Николай Николаевич Зинин | ТМ 1938-08/09

Инж. Д. ГАМБУРГ

Весь мир полон света и красок. Темная зелень леса, синева океана, нежная лазурь неба — все это разнообразие красок, которым расцвечивает себя природа, радует наш взор, волнует наши мысли и чувства.

В Советской стране, как нигде, ценится красивое, яркое, солнечное, и богатство, многообразие красок еще больше оттеняет яркость и величие нашей эпохи.

Тем более радостно вспомнить, что русский народ подарил человечеству ученого, который нашел путь искусственного получения в лаборатории и на заводе всего удивительного разнообразия красок, тех самых красок, воссоздание которых долгое время считалось привилегией одной только природы.

*

Это было время, когда по полям России шли полки интервентов наполеоновской армии. В далеком глухом городишке Шуше, в Закавказье, 13 августа 1812 г. родился Николай Николаевич Зинин. Родители Зинина умерли вскоре же после его рождения, и ребенок был отправлен к своему дяде в Саратов. В этом красивом приволжском городе протекали детство и ученические годы Николая. Уже в гимназии Зинин выделялся среди своих сверстников и необычайной памятью и большими способностями к науке, особенно к естествознанию и языкам. Он страстно увлекался ботаникой и совершал длительные ботанические экскурсии, наблюдая жизнь окружающей его природы. Он свободно читал в подлиннике латинских классиков. В то же время Зинин мечтал по окончании гимназии поступить в Институт инженеров путей сообщения в Петербурге. Так уже в те юношеские годы круг интересов Зинина был весьма обширен.

Смерть дяди разрушила мечту о далекой северной столице. Зинин поступил в ближайший к Саратову Казанский университет, на математическое отделение. Это было в 1830 г. Как раз в это время там преподавал математику гениальный Лобачевский. Он сразу же обратил внимание на выдающиеся способности молодого студента, проявлявшего горячий интерес не только к математике.

По окончании университета Зинин защитил диссертацию на степень кандидата астрономических наук и был оставлен при университете для преподавания физики, астрономии, механики, гидравлики. Проявляя глубокое знание этих дисциплин и оригинальный подход к изучаемому вопросу, он умело, живо, с любовью передавал слушателям свои знания.

Но с исключительной силой проявились способности Зинина и его страстная натура ученого-исследователя в области химии. Несмотря на то, что Зинин был математиком, он охотно принял предложение университетского совета готовиться к ведению кафедры химии. Со свойственным ему увлечением Зинин занялся этой новой, тогда еще молодой наукой и в 1836 г. блестяще защитил диссертацию на степень магистра естественных наук. Для усовершенствования в области химии он был послан за границу.

*

В Германии Николай Николаевич занялся углубленным изучением различных областей естествознания. Целыми днями неутомимо просиживал он в библиотеках и химических лабораториях. Пробыв некоторое время в Берлине, Зинин отправляется в Гиссен, к знаменитому химику Юстусу Либиху.

Лаборатория Либиха была в то время притягательным центром для всех передовых ученых, искавших новых путей в науке, для всех, кто боролся с лженаучными, оставшимися от Средневековья химическими представлениями.

Сам Либих был в свое время исключен из классической гимназии немецкими мракобесами за то, что дерзнул выступить против устаревших методов преподавания химии. Ему удалось все же закончить университет. После этого он отправился во Францию, где работал в передовых химических лабораториях.

Вернувшись в Германию, Либих заново построил преподавание химических наук в своей гиссенской лаборатории: в основу химических знаний был положен опыт; преподавание химии базировалось на лабораторных работах; своих студентов Либих приучал к самостоятельному исследованию, к систематической опытной работе. Либиховская школа давала крепкую зарядку для самостоятельной творческой работы.

В этой лаборатории Зинин проделал свои первые экспериментальные научные работы, которые были опубликованы в либиховских анналах. Увлекшись работой, Зинин провел в Гиссене целый год и только в 1840 г. вернулся в Россию.

Он защищает в Петербурге диссертацию на степень доктора естественных наук и едет в Казань, чтобы работать в своем любимом университете.

Казанский университет вырастил в своих стенах многих великих ученых и общественных деятелей нашей страны. Достаточно сказать, что там учился и начинал свою революционную деятельность Владимир Ильич Ленин, чтобы никогда не меркла слава этого одного из старейших центров русской науки. В этом университете протекала деятельность гениального русского математика Лобачевского, создавшего свою знаменитую неэвклидову геометрию. Особенно прославился Казанский университет своими замечательными химиками, имена которых составляют законную гордость русской науки.

По возвращении в университет Зинин начинает вести курс химической технологии, затем аналитическую химию и химию органическую. Случилось так, что в этот период при университете была оборудована новая химическая лаборатория. По тому времени это была передовая лаборатория, но средства отпускались ей весьма ничтожные. Годовой бюджет лаборатории, где работали профессора и многочисленные студенты, составлял всего 444 рубля 28 копеек, причем из них непосредственно на химические нужды расходовалось лишь 280 рублей. Так «заботилось» царское правительство о развитии химических наук. И все же работа в лаборатории кипела с утра до глубокой ночи.

Зинин работал рука об руку со студентами, и его советы и помощь, его личный пример и безграничная любовь к науке захватывали учащихся, увлекали их в новый мир, в мир еще не исследованных явлений. А зининские лекции, живые, образные, с привлечением богатейшего материала из других разделов естествознания, необычайно раздвигали перед студентами горизонты научного знания.

К этому периоду относится расцвет научной деятельности Зинина, его главнейшие исследования, принесшие скромному профессору Казанского университета мировую славу.

*

Свою научную работу Зинин начал с изучения класса тел, известных в органической химии под названием ароматических соединителей. Вначале под этим понимали ароматические вещества, встречающиеся только в растениях. Природа этих соединений тогда еще не была хорошо изучена. Берясь за эту работу, Зинин стоял у истоков современной синтетической химии.

В ту пору в химии господствовали «теории» о таинственной «жизненной силе», которая будто бы создает органические тела окружающей нас природы. Многие химики полагали, что жизнедеятельность организма кроется не в его химическом составе и строении, а в этой особенной «жизненной силе». Из одних и тех же элементов, но в разных условиях, она якобы создает различные организмы животного и растительного мира.

Подобные «теории» давали полную свободу идеалистическому толкованию мира органической природы, а следовательно, и природы вообще. Они стесняли, тормозили развитие науки, обрекая на заведомую неудачу все попытки ученых изучить и воссоздать искусственно продукты живой природы.

Но понятие о «жизненной силе» было тесно связано с общим направлением всей тогдашней органический химии. Химики-органики занимались преимущественно разложением сложных органических соединений на простые, анализом их. А идти обратным путем — от анализа к синтезу — не считалось возможным.

И только в середине XIX столетия зарождается новое течение в органической химии, начало которому положили французские химики во главе со славным Бертло. Добытые им многочисленные опытные факты синтеза органических тел вместе с наблюдаемыми ранее фактами привели к твердому убеждению, что если определены внутренний состав и строение органических веществ, то рано или поздно возможно искусственное получение их в лаборатории путем синтеза.

В одной из своих книг Бертло резко и весьма недвусмысленно заявляет: «Цель нашего исследования заключается в изгнании «жизненной силы» из всех объяснений. относящихся к органической химии».

К этому новому течению в органической химии целиком примыкает и Зинин. Его работы знаменуют собой торжество передовых идей, не оставляя никакой почвы для поповских идеалистических басен о «жизненной силе».

*

Зинин исследовал превращения особого класса органических соединений, так называемых нитросоединений. Эти исследования привели его к величайшему открытию в истории химии — к искусственному получению анилина, являющегося основой современной анилинокрасочной промышленности.

Оценивая работы Зинина, известный немецкий химик второй половины XIX столетия А. В. Гофман говорил: «Если бы Зинин не сделал ничего более, кроме превращения нитробензола в анилин, то и тогда имя его осталось бы записанным золотыми буквами в историю химии».

В чем же сущность этого изумительного открытия?

Долгое время на газовых заводах накоплялась в больших количествах каменноугольная смола. Она являлась отходом и никакого применения не имела. Черные вязкие массы этой смолы загромождали заводскую территорию, и эти отбросы приходилось в огромных количествах вывозить с заводов и закапывать в землю.

Проблема использования каменноугольной смолы давно занимала умы химиков. Многие ученые исследовали эту смолу и открыли в ней ряд химических соединений, как, например, карболовую кислоту, нафталин, бензол и многое другое. Особенно следует отметить бензол, открытый впервые в 1825 г. Михаилом Фарадеем.

Бензол представляет собой легкоподвижную бесцветную жидкость, которая под действием крепкой азотной кислоты переходит в нитробензол.

Зинин поставил перед собой задачу изучить влияние сероводорода на нитробензол. Однажды при обработке нитробензола сероводородом в присутствии аммиака Зинин заметил образование какой-то новой, маслообразной жидкости. Анализ показал, что эта жидкость представляет собой бензол, в котором один атом водорода замещен остатком аммиака. Этот остаток аммиака в свою очередь состоял из одного атома азота и двух атомов водорода. Новое вещество оказалось не чем иным, как искусственно полученным анилином.

Здесь показан путь, которым Зинин пришел к синтезу анилина. Бензол, легкоподвижная бесцветная жидкость, состоящая из углерода и кислорода, под воздействием азотной кислоты переходит в нитробензол. Что произошло с молекулой бензола? В ней один атом водорода заместился одним атомом азота и двумя атомами кислорода. Обрабатывая нитробензол сероводородом в присутствии аммиака, Зинин и получил анилин, открытие которого сделало эпоху в развитии органической химии.

Русский академик Фрицше получил анилин еще в 1840 г., но не синтетическим путем, а из красивой и очень дорогой природной краски индиго. Он же и дал название этому веществу — «анилин», от португальского названия индиго. Синее индиго считалось всегда одной из прочнейших и красивейших красок. Эта естественная краска привозилась в Европу из далекой Индии, где были распространены плантации растения индигоноски.

А теперь существенную часть органического соединения индиго — анилин — удалось получить в лаборатории искусственным путем. При этом Зинин установил, что открытые им химические превращения характерны для всех нитрированных, то есть обработанных азотной кислотой, ароматических соединений. Это уже был новый класс химических реакций, известных в органической химии под названием «реакции Зинина».

Продолжительные исследования позволили установить структурную формулу синего индиго: молекула индиго состоит как бы из двух молекул анилина, связанных между собой группой атомов углерода и кислорода.

Очень хорошо взаимодействует с анилином хлоруксусная кислота. При этой реакции получается бесцветный продукт, называемый индоксилом. Он легко окисляется на воздухе, и две молекулы индоксила соединяются в одну сложную молекулу индиго. При этом выделяется вода.

Так из бесцветных прозрачных жидкостей получается твердое синее вещество — индиго.

Имея анилин, можно получить искусственным путем синее индиго. Анилин хорошо взаимодействует с хлоруксусной кислотой. При участии щелочи в результате этой реакции получается промежуточный продукт — индоксил. Он легко окисляется, и две молекулы индоксила соединяются в одну сложную молекулу синего индиго. Нетрудно заметить, что сложная молекула синего индиго состоит как бы из двух молекул анилина, связанных между собой группой атомов углерода и кислорода.

Заменяя в индиго водородные атомы бензольных ядер атомами брома, хлора, азота, серы или группами атомов, можно получить большое число различных красок самых разнообразнейших оттенков и цветов, превосходящих по своему богатству все, что дает в настоящее время природа.

Знаменитый античный пурпур изготовлялся из особого вида улиток. Нужно было обработать восемь тысяч таких улиток, чтобы получить 1 кг этой краски. Она стоила очень дорого, и пользовались ею лишь цари, окрашивая в этот цвет свои мантии. А сейчас этой краской, получаемой искусственным путем, можно окрашивать даже самые дешевые сорта материи.

*

Открытие Зинина послужило мощным толчком к бурному развитию синтетической химии вообще. В 1856 г. молодой английский химик, студент Вильям Перкин, получил из анилина черный порошок, который при растворении в спирте дал замечательную фиолетовую краску, названную мовеином. Это была первая искусственная краска, полученная на базе органического синтеза. Через год появилась уже фабрика, вырабатывавшая из анилина краску. Вслед за мовеином была открыта и другая анилиновая краска — фуксин. А в 1862 г., то есть двадцать лет спустя после открытия Зинина, анилиновые краски самых различных цветов и оттенков демонстрировались на всемирной выставке в Лондоне, изумляя всех богатством и яркостью своих оттенков.

Каменноугольная смола, еще недавно являвшаяся бичом всех газовых заводов, стала к этому времени весьма ценным продуктом, вовлеченным в общий кругооборот химического производства. На этом примере блестяще подтвердился чрезвычайно меткий анализ значения химии, данный Марксом: «Каждое завоевание в области химии не только умножает число полезных веществ и число полезных применений уже известных веществ, вызывая, таким образом, по мере роста капитала и расширение сферы его приложения. Прогресс химии научает также вводить экскременты процесса производства и потребления обратно в кругооборот процесса воспроизводства и создает, таким образом, материю нового капитала без предварительной затраты капитала» («Капитал», т. I, стр. 665).

*

Включение в сферу производства продуктов перегонки каменноугольной смолы, состоящих из ароматических соединений, привело к созданию мощной современной промышленности синтетической химии. Десятки тысяч продуктов получаются на современных химических фабриках из каменноугольной смолы. Сюда относятся и различного рода пластические массы, и лекарственные, и душистые вещества, и многое другое. Все эти продукты находят широкое применение в обыденной жизни. Но это только одна ветвь, по которой пошло применение зининского открытия.

Другая же сторона заключается в том, что из этих же продуктов переработки каменноугольной смолы можно получить сильные взрывчатые вещества и ядовитые газы.

Краски и всякие лекарственные препараты получаются из каменноугольной смолы не сразу, а в результате ряда сложных процессов обработки.

На пути выработки этих конечных продуктов создается ряд промежуточных продуктов. Промежуточные продукты могут быть по желанию направлены или в мирную, или в военную сторону.

Обрабатывая, например, карболовую кислоту, являющуюся одним из продуктов перегонки каменноугольного дегтя, можно получить при помощи азотной кислоты промежуточный продукт — пикриновую кислоту. Из нее изготовляют желтую краску для шерсти и шелка. Но из этой же пикриновой кислоты приготовляются и такие взрывчатые вещества, как мелинит и лиддит.

Для производства красок идет и другой промежуточный продукт, добываемый из анилина, — дифениламин. Но если на этот мирный дифениламин воздействовать мышьяком, то получится далеко немирное отравляющее вещество — адамсит.

Таким образом, анилин — это не только краски, но и боевые газы и взрывчатые вещества. Поэтому производство таких сугубо мирных продуктов, как лекарственные и душистые вещества, пластмассы, краски, является в то же время мощной базой военной химии.

Это обстоятельство раньше всех учла Германия, где анилинокрасочная промышленность получила широкий размах.

Царские чиновники не сумели оценить огромное значение зининского открытия. Многочисленные попытки Зинина и других химиков натолкнуть правительство на путь организации собственного производства красителей неизменно разбивались о бюрократические стены царского аппарата.

Горько было русскому ученому наблюдать, как плоды его трудов широко используются иностранцами, а отечественный рынок наводняется импортными продуктами, созданными на основе его открытия. Немецкие фирмы, используя близорукость царского правительства, всячески тормозили развитие в России собственной анилинокрасочной промышленности. Концессионеры прибрали к своим рукам коксовое производство, дающее огромное количество сырья, и вывозили это сырье в Германию. А затем продукты, изготовленные из этого же сырья, продавались втридорога русским красильным предприятиям.

*

В 1848 г. Зинин избирается профессором Санкт-петербургской медико-хирургической академии по кафедре химии и переезжает из Казани в Петербург. Условия работы Зинина в академии никак нельзя было бы назвать благоприятными.

Знаменитый русский химик и композитор Бородин, ученик Зинина, так описывает эти условия: «Обстановка кафедры химии была в те времена самая печальная. На химию ассигновывалось в год рублей тридцать, с правом требовать еще столько в течение года. Лаборатория академии представляла две грязные комнаты со сводами, каменным полом, несколькими столами и пустыми шкафами. За неимением вытяжных шкафов, перегонки, выпаривание и прочее зачастую приходилось делать во дворе, даже зимой».

И все же в эту лабораторию великого химика жадно устремлялась талантливая молодежь.

Здесь будущий знаменитый химик Бекетов выполнял свою магистерскую работу и за неимением посуды для опытов пускал в ход битые черепки. Здесь, за столом, заваленным химическими препаратами, собирались энтузиасты-химики для дискуссий и споров, и Зинин с увлечением развивал перед слушателями свои новые идеи.

Среднего роста, широкоплечий, с воодушевленным лицом и живыми проницательными глазами, он своей яркой, образной речью уводил слушателей в глубины науки, служа им верным спутником и руководителем. Он чертил на пыльном столе формулы, которые вскоре претворялись в действительность как в его собственных работах, так и в работах его учеников.

Так росла и крепла русская химическая наука, вырастали и воспитывались кадры русских химиков.

Широкая педагогическая работа Зинина не пропадает даром. Он выращивает блестящую плеяду русских химиков — Марковникова, Соколова, Бекетова, Бутлерова. У него же приобщается к химическим знаниям и гениальный Менделеев.

В 1865 г. Зинин избирается членом Академии наук. В то же время он развивает кипучую деятельность по организации Русского химического общества, на первом заседании которого и избирается президентом. На этом посту Зинин оставался в течение многих лет, неустанно содействуя росту школы русских химиков.

В 1876 г. на всемирной выставке в Лондоне Русское химическое общество выступило со своей коллекцией химических препаратов. Здесь были представлены только те вещества, которые впервые в мире получили русские химики. Эта коллекция, насчитывавшая сотни препаратов, по богатству и значению представленных в ней образцов занимала на выставке одно из первых мест.

Громадную работу вел Зинин и в первом русском химическом журнале, сыгравшем огромную роль в развитии химии. Недаром президент английского химического общества Пальмер Уинни в 1924 г. призывал английских химиков заняться изучением русского языка, чтобы получить доступ к этой сокровищнице химических знаний.

*

Зинин горячо любил свою родину. Несмотря на самые заманчивые предложения Либиха остаться в Германии, чтобы работать в первоклассной лаборатории, Зинин вернулся в Россию.

Величайшие русские химики были истинными патриотами развития отечественных химических наук. Многое для этого они сделали, но о развитии химической промышленности в условиях царского строя можно было только мечтать. Лишь после Великой Октябрьской революции осуществляются эти заветные мечты. Под руководством партии большевиков и великого Сталина создается мощная химическая промышленность, занимающая одно из первых мест в мире.

Николай Николаевич Зинин умер в 1880 г., на 68-м году жизни. Память его в царской России была предана забвению. Лишь теперь имя Зинина начинает сиять для нас новым светом как имя одного из основоположников современной синтетической химии.

Наши химики, имеющие перед собой великих предшественников в лице Ломоносова, Менделеева, Зинина, Бутлерова и других, будут всегда вдохновляться ярким примером этих подлинных корифеев передовой русской науки.