Жизнь одного химика. Воспоминания. Том 1. 1867-1917
Шрифт:
Ввиду недостатка химиков в штате Академии и Училища, конференция Академии постановила оставить еще одного репетитора и предложила Забудскому и мне выбрать достойного кандидата. Наш выбор пал на шт.-кап. Алексея Васильевича Сапожникова, который кончил Академию вторым и давал на экзамене и на практических занятиях лучшие ответы. Конференция утвердила нашего кандидата, и в конце года после четырехмесячного отпуска А. В. Сапожников был зачислен репетитором.
После летних вакаций в августе я снова приступил к научным работам. Теперь мне предстояло получать из приготовленного мною третичного спирта алленовый углеводород, чтобы изомеризовать его потом в двузамещенный ацетилен, — согласно преположениям А. Е. Фаворского. Для получения алленового углеводорода необходимо было сначала спирт превратить в одногалоидное производное, заместив гидроксильную группу в нем бромом или иодом; при действии спиртового едкого калия на одногалоидное производное в колбе с обратно поставленным холодильником происходит отнятие элементов галоиводородной кислоты и в результате получается олефин.
Пользуясь случаем отметить, что эта реакция впервые была открыта молодым русским химиком Савичем, о котором проф. А. Байер, когда я был в Мюнхене, отзывался с большой похвалой; к сожалению, Савич
Надо заметить, что превращение алкоголей в одногалоидное производное (замена гидроксила гакоидом) представляет мешкотную процедуру и не позволяет получить теоретических выходов продукта. Кроме того отнятие галоидоводородной кислоты спиртовой щелочью дает еще побочный продукт реакции, смешанный эфир, а потому окончательный выход олефина из спирта еще более уменьшается. Поэтому я старался найти в литературе какие-либо указания относительно возможности получения алленового углеводорода помимо образования сначала олефина. В одной из статей Альбицкого (химика Казанского Университета, ученика проф. А. М. Зайцева), я нашел указание, что бром при действии на третичный амиловый спирт замещает гидроксил в молекуле спирта и дает галоидопроизводные, преимущественно дибромозамещенные. Автор не давал никаких деталей при каких условиях происходит эта реакция; равным образом он ничего не говорил о составе тех бромидов, которые при этом образуются.
Я решил изучить эту реакцию и в случае благоприятных результатов применить ее для получения дибромида из моего третичного спирта. Для первоначальных опытов я взял доступный продажный третичный спирт, триметилкарбинол, и стал к нему прибавлять бром; я вскоре заметил, что бром не вступает в реакцию со спиртом; но после прибавки сколо 1/3 теоретического количества брома, рассчитанного на получение дибромида, произошел сильный взрыв, и колба разлетелась в вытяжном шкафу в мелкие осколки. Я решил повторить реакцию при обыкновенной температуре при различных условиях, но всякий раз она сопровождалась взрывом, при чем я заметил, что взрывы имеют место только тогда, когда в реакционной колбе будеет находиться определенное количество брома. Теперь я мог заранее довольно точно предсказать момент взрыва и предупреждал моего служителя Луку Грунова, очень напуганного предыдущими взрывами, давая ему возможность убежать в соседнюю аудиторию. Так как при взрыве в тяге не было паров брома и очень мало бромистого водорода, то это указывало на то, что реакция имела место и что, следовательно, теперь надо лишь найти условия, при которых реакция будет протекать не так бурно.
Мне удалось скоро овладеть этой реакцией: для этого необходимо было нагреть спирт до 40-50 градусов и прибавлять бром по каплям. Первые капли брома не исчезали, но вскоре реакция начиналась, и тогда уже не надо было дальнейшего нагревания: реакция шла за счет внутренней энергии, образующейся в этой системе. Детальное исследование показало, что эта реакция приложима для всех третичных спиртов и позволяет с очень хорошим выходом получать двугалоидопроизводные предельных углеводородов, годных для получения из них углеводородов ряда Qn Н2п– 2. Мною было изучено строение этих двугалоидо-производных, как для триметил карбинола, так и для моего спирта, — диметил-пропил карбинола, — и это исследование дало мне право первой части моей диссертации дать заглавие: «Действие брома на третичные спирты».
Получение дибром|ида таким методом Значительно сократило время получения углеводорода триметил-аллена, и позволило его получать с меньшими потерями. Этот углеводород был впервые получен мною и потому я предпринял изучение всех его физических и химических свойств. Главное же мое внимание было обращено на возможность его изомеризации в двузамещенный ацетилен-метилизопропил ацетилен. Несмотря на вариирование условий реакции, полученный мною углеводород не подвергался никаким изменениям и возвращался после реакции с первоначальными физическими константами. Но принимая во взимание близость физических констант для обоих изомеров было необходимо при помощи химических реакций доказать строение полученного мною углеводорода. В то время не было известно такой реакции, которая позволяла бы легко различать алленовые углеводороды от двузамещенных ацетиленов. А. Е. Фаворский предложил мне попробовать действие хлорноватистой кислоты на алленовые углеводороды; в это время он изучал эту реакцию с двузамещенными ацетиленами и получил интересные результаты, — дихлордикетоны. Он предполагал, что при помощи этого реактива можно будет отличить алленовые углеводороды от двузамещенных ацетиленов. Я проделал эту реакцию с диметилалленом и с моим углеводородом, но получил такую смесь продуктов и такое осмоление, что пришел к заключению, что эта реакция не может служить для характеристики алленовых углеводородов. Когда я сообщил о своих результатах А. Е., то они не вполне его убедили. Спустя некоторое время, он дал изучение ее одному из своих учеников в Университете, но опубликованные им результаты только подтвердили мое заключение. Таким образом мне предстояло изыскать новую реакцию для отличия вышеупомянутых углеводородов. Мне посчастливилось, и я нашел очень удобную реакцию, которая позволяла легко и сразу отличить алленовый углеводород от двузамещенного ацетилена при помощи реакции присоединения бромистого водорода, растворенного в крепкой уксусной кислоте. Оказалось, что алленовые углеводороды при О0 присоединяют исключительно две молекулы бромистого водорода и дают дибромиды, — в то время, как двузамещенные ацетилены способны присоединять, главным образом,только одну молекулу бромистого водорода и давать непредельный бромид, с положением атома брома у двойной связи и потому очень нереакционный. Дибромиды, получающиеся при присоединении двух молекул бромистого водорода к двузамещенному ацетилену (выход очень не большой) обладают совершенно другими свойствами, чем дибромиды алленовых углеводородов и потому легко может быть идентифицированы. Применение открытой мною реакции к синтезированному мною углеводороду сразу дало мне возможность показать, что он есть триметилаллен, и что он, вопреки правилам, установленным А. Е., не в состоянии под влиянием спиртовой щелочи изомеризоваться в метилизопропил ацетилен. Реакция присоединения бромистого водорода к алленовым углеводородам
На эти исследования я потратил два года, 1893 и 1894, и в начале 1895 года я мог напечатать все мои исследования в виде отдельной брошюры, которую я и представил в конференцию Академии для получения звания штатного преподавателя по химии.
Помимо научных работ, которые занимали наибольшую часть моего трудового времени, мне пришлось с осени 1893 года начать чтение лекций по неорганической химии в Артиллерийском Училище. Как было указано мною ранее, постановка преподавания химии в Артиллерийском Училище и в Академии находилось в очень печальном состоянии. Приглашение А. Е. Фаворского улучшило положение дел с преподаванием органической химии. На меня же выпала очень трудная задача наладить преподавание основ химии неорганической, которая не была так систематизирована, как органическая химия. Для этой последней имелись элементарные курсы, пригодные для Училища; что же касается до неорганической химии, то, кроме «Основ химии» Д. И. Менделеева, в русской литературе не было ни одного хорошего руководства, которое можно было рекомендовать юнкерам. Но «Основы химии» были слишком велики, и потому ими нельзя было воспользоваться при том коротком времени, которое отводилось юнкерам для изучения неорганической химии в среднем классе Училища (2 лекции в неделю и 4 годовых репетиций). Лучше других был учебник проф. Потылицына, о котором я уже говорил выше. Будучи учеником Менделеева, проф. Потылицын составил свой курс, придерживаясь программы «Основ химии» и вложил в него много идей Д. И. Менделеева; но он не сумел указать на те важнейшие мысли нашего ученого, которые составляли неоценимое достоинство его классического труда, дающего возможность каждому, кто читает его книгу, постигнуть законы, управляющие химическими явлениями. В то время методы преподавания неорганической химии вообще не были достаточным образом разработаны, и в педагогической химической литературе совершенно не уделялось места вопросу, как надо преподавать эту науку в различных учебных заведениях. Надо сказать, что этот пробел существовал не только у нас, но и заграницей. Ни в одном из учебников неорганической химии не уделяли достаточного внимания периодическому закону Менделеева и учению о валентности, что представляло громаднейшие затруднения. Вследствие этого изучающим химию приходилось брать на память формулы химических соединений вместо того, чтобы их писать на основании закона о валентности элементов, прибегая также к помощи периодической таблиц Менделеева. Точно также в учебниках химии не разъяснялось применение теории строения к молекулам неорганических соединений, — подобно тому, как это уже имело место для соединений органических.
Я решил в своих лекциях по химии проводить эти принципы и обратить внимание моих учеников, главным образом, на основные законы химии и не увлекаться фактическим материалом; последний должен был быть сообщен в таком размере, чтобы только подтвердить законы, которые управляют химическими превращениями. У предложил в качестве учебника взять курс Потылицына, но предупредил моих слушателей, что я буду читать совершенно иначе, в особенности в иной форме буду излагать законы химии, а потому потребовал, чтобы каждый юнкер вел запись моих лекций и готовился к репетициям не только по учебнику, но и по его записям; каждый юнкер на репетиции должен был показать мне его тетрадь по химии, — для того, чтобы я мог видеть, что он следил за моими лекциями.
Я старательно готовился к лекциям и относился с большим увлечениям к возложенному на меня преподаванию химии в Училище. Мои слушатели (в количестве 60-65 человек) поняли это мое увлечение и желание научить их химии, применяя новый метод преподавания, облегчающий изучение предмета. Уже с первых лекций я видел, что слушатели с большим вниманием следят за моими лекциями, которые сопровождались громадным числом опытов, искусно подготовленных моим лаборантом под моим личным наблюдением. На первой же репетиции был виден успех нового метода преподавания химии и можно было слышать толковые ответы юнкеров, с пониманием законов, объясняющих химические явления. Конечно, как молодой преподаватель, влюбленный в свою науку и считающий ее чуть не за самый главный предмет среди других предметов, изучаемых в Училище, я был очень строг на репетициях и также строго оценивал ответы юнкеров. Но мне этим хотелось показать мое серьезное отношение к преподаванию химии, а кроме того, убедить педагогическое начальство в необходимости смотреть на преподавание химии совершенно иначе, чем это имело место при моих предшественниках.
Большим неудобством была, конечно, невозможность тотчас-же издать (хотя бы налитографировать) мои лекции. Но я был молодым преподавателем, и мне хотелось на практике испытать мой метод преподавания в течении нескольких лет, — прежде чем писать курс неорганической химии. Кроме того, первые годы я был очень занят подготовкой моей диссертации. Но в общем я остался доволен результатом моего преподавания, так как на экзаменах в конце учебного года (март 1894 г.), как мои ассистенты, так и инспектор классов отметили значительный успех в ответах юнкеров по сравнению с предыдущими годами.
Осенью 1893 года Русское Физико-Химическое Общество справляло 25-летний юбилей своего ’ существования. Учредители Общества Д. И. Менделеев, Н. Н. Бекетов, Меншуткин, Шишков, Бейлынтейн и др. были в то время в добром здоровьи и продолжали служить любимой ими науке. Общество состояло при Петербургском Университете и получало от него ежегодно субсидию; заседания общества происходили в химической лаборатории Университета. K тому времени Общество владело капиталами, проценты с которых служили премиями за лучшие работы по химии. Уже тогда существовали премии имени Зинина и Воскресенского, большая и малая премии А. М. Бутлерова и премии имени JI. Н. Шишкова. Размеры премий были от 150 до 1000 рублей, и они были присуждаемы, как молодым, так и вполне сформировавшимся химикам за их выдающиеся работы.