнения о брожении – виталистическая теория и химическая. Последователи первой верили, что в живых клетках дрожжей есть некая "жизненная субстанция", которая и вызывает этот процесс. То есть обычной "химией" здесь не обойтись. Другие утверждали, что дрожжи разлагаются сами, создают некое "химическое напряжение", что заставляет молекулы сахара распадаться и делает брожение обычной химической реакцией. Найти вещество, запускающее брожение, и поставил себе целью Эдуард Бухнер.

"Живая" химия открытий

Ему помог оригинальный и простой метод: чтобы не подвергать дрожжи нагреванию или действию растворителей, он растер их в ступке вместе с песком. То, что получилось, положил в марлю и отжал выступившую жидкость. Затем добавил ее в концентрированный раствор сахара, сразу же забурлил углекислый газ. Ученый предположил, что внутри клеток есть фермент или энзим, который и вызывает брожение. В 1897 году вышла первая статья Бухнера о его открытии: "О спиртовом брожении без участия дрожжевых клеток". Еще пять лет потребовалось ему, чтобы собрать научные свидетельства и утвердиться в своей правоте. И уже в 1902 году речь зашла о Нобелевской премии. Интересно, что Бухнера номинировали несколько раз: в 1902 и 1904 году – на премию по медицине, в 1905 и 1907 – по химии. В последний раз успешно.

Премию ему вручили "за проведенную научно-исследовательскую работу по биологической химии и открытие внеклеточной ферментации". В своей Нобелевской речи Бухнер сказал: "Мы все более убеждаемся в том, что клетки растений и животных подобны химическим фабрикам, где в разных цехах производятся разные продукты. Энзимы в них выполняют роль контролеров. Наши знания об этих самых важных частях живых веществ постоянно увеличиваются. И хотя, возможно, нам еще далеко до цели, мы шаг за шагом приближаемся к ней". Свою работу Бухнер продолжил в университетах Бреслау и Вюрцбурга. А в 1914 году он добровольно ушел на фронт. 12 августа 1917 года майор медицинской службы Эдуард Бухнер скончался в румынских Фокшанах от тяжелого ранения. 20 августа того же года умер и его учитель Адольф Байер в возрасте 82 лет, в своем загородном доме неподалеку от Мюнхена.

О достижениях обоих ученых и их вкладе к науку можно узнать больше в мюнхенском Немецком музее – самом крупном музее естествознания и техники в мире. Подробнее на сайте: www.deutsches-museum.de

Дарья Хрущёва