Константин Пиотровский - Сергей Лебедев

• Название: Сергей Лебедев
• Автор: Константин Пиотровский
• Жанр: Биографии и Мемуары

…Морозной январской ночью 1931 года по улицам Ленинграда двигалась странная процессия. Несколько человек торжественно, как знамя, несли… обыкновенную автомобильную покрышку. Один держал, на случай встречи с милицией, в руках справку, из коей следовало, что шина не украдена. Дело заключалось в том что покрышка была не совсем обыкновенной. Ее только что изготовили на заводе «Красный треугольник» из синтетического каучука — первого синтетического каучука, полученного в нашей стране промышленным путем по способу академика Лебедева.

Один из крупнейших деятелей отечественной науки, блестящий экспериментатор Сергей Васильевич Лебедев был автором ряда классических работ по органической химии. Ему принадлежит неоценимая заслуга создания в СССР промышленного способа получения синтетического каучука. Это замечательное открытие русского химика освободило нашу страну от необходимости ввоза из-за границы ценнейшего естественного каучука, сыграло огромную роль в деле роста и развития молодой советской индустрии.

В книге К. Б. Пиотровского рассказывается о жизни и деятельности замечательного химика.

---

Как определить направление своих исследований, чтобы достичь в намеченной области значительных и принципиальных успехов, — очень важный и ответственный момент в творчестве любого ученого и особенно ученого, работающего в области экспериментальных наук. Многочисленные и порой очень сложные эксперименты химика, не объединенные общей идеей и не подчиненные правильному ее решению, могут привести к тому, что будет выполнен большой объем работы, будут детализированы и выяснены многие частности, но даже по совокупности проведенных исследований ученый не сможет внести существенный вклад в ту область науки, которую он выбрал предметом своего творчества. Он не сможет уловить и вскрыть те закономерности, которые управляют изучаемыми им процессами.

Непредельные двуэтиленовые углеводороды, которые С. В. Лебедев избрал новой областью своих исследований, обладают той самой важной особенностью, которая делает их весьма химически активными. Они содержат две двойные связи, почему и называются двуэтиленовые углеводороды. Приступая к их изучению, Лебедев подробно изучил практически весь имеющийся в литературе материал по этому вопросу и провел строгий анализ имеющихся данных, чтобы четко определить задачи, возникавшие перед ним в предпринятом исследовании.

Что же было известно Сергею Васильевичу к началу его работы в области полимеризации непредельных соединений?

Пожалуй, самое главное, во всяком случае, главное для дальнейшего развертывания событий, а именно: в результате полимеризации этих соединений получались вещества, напоминающие по некоторым своим свойствам природный каучук…

Первое знакомство европейцев с каучуком относится ко времени замечательных путешествий и географических открытий Христофора Колумба. Но первое сравнительно подробное описание этого материала, нашедшего широкое распространение в современной технике, было дано французским ученым Шарлем де ла Кондамином.

В 1736 году Парижская Академия наук направила в Южную Америку экспедицию для измерения дуги меридиана, в состав которой входил и Шарль де ла Кондамин, известный французский геодезист и путешественник. В лесах Южной Америки он впервые познакомился с деревьями, дающими каучук, и с теми методами применения каучука, которые были известны коренному населению района экспедиции — местным индейцам. По возвращении во Францию Шарль де ла Кондамин написал подробный доклад о свойствах каучука, который был опубликован в изданиях Парижской Академии наук.

Но исследования химического состава каучука начались значительно позднее: только в 20-х годах XIX века. В то время химики изучали состав различных органических веществ главным образом путем их перегонки. Последовательно улавливались и анализировались продукты, выделившиеся при нагреве испытуемого вещества без доступа воздуха. Синтетическое направление в органической химии, позволившее устанавливать структуру и состав тех или иных органических соединений путем их искусственного воссоздания, развилось только в середине XIX века и к моменту начала исследования химического состава каучука, естественно, не нашло еще распространения.

В 20-х годах прошлого века ряд крупнейших химиков: Дюма, Либих, Дальтон, а затем замечательнейший экспериментатор-самоучка Майкл Фарадей, из переплетчиков ставший крупнейшим ученым, посвятили свои исследования установлению состава каучука. Наиболее интересные данные были получены Фарадеем, который первым выделил из каучука при сухой его перегонке углеводород изопрен (хотя далеко не в чистом виде). Этот углеводород, как выяснилось, является основным звеном в цепи гигантской молекулы каучука. Фарадей уточнил, что каучук представляет собой углеводород, в котором на пять атомов углерода приходится восемь атомов водорода. О полимерном состоянии этих молекул Фарадей еще не догадывался.

Последующими опытами Грегори, Химли, А. Бушарда эти работы были подтверждены. Но, в какой-то мере уточнив данные Фарадея, они одновременно и запутали вопрос о химической природе каучука, что во многом объясняется недостаточной чистотой образцов, взятых для исследования.

Анализируя состояние и развитие исследований в области полимеризации двуэтиленовых углеводородов, С. В. Лебедев считал, что первый этап исследований в этой области начинается с 1860 года, когда английский химик Вильямс выделил из продуктов сухой перегонки каучука изопрен достаточной степени чистоты (кстати, название «изопрен» впервые применено Вильямсом) и, наблюдая способность его полимеризоваться, высказал предположение, что каучук и гуттаперча образуются полимеризацией изопрена.

Наиболее четко возможность перехода изопрена, полученного сухой перегонкой каучука, обратно в каучукоподобный продукт была впервые показана в работе Г. Бушарда в 1875–1879 годах. В дальнейшем вопросу полимеризации изопрена были посвящены работы многих химиков, в частности Валлаха, Тильдена и уже известного нам руководителя дипломной работы С. В. Лебедева в Петербургском университете В. А. Мокиевского. Хотя в этих исследованиях и были получены безусловно интересные для науки факты, которые подтверждали и дополняли ранее высказанные предположения и наблюдения, касавшиеся получения каучукоподобных продуктов при полимеризации изопрена, однако они не продвинули существенно практическое решение проблемы синтеза каучука. А вопрос уже стоял именно так.

Английский химик Тильден в мае 1892 года на заседании философского общества в Бирмингаме сделал сообщение о том, что, разложив скипидар и оставив полученный им при этом изопрен в бутылках, он через несколько лет обнаружил в них вязкую жидкость, в которой плавали частицы твердого вещества, оказавшегося чем-то напоминающим каучук. При обработке серой этот продукт давал эластичный материал, подобный тому, который получается при вулканизации натурального каучука.

Но все эти работы были, разумеется, еще очень далеки от получения искусственным путем каучука. Далек был от этого и Г. Бушарда, который из натурального каучука получил немножко изопрена, а затем из этой малости вновь получил кусочек каучука. Это было равносильно тому, чтобы посадить весной один мешок картошки, а осенью снять урожай в пол-лукошка. Да еще вместо посаженной весной крупной картошки выкопать по осени мелочь, непригодную для еды.

При всем значении работ Тильдена нельзя расценивать и его работы по получению изопрена из скипидара и наблюдаемое им самопроизвольное превращение этого углеводорода в каучук как успешное решение проблемы синтеза каучука. Ведь этот ученый наблюдал самопроизвольное превращение залитого им в бутылки изопрена в каучукоподобный продукт за очень продолжительное время, исчисляемое годами. Можно ли представить себе промышленное получение каучука, при котором изопрен заливают в аппарат и ждут, когда же он превратится в каучук? В промышленности процессы подобной длительности неприменимы: химик не может превратиться в нерадивого рыбака, который «сидит у моря и ждет погоды».

В дальнейших исследованиях химиков было установлено, что не только изопрен способен полимеризоваться, но той же способностью обладают и некоторые другие углеводороды, сходные с ним по своей химической структуре.

Наиболее значительный этап на этом пути составили работы русского химика Ивана Лаврентьевича Кондакова, который установил, что углеводород диизопропенил при полимеризации также дает каучукоподобные продукты. Диизопропенил по своей химической структуре очень сходен с изопреном и отличается от последнего тем, что один водород у третьего углеродного атома в нем заменен на радикал метил.

После работ Кондакова перед химиками открылись новые пути синтеза каучука. Выяснилось, что для получения каучукоподобного продукта не обязательно брать изопрен, а можно применять и другие схожие с ним углеводороды. Поскольку изопрен не мог быть в то время получен доступными для химиков методами (не разрушать же для его добывания молекулу каучука, как это делал Бушарда!), работы Кондакова открывали надежду на то, что можно будет найти другой углеводород для синтеза каучука, который будет и доступен и дешев.

Следует отметить, что прогресс исследований в области полимеризации и получения полимеров в значительной мере тормозился из-за того, что химики еще не умели исследовать высокополимерные соединения, которые сами по себе отнюдь не были редкостью. При проведении разнообразных реакций между многочисленными органическими соединениями стекловидные или смолообразные полимеры образовывались довольно часто. В одном из своих докладов еще в 1912 году английский химик Перкин утверждал, что «решение проблемы каучука осуществилось бы, вероятно, значительно раньше, если бы не привычка химиков немедленно выбрасывать все, что напоминает смолу».