Калоян Манолов - Великие химики. В 2-х т. Т. 2

• Название: Великие химики. В 2-х т. Т. 2
• Автор: Калоян Манолов
• Издательство: Мир
• Жанр: История
• Год: 1986

Автор книги, болгарский ученый Калоян Манолов, известен не только как специалист в области химии комплексных соединений, но и прежде-всего как талантливый популяризатор и историк химических наук. Его книги «У химии свои законы» (М.: Химия, 1975), «Биография атома» (М.: Мир, 1984) переведены на русский язык.

Издание содержит ряд биографических очерков о выдающихся ученых — от Р. Глаубера (XVII в.) до ученых нашего времени. Написана живым, образным языком, содержит много ранее не известных материалов. Биографии насыщены яркими, интересными эпизодами, хорошо передающими черты характеров и главные вехи творчества героев очерков. В т. II вошли биографии ученых XIX—XX вв.

Предназначена для химиков, преподавателей химии и будет интересна самым широким кругам читателей.

---

Институт на Георгенштрассе располагал двумя большими аудиториями. Лаборатории и подсобные помещения находились позади аудиторий и соединялись с жилым зданием на Доротенштрассе. Здесь же находились и две частные лаборатории.

Исследовательская работа Фишера возобновилась немедленно так как вместе с ним из Вюрцбурга перебрались Лоренц Ах, который продолжал изучение пуриновых соединений, и трое молодых химиков — Гениш, Копиш и англичанин Кроссли[287]; последним предстояло закончить свои докторские работы. Они изучали сахара — синтезировали алкогольглюкозиды, исследовали ферменты, вызывающие распад глюкозидов[288].

Научные успехи окрыляли Фишера, но все больше и больше удручали семейные невзгоды. Холодный берлинский климат неблагоприятно отразился на здоровье сыновей — мальчики часто белели, Фишер, на собственном опыте убедившийся в том, что медицина не всесильна, чрезвычайно беспокоился за детей. Но самое страшное испытание было впереди — вскоре после рождения третьего сына Агнес заболела — у нее началось воспаление среднего уха. Специалисты настаивали на немедленной операции, но Агнес не соглашалась. Болезнь прогрессировала и скоро перешла в менингит. Операцию сделали, но было уже поздно — Агнес умерла. Это случилось в 1895 году.

Но тяжелая потеря не сломила Фишера. Поручив заботу о сыновьях преданной экономке и опытным учителям, Фишер с головой ушел в работу. Его давно интересовала проблема белковых веществ, однако он все не решался начать — столь сложны и разнообразны белки, являющиеся основной материей живой клетки, столь трудно изучение их свойств! В сущности методика экспериментов с белками пока не была разработана. Поэтому Фишер все откладывал опыты. Но теперь, когда исследования Сахаров и пуринов доведены почти до конца, стоило подумать и о белках.

Исследование структуры Сахаров, синтез глюкозы, фруктозы и других моносахаридов были действительно самыми значительными открытиями в органической химии. В 1902 году Эмиль Фишер был удостоен самой высокой награды, присуждаемой за научные открытия, — Нобелевской премии по химии[289].

Опыт, приобретенный при изучении Сахаров, при разделении их оптических антиподов можно было использовать в исследованиях белков, хотя здесь дело обстояло намного сложнее.

— Изучение белков начнем одновременно с двух сторон, — излагал Фишер план будущей работы своим сотрудникам. — Мы исследуем состав различных белковых веществ. В настоящее время единственный путь к решению этой задачи — гидролиз. Полученную смесь аминокислот мы разделим, применив метод, который разработал один из моих сотрудников — Теодор Куртиус, — этерификацию кислот спиртами и разделение афиров фракционной дистилляцией. Так мы разложим эфиры на аминокислоты, а потом определим состав соответствующих им белковых веществ. С другой стороны, попытаемся синт0зировать вещества, которые хотя бы по составу были похожи на белки. Что вы на это скажете, господин Фурно?

Француз Эрнст Фурно[290] приехал к Фишеру на стажировку, он специализировался по органическому синтезу.

— С удовольствием займусь этой работой, — сказал Фурно.

— В моей лаборатории уже разработан ряд методов синтеза, которые мы и применим к аминокислотам. Вы уже знакомы с одним из этих методов — обработкой кислоты пятихлористым фосфором с превращением ее в хлорангидрид. Если на полученное соединение подействовать другой аминокислотой, может быть, удастся найти условия, при которых две молекулы аминокислот соединятся в одну, более крупную.

Работа в лаборатории началась с необыкновенным энтузиазмом. Гидролизу были подвергнуты казеин — белковое вещество молока, и фиброин — белковое вещество натурального шелка. Полученную смесь аминокислот подвергали этерификации и фракционной дистилляции. В то же время Фурно сумел получить хлорангидрид α-аминоуксусной кислоты, названной глицином за ее сладкий вкус. После многочисленных вариаций условий опытов было установлено, что хлористый глицил вступает в реакцию с этиловым эфиром этой же кислоты, а продукт омыления представляет собой глицилглицин. Это новое вещество Фишер назвал пептидом, точнее, дипептидом.

— Целью дальнейших опытов является синтез более сложных молекул — трипептидов, тетрапептидов, полипептидов…

Процессы протекали медленно. Приходилось многократно повторять опыты, при этом каждый раз молекула полученного продукта удлинялась еще на один аминокислотный остаток. Молекула полипептида постепенно росла — три, четыре, пять, восемнадцать аминокислотных остатков, связанных друг с другом таким же образом, как и в молекулах природных белков!

Схема синтеза акрозы по Э. Фишеру и доказательство строения фруктозы

Весть об успехе этой работы — однообразной, кропотливой и очень длительной — поразила не только ученый мир. Торжествовало все человечество! В одном из сообщений, которые крупнейшие ученые по традиции делали перед Немецким научным обществом, Фишер, выступая в начале 1906 года, докладывал работу по аминокислотам, белкам и синтезу полипептидов. Он изложил основы созданной им полипептидной теории, которая остается в силе и сегодня: в белковых веществах аминокислотные остатки соединены пептидной связью[291].

Через несколько дней после этого сообщения в «Венской газете» появилась первая сенсационная статья: «Синтез белка в пробирке!» Это известие было искрой, вызвавшей грандиозную газетную шумиху. Репортеры дали волю своей фантазии и превзошли авторов фантастических романов. Они уже считали решенной проблему обеспечения питанием населения планеты. Рисовали схемы, согласно которым в «магической лаборатории» Эмиля Фишера уголь превращался в самые вкусные и питательные блюда. Ученый пытался протестовать — он не имеет отношения к этой проблеме, но никто не желал его слушать. Газеты жаждали сенсаций, а большей сенсации, чем синтез белка, трудно было представить. Да, действительно были найдены методы синтеза аминокислот, но это были пока настолько дорогие и сложные операции, что говорить о приготовлении искусственной пищи не приходилось.

«…Природные белки, — размышлял Фишер, — содержат в своих молекулах сотни и даже тысячи аминокислотных остатков, связанных между собой в строгой последовательности. Молекулы многих аминокислот содержат по одному асимметрическому углеродному атому. Это означает, что аминокислоты существуют в двух оптически активных формах, поэтому продукты гидролиза природных белковых веществ всегда содержат рацемическую смесь оптически активных аминокислот. Нужно вести исследования и в этом направлении».

Опыт, приобретенный при изучении оптических изомеров углеводов, был использован для разделения аминокислот на оптические антиподы. Но этого было недостаточно. Чтобы выяснить, какие изомеры аминокислот содержатся в природных белках, необходимо провести синтезы и взаимные превращения. Каждое новое открытие рождало и новые идеи, закладывало начало новому синтезу, новым превращениям. Результаты становились все более убедительными, успехи — все более весомыми. Было однозначно установлено, что природные аминокислоты являются левовращающими оптически активными соединениями. В лаборатории Фишера даже удалось превратить природный l-серин в l-аланин и l-цистеин.

Несмотря на обширную экспериментальную работу, Фишер находил время и для систематизации и подготовки к публикации научного материала. Необходимо было обобщить результаты долголетних исследований, опубликованных в виде отдельных статей в различных журналах. Фишер подготовил к изданию монографии об углеводах, пуринах, белках[292].

Медаль, отчеканенная в честь Э. Фишера Немецким химическим обществом

Идеи рождались одна за другой, мысли о работе не покидали Фишера даже во время отдыха. А Фишер любил отдыхать среди природы — бродить по лесу, наслаждаться его тишиной, ароматом лесных трав. Однажды, гуляя в дубовом лесу в Грюнау, он сорвал несколько чернильных орешков и принес их Герману — старший сын к этому времени уже закончил химическое отделение университета и работал в лаборатории отца.

— Вот она природная лаборатория, которая производит вещество, использовавшееся еще в глубокой древности, — сказал Фишер.

— Ты имеешь в виду дубящие вещества, отец?

— Именно их. Давай займемся расшифровкой их строения. Начнем с гидролиза и выделения продуктов, а закончим синтезом.

И вновь десятки задач, над решением которых работали сотрудники Фишера. Но теперь работа в лаборатории осложнилась, поскольку почти все молодые практиканты и сотрудники были мобилизованы. Черная тень первой мировой войны нависла над миром.

Для Фишера наступили тяжелые дни. Призванный в армию младший сын Альфред был направлен в Добруджу, в бухарестский лазарет, где заразился сыпным тифом и умер. За год до этого, в 1916 году, после тяжелой болезни скончался его второй сын, который также собирался стать врачом.