Барвисті відкриття
31 жовтня виповнилося 175 років від дня народження видатного німецького хіміка-органіка Адольфа фон Байєра.
Таких подарунків до дня народження не одержував більше ніхто. На п’ятдесятиліття — спадкоємний титул із правом на почесну частку «фон» перед прізвищем на знак визнання заслуг перед Батьківщиною. А рівно через двадцять років — Нобелівська премія «за заслуги в розвитку органічної хімії та хімічної промисловості завдяки роботам із органічних барвників і гідроароматичних сполук».
Своє перше наукове відкриття Адольф Байєр зробив у дванадцять років — одержав нову подвійну сіль, карбонат міді й натрію. У берлінській гімназії Фрідріха Вільгельма хімію викладав «нефахівець» — відомий математик і фізик Шельбах. Він відразу помітив тямущого хлопчика, який читав… посібник з органічної хімії. Цю книгу із чергового тривалого відрядження привіз синові Йоганн Байєр — офіцер прусської армії, який активно зайнявся геодезією. Безхмарне дитинство Адольфа закінчилося, коли під час чергових пологів померла його мати. Батька він бачив нечасто, і в дивовижному світі таємничих хімічних перетворень хлопчик знаходив розраду. Шельбах підтримував свого маленького друга як міг — не став схиляти його до близьких для себе фізики й математики, а замість цього «призначив» Адольфа своїм асистентом із демонстрації дослідів.
Напевно, Шельбах був дуже мудрим педагогом. Завдяки його ненав’язливому науковому керівництву Адольф Байєр, який мав неабиякі здібності до хімії, перейнявся непідробним інтересом до фізики й математики. Закінчивши гімназію, вісімнадцятирічний юнак вибрав собі для вступу саме фізико-математичне відділення Берлінського університету, де успішно навчався два роки.
Освіту перервала військова повинність. Після року служби в армії Адольф переосмислив свої життєві плани й вирішив цілком присвятити себе хімії. Правда, досвід став у пригоді — парубок вирішив продовжити навчання в Гейдельберзькому університеті в Роберта Бунзена, визнаного метра фізичної хімії. «Відбити» у того талановитого учня зміг тільки не менш видатний учений — Фрідріх Август Кекуле, знаменитий органік, створювач теорії валентності й легендарної шестигранної формули бензолу із переміжними одинарними й подвійними атомами. Харизма Кекуле «переважила» скромність обладнання його лабораторії; залишившись тут, Байєр зайнявся синтезом метильованих хлоридів миш’яку, за що й здобув у 1858 році докторський ступінь.
Вплив учителя був такий великий, що Байєр, щойно здобувши диплом, відразу поїхав з Кекуле в Бельгію, у Гентський університет, де тому запропонували викладання. «Героїзм» молодого вченого полягав у тому, що асистент, у статусі якого він перебував, не одержував зарплату — Адольфа утримував батько, який на той час уже був у генеральському званні. Ті два роки бельгійського відрядження Байєр запам’ятав дуже добре: повернувшись у Берлін і влаштувавшись на посаду викладача органічної хімії у Вищій технічній школі, він віддавав половину своєї скромної платні своєму асистентові, якому офіційно нічого не належало платити.
Тут, у Берліні, учений працював п’ятнадцять років, майже з нуля створивши одну з найпотужніших хімічних лабораторій, якою цікавилися не тільки вчені, а й промисловці. А в 1875 році Байєр очолив кафедру в Мюнхенському університеті, ставши спадкоємцем визнаного батька всієї німецької хімії — Юстуса фон Лібіха. Не випадково в 1903 році саме Байєру була вручена перша медаль Лібіха — одна з найпрестижніших нагород.
Основні роботи Байєра належать до органічного синтезу. Серед найвідоміших його винаходів — барбітурова кислота та її солі, перші заспокійливі препарати, чия ера тривала майже сторіччя, аж до відкриття безпечніших сучасних діазепінових транквілізаторів; терефталева кислота — вихідний продукт для пластикових ПЕТ-пляшок, що стали нормою сучасного життя; фенолфталеїн — класичний індикатор, додавання крапельки якого в пробірку з лугом офарблює її в яскраво-малиновий колір, вражаючи кожного школяра, який почав вивчати хімію… Але головна справа життя Адольфа Байєра, безперечно, індиго. Спочатку вчений досліджував властивості натурального барвника, відкривши при цьому способи одержання багатьох важливих сполук. А підсумком двадцятилітньої роботи стало одержання синтетичного індиго, який швидко витіснив дорогий природний аналог і дав потужний поштовх розвитку текстильної промисловості. Тож спадкоємний титул, подарований ученому на його п’ятдесятиліття, був більш ніж заслужений: це завдяки його працям Німеччина стала світовим лідером легкої промисловості.
У галузі хімії барвників Байєру вдалося зробити ще одне маленьке, але дуже ефектне відкриття — синтезувати флуоресцеїн, незвичайний світний пігмент, до того часу відомий тільки як продукт життєдіяльності деяких мікроорганізмів. Ним можна було фарбувати в жовтий колір шовк і вовну, але популярним у текстильників новий барвник не став — надто слабко він «лягав» на тканину. Зате йому швидко знайшли інші, різнопланові застосування: від глобальних досліджень океанічних течій до прозаїчного виявлення витоків із водопровідних труб. А сьогодні флуоресцеїн народжується вдруге саме як барвник тканин: ним просочують рятувальні жилети — яскраво-зелена пляма, яка швидко розпливається, добре помітна з вертольотів.
Відомий у першу чергу своїми «барвистими» прикладними дослідженнями, Байєр не залишав теоретичних досліджень, певне, позначилася прищеплена в юнацькі роки Шельбахом і Бунзеном любов до фізики й математики. Один із найбільш значущих результатів у цій царині — теорія напруженості хімічних зв’язків, яка встановлює залежність між кутами у вуглецевих циклах і міцністю останніх. Кекуле колись запропонував формулу бензолу у вигляді шестигранника із чергуванням одинарних і подвійних зв’язків. Така модель, однак, не могла пояснити, чому бензол не вступає в багато реакцій, характерних для сполук із подвійними зв’язками. Сам Кекуле знайшов вихід за допомогою так званої осциляторної гіпотези: відповідно до неї подвійні зв’язки в бензолі не стоять на місці, а «стрибають» усередині молекули, міняючись місцями з одинарними. Байєр експериментально встановив, що всі шість атомів вуглецю в бензольному кільці абсолютно ідентичні один одному, і запропонував замість учительської формули свою — циклічну, у якій усі атоми пов’язані між собою одинарним зв’язком, а шість других електронів утворюють другий, єдиний для всієї молекули кільцевий зв’язок. Ця теорія добре пояснила, чому бензол і всі ароматичні сполуки поводяться проміжним чином, проявляючи властивості сполук і з одинарними, і з подвійними зв’язками.
