Академик А. Е. Арбузов [Гильм Хайревич Камай] (fb2) читать онлайн
[Настройки текста] [Cбросить фильтры]
[Оглавление]
Г. X. Камай Академик А. Е. Арбузов
А. Е. Арбузов
Александр Ерминингельдович Арбузов является одним из старейших химиков нашей страны. Благодаря своим блестящим экспериментальным исследованиям в области органической химии он широко известен как у нас в Советском Союзе, так и далеко за его пределами. По целеустремленности и характеру своих исследований А Е. Арбузов является достойным продолжателем лучших научных традиций славной казанской школы химиков. В течение 40 лет он является главой этой школы. Особо следует отметить, что А. Е. Арбузов является первым академиком, избранным в Академию наук СССР непосредственно из нашего родного города Казани, и третьим по счету химиком академиком из числа казанских ученых, работавших в стенах Казанского университета после корифеев отечественной химической науки Н. Н Зинина и А. М. Бутлерова. Пройдя большой путь крупнейшего ученого, А. Е. Арбузов все свои знания и силы отдает на благо любимой Родины и трудящихся. Однако только после великого Октября интересы ученого-патриота совпали с интересами государства и народа. А. Е- Арбузов родился 12 сентября 1877 года в селе Арбузов Баран, б. Спасского уезда Казанской губернии. Первоначальное образование будущий ученый получил в сельской школе. Девятилетним мальчиком он был привезен из своей деревни в город Казань и определен в приготовительный класс 1-й гимназии. После ее окончания А. Е. Арбузов в 1896 году поступает студентом на естественное отделение физико-математического факультета Казанского университета, который заканчивает в 1900 году с дипломом 1-й степени и званием кандидата естественных наук. Еще до поступления в университет Александр Ерминингельдович в гимназии увлекался естественными науками, в особенности физикой и химией, мастерил физические приборы: электромагниты, катушки Румкорфа, производил простейшие химические опыты. В университете в то время курс химии читали известные профессора: неорганической — Ф. М. Флавицкий, органической — А. М. Зайцев, — оба выдающиеся ученики А. М. Бутлерова. С первых же лекций, среди других многочисленных дисциплин, преподававшихся на естественном отделении, А. Е. Арбузов особенно стал увлекаться химией. Уже в конце второго курса после успешного окончания практических занятий по количественному анализу А. Е. Арбузов приступил к разработке темы, предложенной ему приват-доцентом А. Я. Богородским, а именно: разработка титрометрического метода определения высших степеней окисления марганца титрованием соединениями низших степеней окисления марганца. Вскоре, однако, внимание будущего ученого было привлечено лекциями А. М. Зайцева к органической химии. Этому способствовала интенсивная научная работа в области органического синтеза, которая велась в лаборатории органической химии А. М. Зайцевым и его многочисленными учениками. В этой лаборатории А. Е. Арбузов, будучи студентом третьего, а затем последнего курса, выполнил свою первую экспериментальную работу по органической химии на тему: „Синтез аллилметилфенилкарбинола“. Проводилась она под непосредственным руководством профессора А. М. Зайцева и позднее была напечатана под заглавием „Об аллилметилфенилкарбиноле“. В этой работе А. Е Арбузов первым из русских химиков применил для синтеза этого спирта магнийорганическое соединение, вместо употреблявшихся ранее А. М. Зайцевым цинкорганических соединений. По окончании Казанского университета А. Е. Арбузов по представлению проф. А. М. Зайцева был оставлен при кафедре органической химии профессорским стипендиатом (по современной номенклатуре аспирантом). Однако в конце 1900 гола А. Е. Арбузов, не дождавшись утверждения профессорским стипендиатом министерством, по рекомендации проф. Ф. М. Флавицкого занимает должность ассистента по кафедре органической химии и химического сельскохозяйственного анализа в Ново-Александрийском институте сельского хозяйства и лесоводства (г. Ново-Александрия, Люблинской губернии). Казанский филиал Академии наук СССРНа плечи молодого, еще неопытного научного работника легла трудная задача: вести хозяйство кафедры и фактически руководить практическими занятиями студентов большой и сложной по своей обстановке лаборатории. Надо прибавить, что Александр Ерминингельдович был единственным ассистентом Лаборатория имела 80 студенческих мест и выполняла две функции: в осеннем семестре студенты изучали количественный анализ, в весеннем—анализ почв и удобрений. Кроме того, в его же обязанности входило ассистирование на лекциях по органической химии. И все же со всеми этими многочисленными обязанностями молодой ученый не только успешно справлялся, но и находил время для теоретических и экспериментальных занятий по химии. Вскоре от руководителя кафедры проф. Ф. Ф. Селиванова А Е. Арбузов получил тему — синтез третично-бутилуксусной кислоты. Тема, несомненно, представляла научный интерес, но в экспериментальном отношении оказалась весьма трудной. К тому же проф. Ф. Ф. Селиванов, образованный и широко эрудированный химик, был, по словам А. Е Арбузова плохим экспериментатором и потому слабым руководителем в лаборатории. В итоге, после двух лет упорной работы, были получены весьма небольшие в научном отношении результаты. Будучи скромным и требовательным к себе, А. Е. Арбузов, несмотря на предложение Ф. Ф. Селиванова опубликовать полученные результаты по синтезу третично-бутилуксусной кислоты, не дал своего согласия, и они так и остались неопубликованными. Считая продолжение работы в этом направлении малопродуктивным и почти безнадежным делом, А. Е. Арбузов решительно отказывается от темы. После встретившихся неудач молодой ученый не ослабляет энергии и начинает подготовку к испытаниям на степень магистра химии. Во время этой подготовки А. Е. Арбузов, штудируя знаменитый курс великого учителя русских химиков Д. И. Менделеева „Основы химии“, заинтересовался вопросом строения фосфористой кислоты и ее органических производных и решил сделать его темой своих самостоятельных научных исследований. После преодоления некоторых трудностей работа в этом направлении пошла чрезвычайно быстрым темпом и уже в 1903 году на заседании Общества естествоиспытателей при Варшавском университете А. Е. Арбузов сделал свое первое научное сообщение „О соединениях полугалоидных солей меди с эфирами фосфористой кислоты“ „Раздумывая над вопросом, каким образом можно было бы подойти к выяснению строения производных фосфористой кислоты, — вспоминает А. Е. Арбузов, — мне как-то поздно вечером пришла в голову счастливая мысль попытаться найти надежный метод, с помощью которого можно было бы уверенно отличить производные так называемого трехвалентного фосфора от пятивалентного. Тогда, думал я, распутывание сложной картины фосфор-органических соединений решалось бы весьма просто. Окрыленный этой мыслью, в первом часу ночи, я отправился в лабораторию и начал поиски соединений, способных давать характерные кристаллические производные трехвалентного фосфора. Более двух часов пытался я найти неорганические соли, которые, по моим соображениям, могли дать кристаллические соединения с приготовленным мной фениловым эфиром фосфористой кислоты. Однако все мои старания были безрезультатны. Ожидаемые вещества или вовсе не получались, или получались в виде густых некристаллизующихся сиропов. На следующее утро — все та же безотрадная картина. Однако, внимательно присмотревшись, я заметил на дне одной из чашечек два маленьких кристаллика, блестящих, как ограненный алмаз. Эти кристаллики представляли собой соединения однохлористой меди с фениловым эфиром фосфористой кислоты и являлись первым найденным мной представителем класса соединений, характерных для трехвалентного фосфора“. Так описывает А. Е. Арбузов начало своих известных исследований, которые он продолжал вести с возрастающим успехом. Здесь уместно отметить большие экспериментальные способности А. Е. Арбузова, особенно его чрезвычайные успехи, а позднее мастерство в стеклодувном искусстве, которое сыграло большую роль в осуществлении многих интересных работ ученого. Еще студентом А. Е Арбузов познакомился в лаборатории профессора А. М. Зайцева с простейшими стеклодувными приемами. Лаборант Е. И. Любарский руководил органическим анализом и по принятому в лаборатории методу обучал студентов производить анализ в трубке, закрытой с одного конца. Для этой цели один конец трубки оттягивался в виде шеи и головы гуся. А. Е. Арбузов в течение каких-нибудь 2—3 недель усвоил приемы стеклодувного искусства и в дальнейшем для себя и своих товарищей по лаборатории (а их было 12), как тогда выражались, „тянул гуся“ и делал ампулки дли взятия навески. Эти начальные навыки по стеклодувному искусству чрезвычайно пригодились впоследствии. В институте не было стеклодува. А. Е. Арбузову пришлось применить свой опыт в стеклодувном деле и значительно его обогатить. По существу не только простейшие, но и более сложные стеклянные приборы, необходимые для химических исследований, приходилось делать самому. Следует отметить, что некоторые более сложные приемы стеклодувного искусства А. Е. Арбузов перенял от ученика А. М. Бутлерова проф. Н. М. Семенова, занимавшего в институте кафедру неорганической химии. В дальнейшем А. Е. Арбузов в стеклодувном искусстве достиг необычайных успехов: все необходимые для своих разнообразных работ приборы и сложные аппараты он делает сам. А. Е. Арбузов представляет редкий пример химика-экспериментатора, который не зависит от стеклодува-профессионала. Свой многолетний опыт в стеклодувном деле ученый обобщил в „Руководстве к самостоятельному изучению стеклодувного искусства“. Первое издание этого руководства вышло в 1912 году. Второе, значительно расширенное, вышло в 1934 году. Это руководство пользуется большим успехом у химиков и физиков, занимающихся экспериментами. К нему часто прибегают и стеклодувы-профессионалы. В 1905 году А. Е. Арбузов опубликовал свою магистерскую диссертацию „О строении фосфористой кислоты и ее производных“. В том же году после сдачи магистерских испытаний он блестяще защитил ее при Казанском университете. Магистерская диссертация А. Е. Арбузова в свое время была высоко оценена многими выдающимися химиками: Г. Г. Густавсоном, Н. Я. Демьяновым, А. Е. Фаворским и др. За эту же работу в 1905 году А. Е. Арбузов был удостоен Русским физико-химическим обществом премии имени Зинина и Воскресенского, которая присуждалась один раз в четыре года за лучшие работы по химии, выполненные молодыми русскими химиками в России. Этой работой А. Е. Арбузов положил начало систематическому изучению некоторых отделов органических производных фосфора. Интерес химиков к изучению эфиров фосфористой кислоты появился давно. Он возник в связи с необходимостью решить вопрос о строении этой кислоты, полученной Дэви в 1812 году при действии воды на треххлористый фосфор. По вопросу о строении фосфористой кислоты среди химиков долгое время существовало два мнения. Часть ученых во главе с Гремом, Райльтоном считала фосфористую кислоту трехосновной, обладающей тремя гидроксилами, и придавала симметрическую формулу с трехвалентным атомом фосфора. Представители второго направления Вюрц и другие принимали фосфористую кислоту за двухосновную и придавали ей формулу строения с пятивалентным фосфором. Этот взгляд на строение фосфористой кислоты основывался на том, что при обменной реакции со щелочами или другими основаниями только два водородных атома способны замещаться на металл. Отсюда делали вывод, что фосфористая кислота содержит один атом водорода, непосредственно связанный с фосфором. Этого взгляда придерживались Розе, Берцелиус и особенно Вюрц. Против такого воззрения возражал Н. А. Меншуткин который стоял за то, что фосфористая кислота не может быть насыщенным соединением, как это требует формула Вюрца, потому что она прямо присоединяет кислород. Н. А. Меншуткин считал фосфористую кислоту двухосновной, но трехатомной, подчеркивая этим неравноценность частей водорода в ней. Наиболее капитальным исследованием в этом направлении является труд А. Е. Арбузова. В противоположность ранее проведенным исследованиям русских и зарубежных химиков А. Е. Арбузов этот трудный и сложный вопрос о строении фосфористой кислоты блестяще разрешил, изучая органические производные этой кислоты, именно ее сложные эфиры. Он синтезировал и выделил в химически чистом виде большое число полных и кислых эфиров фосфористой кислоты и изучил все главнейшие их свойства. Он выработал методику их получения, определил их физико-химические константы и изучил многочисленные реакции с ними. А. Е. Арбузов впервые получил в химически чистом виде метиловый, этиловый, н-пропиловый, изопропиловый и изобутиловый эфиры фосфористой кислоты. Он показал, что все предыдущие исследователи как Райльтон, Циммерман и другие не вмели в своих руках чистых препаратов, а принимали за них сложную смесь, состоящую из полных и кислых эфиров фосфористой кислоты, а также эфиров фосфорной кислоты. Как было показано А. Е. Арбузовым, полные эфиры фосфористой кислоты, являясь производным трехвалентного фосфора, характеризуются сильно выраженной способностью к реакциям присоединения. Так, они легко окисляются, переходя в соединения пятивалентного фосфора, легко реагируют с хлором, бромом, иодом. Как уже сказано выше, А. Е. Арбузовым был найден прекрасный реактив на трехвалентный фосфор — одногалоидные соли меди. Полученные впервые в чистом виде А. Е. Арбузовым эфиры фосфористой кислоты давали с указанным реактивом хорошо кристаллизующиеся соединения, что доказывало присутствие трехвалентиого фосфора в полных эфирах фосфористой кислоты. Все испытанные А. Е. Арбузовым эфиры с пятивалентным фосфором в реакции с одногалоидными солями меди не вступают. Одной из замечательных реакций полных эфиров фосфористой кислоты, найденных А. Е. Арбузовым, является превращение их при действии галоидных алкилов в соединении с пятивалентным фосфором в так называемые эфиры алкилфосфиновых кислот. Это превращение эфиров фосфористой кислоты в дальнейшем получило в химической литературе название „арбузовской перегруппировки“. С помощью этой перегруппировки получается большое количество разнообразных фосфорорганических соединений. По образному выражению академика А. Н. Несмеянова, „она стала столбовой дорогой синтеза фосфор органических соединений“. „Арбузовская перегруппировка“ имеет значение не только как новый путь получения органических производных фосфора, но и представляет большой теоретический интерес. Эти работы сразу выдвинули молодого ученого в первые ряды русских химиков и создали ему известность в науке. В 1906 году А. Е. Арбузов, после ухода в отставку проф. Ф. Ф. Селиванова, был избран по конкурсу Советом Ново-Александрийского института адъюнкт-профессором на кафедру органической химии и химического сельскохозяйственного анализа. До Ф. Ф. Селиванова эту кафедру занимали выдающиеся русские химики Е. Е. Вагнер и И. И. Бевад. После получения кафедры А. Е. Арбузов продолжает свои исследования в области органических производных фосфора. В дальнейшем эта область остается главной темой его многочисленных работ. Одновременно внимание ученого начинают привлекать и другие классы органических соединений. В 1907 г. он опубликовал интересное исследование о получении ацеталей. Далее его интересует строение и превращения эфиров сернистой кислоты и некоторых других производных серы. В 1910 г. А. Е. Арбузов начал изучать двойные соединения одногалоидных солей меди с различными азотистыми основаниями и в том числе с фенилгидразином. Эти исследования в конечном итоге привели А. Е. Арбузова к открытию нового способа получения так называемых нитрилов и показали, что в процессе получения индолов по способу Э. Фишера, соли (хлористый цинк и другие) играют роль катализаторов и их можно брать в количестве 0,05% по сравнению с тем количеством, которое брал Э. Фишер. Индолы имеют значительное применение в парфюмерии для приготовления духов. В 1911 году по Всероссийскому конкурсу А. Е. Арбузов был избран физико-математическим факультетом и Советом Казанского университета и. о. экстраординарного профессора на кафедру органической химии и таким образом занял после смерти А. М. Зайцева кафедру своего учителя. Химическая лаборатория Казанского университета в его лице получила достойного руководителя и продолжателя славных традиций казанской школы знаменитых русских химиков Н. Н. Зинина и А. М. Бутлерова. В этой лаборатории А. Е. Арбузов полностью развернул свой богатый талант химика-экспериментатора. Переоборудовав химический корпус университета, перестроив знаменитую бутлеровскую лабораторию, молодой профессор развил интенсивную научную деятельность. Результаты не замедлили сказаться: уже в 1913 году из лаборатории А. Е. Арбузова выходит более 10 работ, большинство которых выполнено им совместно с его новыми учениками А. А. Ивановым, А. В. Карташевым, А. П. Фри-ауфом и другими. Верный традициям казанской школы химиков, А. Е. Арбузов одновременно выполнял ряд работ лично, например, работу „О соединениях эфира с бромом“ и другие. Руководя лабораторией и ведя преподавание органической химии на физико-математическом и медицинском факультетах, А. Е. Арбузов не прерывал работы над докторской диссертацией „О явлениях катализа в области превращения некоторых соединений фосфора“, начатой еще в Ново-Александрии. В 1914 г. диссертация была напечатана. В этой диссертации, кроме исторического очерка развития учения о каталитических реакциях, очерка, имеющего самостоятельное значение, излагается богатый экспериментальный материал из области каталитической изомеризации эфиров фосфористой кислоты и некоторых других эфиров, сходных по строению с только что названными, но содержащих вместо атомов кислорода атомы серы. Изучая каталитические превращения всех этих разнообразных соединений трехвалентного фосфора в соединении пятивалентного фосфора и параллельно изучая калориметрическим методом теплоту и скорость реакции присоединения серы к многим из перечисленных соединений, А. Е. Арбузов приходит к ряду фундаментальных выводов, касающихся теории тогда еще мало изученных каталитических явлений в гомогенной среде. На основании изложенного в диссертации экспериментального материала А. Е. Арбузов решительно склоняется в пользу так называемой теории промежуточных реакций и выступает против распространенных тогда, идеалистических по своему характеру, энергетических воззрений В. Оствальда. Результаты этой работы явились крупным вкладом в учение о катализе и не потеряли своего значения и в настоящее время. В 1915 году А. Е. Арбузов представляет докторскую диссертацию в Совет Казанского университета и с успехом ее защищает. В этом же году его утверждают ординарным профессором Казанского университета. Ив работ, напечатанных в 1914 году, следует остановиться на одной, выполненной совместно с ассистентом А. А. Дуниным,— „О действии галоидзамещенных эфиров жирных кислот на эфиры фосфористой кислоты“. В результате описанных в этой работе опытов были впервые синтезированы эфиры фосфонуксусной, β-фосфонпропионовой и α-фосфонмасляной кислот. Эфиры фосфонкарбоновых кислот и сами фосфонкарбоновые кислоты более подробно были изучены А. Е. Арбузовым совместно с его учениками (Г. X. Камаем, А. И. Разумовым и др.) в советский период деятельности. Фосфонуксусные и аналогично построенные эфиры, подобно ацетоуксусному эфиру, содержат в молекуле водород, способный замещаться на металл, например, натрий, калий, и потому можно было предположить, что эти металлы, подобно тому как это имеет место в ацетоуксусном эфире, могут обмениваться при действии галоидных алкилов на органические радикалы. Действительно, такое предположение оправдалось, и А. Е. Арбузову С сотрудниками (А. А. Дунин, А. И. Разумов и Г. X. Камай) удалось осуществить ряд синтезов, аналогичных синтезам с ацетоуксусным и малоновым эфиром, с образованием соответствующих замещенных фосфонуксусных эфиров. Эта неожиданная, на первый взгляд, аналогия в проявлении свойств столь, казалось, далеких друг от друга соединений, несомненно, представляет большой теоретический интерес. В краткой статье нет возможности детально рассказать даже о наиболее интересных работах А. Е. Арбузова; общее число их более 200, из них более 170 выполнено в советский период деятельности. Исключительный интерес имеют исследования А. Е. Арбузова в области изучения строения так называемого хлорангидрида Бойда. Эти исследования, имеющие логическую связь со всеми предыдущими работами А. Е. Арбузова, не только привели к правильному решению вопроса о строении хлорангидрида Бойда, но и ознаменовались открытием ряда новых, до сих пор неизвестных классов фосфорорганических соединений. Что касается строения хлорангидрида Бойда, то в обширном экспериментальном исследовании, произведенном А. Е. Арбузовым совместно с Б. А. Арбузовым, было показано, что выводы английского химика неверны и находятся в противоречии с экспериментальными данными. На основании своих опытов А. Е. и Б. А. Арбузовы пришли к выводу, что хлорангидрид Бойда и все другие аналогичные соединения являются производными не трехвалентного, а пятивалентного фосфора. Позднее этот вывод был окончательно подтвержден Хаттом, учеником Бойда. Аналоги хлорангидрида Бойда с различными триарилметальными радикалами были получены и изучены А. Е. Арбузовым совместно с К. В. Никоноровым. При изучении строения хлорангидрида Бойда А. Е. Арбузовым и Б. А. Арбузовым был открыт новый крайне интересный метод получения свободных радикалов триарилметилового ряда. Трифенилбромметан при действии в эфирном или бензольном растворе на диэтилфосфористый натрий, вместо ожидаемого этилового эфира трифенилметилфосфиновой кислоты, дает исключительно свободные радикалы и, вероятно, также эфир субфосфорной кислоты по схеме: 2(C6H5)3CBr + NaРО(ОС2Н5)2 → NaBr + 2(C6H5)3C + [(C2H5O)2PO]2 Область свободных радикалов, впервые открытая Гомбергом, является одним из позднейших и ценных завоеваний химической науки. Вышеуказанный метод Арбузова позволяет с большой легкостью получать и демонстрировать на лекциях свойства этих интересных и мало доступных органических соединений. При изучении вновь открытой реакции получения свободных радикалов оставалась неизвестной судьба фосфор-органической части. Можно было сделать предположение, что фосфорная часть после реакции остается в виде эфира субфосфорной кислоты, однако прямых доказательств такого предположения не было. В поисках подтверждения правильности своих выводов А. Е. Арбузов попытался получить эфир субфосфорной кислоты, действуя на диэтилфосфористый натрий не бромистым трифенилметилом, а свободным бромом. При этом неожиданно, наряду с ожидаемым эфиром субфосфорной кислоты, были получены и после больших трудностей при фракционированной разгонке выделены в чистом виде также эфиры пирофосфорной кислоты и первый представитель до сих пор неизвестного класса фосфорорганических соединений—эфир пирофосфористой кислоты. Замечу также, что эфиры субфосфорной и пирофосфорной кислот А. Е. и Б. А. Арбузовы впервые получили в аналитически чистом виде и впервые были точно определены их главнейшие физические константы. Вновь открытые эфиры пирофосфористой кислоты оказались необычайно реакционными соединениями. Так, например, при действии эквивалентных количеств воды на этиловый эфир пирофосфористой кислоты происходит почти мгновенная реакция с выделением огромного количества тепла. Эта реакция выделяет тепла значительно больше, чем известная каждому химику реакция действия воды на серную кислоту. Расширяя исследования в только что упомянутой области фосфорорганических соединений, А. Е. Арбузов со своим сотрудником Б. А. Арбузовым изучал реакцию действия хлора на диэтилфосфористый натрий. Оказалось, что течение реакции в этом случае весьма существенно отличается от аналогичных реакций с бромом, причем одним из продуктов, который с трудом удалось выделить из реакционной смеси, оказался хлорангидрид диэтилфосфористой кислоты. Соединение это являлось первым представителем вновь открытого типа фосфорорганических соединений хлоран-гидридом диалкилфосфористых кислот. Следует отметить, что западноевропейские химики более 60 лет безуспешно пытались получить соединения этого класса. Изложенные выше в общих чертах исследования (разумеется, далеко не все) А. Е. Арбузова в области фосфорорганических соединений вызвали необычайный интерес среди многих химиков мира. Так, например, шведский химик Нилен, работающий в области фосфорорганических соединений, в письме выразил пожелание приехать в Казань, чтобы посмотреть на лабораторную обстановку, в которой могут производиться столь тонкие химические исследования, как получение эфиров пирофосфористой кислоты и т. п. Нилен отметил, что он в Упсале (Швеция), к сожалению, такой благоприятной обстановки не имеет. Необходимо сказать, что в лаборатории А. Е. Арбузова обстановка самая обыкновенная и весь „секрет“ заключается в исключительном экспериментальном искусстве советского ученого. В более позднее время разрабатывается методика получения, изучаются свойства фенилфосфинистых и фенилфосфиновых кислот, а также условия изомеризации некоторых из эфиров. Сюда относятся работы с Г. X. Камаем, А. И. Разумовым. Изучаются реакции взаимодействия треххлористого фосфора с двухатомными о-фенолами (с Ф. Г Валитовой), в результате которых были получены и изучены пирокатехиновые эфиры фосфористой кислоты и ряд других подобных исследований, на которых я не имею возможности остановиться более подробно. В последнее время, в особенности, его занимает явление таутомерии и в связи с этим реакция двойного обмена таутомерных соединений. Систематические долголетние труды А. Е. Арбузова в области органических соединений фосфора привели его к широкому выводу о существовании тесной связи в области таутомерии между чисто органическими азоторганическими, фосфорорганическими и другими аналогичными соединениями, таутомерии, огромное значение которых так гениально предвидел А. М. Бутлеров. В этом направлении лично А. Е. Арбузовым и совместно с его учениками подробно изучаются классические примеры явления таутомерии производных изатина, карбостирила амидов кислот и многих других аналогичных соединений, причем был получен целый ряд новых производных, например, тритилизатин, тритилкарбостирил и другие. Весьма интересными свойствами обладает тритилизатин, полученный А. Е. Арбузовым в двух кристаллических формах — красной и желтой, обладающих различной растворимостью. Причина этого удивительного явления пока еще не выяснена. Вся эта пестрая картина, пишет А. Е. Арбузов в одной из своих статей, чрезвычайно напоминает картину реакции двойного обмена металлических производных ацетоуксусного эфира, малонового эфира, амидов кислот, изатина и многих других органических соединений, реагирующих таутомерно. Все это позволяет поставить в один ряд следующие группировки: Отсюда понятно и распространение работ А. Е. Арбузова по таутомерии и на азоторганические соединения, как например, изатин (совместно с М. Ш. Бастановой и П. И. Алимовым) и на амиды кислот (совместно с О. М. Шапшинской). Химия фосфорорганических соединений дает богатый (материал для изучения одного из важнейших видов химических превращений — именно наиболее широко распространенных реакций двойного обмена таутомериых соединений, и, в частности, показывает, каким поразительным образом может влиять природа галоида Cl, Br на характер получающихся продуктов при двойном обмене. Характерным для научных исследований Арбузова является применение в своих работах наряду с чисто химическими и физико-химических методов. Так, в 1915 году была получена ясная картина различия атомной рефракции для трех- и пятивалентного атома фосфора (А. Арбузов и А. Иванов). Характерно, что английские исследователи, работавшие позднее в этом направлении, не смогли внести сколько-нибудь существенных изменений в определение физических констант всех исследованных А. Е. Арбузовым фосфорорганических соединений. В 1940 году А. Е. Арбузов совместно с аспирантом П. И. Раковым, геройски погибшим на фронте Великой Отечественной войны, произвел исследование по дипольным моментам некоторых органических соединений фосфора. Путем исследования 22 фосфорорганических соединений была получена определенная картина различия дипольмоментов трех- и пятивалентных производных фосфора. В 1946 году А. Е. Арбузов совместно с М. И. Батуевым и В. С. Виноградовой сообщили предварительные результаты по исследованию строения диалкилфосфористых кислот методом комбинационного рассеяния света (Раман-спектра). В кратком обзоре изложить всю научную деятельность А. Е. Арбузова в области органических соединений фосфора невозможно. Однако мы должны с гордостью отметить, что советским ученым и его учениками получен такой огромный материал, который по количеству синтезированных соединений занимает одно из первых мест среди всех химиков мира, когда-либо работавших в области фосфорорганических соединений. Ведущую роль А. Е. Арбузова в исследованиях органических производных фосфора должны были признать и зарубежные химики. Так, в недавно вышедшей в Америке монографии по фосфорорганическим соединениям, в предисловии автор монографии был вынужден заявить, что если прошлое по фосфорорганическим соединениям принадлежало немецкому химику Михаэлису, то будущее будет принадлежать Арбузову и его школе. Эго заявление необходимо уточнить и дополнить, ибо нам, представителям славной бутлеровской школы, принадлежит не только будущее, но и настоящее. Создание одного из крупнейших направлений современной органической химии — химии фосфорорганических соединений не помешало А. Е. Арбузову развернуть весьма плодотворную работу и в других областях, имеющих большое теоретическое и практическое значение. В 1925 году немецким химиком Шейблером было описано чрезвычайно интересное соединение с двухвалентным углеродом — ацеталь окиси углерода, которое вошло в руководство по органической химии. Заинтересовавшись этим соединением, А. Е. Арбузов совместно с А. И. Разумовым поставили многочисленные опыты по синтезу указанного соединения, которые с несомненностью показали, что как по первому, так и по второму методу Шейблера ацетали окиси углерода не могут быть получены. Любопытно, что вещество, которое Шейблер описал под видом этилового ацеталя окиси углерода, по опытам А. Е. Арбузова оказалось обыкновенным этиловым спиртом с ничтожной примесью каких-то душистых веществ. Впоследствии и другими учеными ставились аналогичные опыты, которые также подтвердили невозможность получения ацеталя окиси углерода. Совершенно самостоятельную область, не связанную со всеми предыдущими работами, представляет исследование А. Е. Арбузова в области изучения состава живицы и скипидаров различных видов сосны, в особенности обыкновенной сосны (Pinus sylvestris). До Великой Октябрьской социалистической революции канифоль и скипидар, получаемые из смолы-живицы, добываемой путем так называемой подсочки сосны, несмотря на изобилие в нашей стране хвойных лесов, ввозились из-за границы. Это объяснялось тем, что существовало мнение о нерентабельности этой подсочки сосны вследствие суровости климата России. В 1924 г. Высшим Советом Народного Хозяйства был поставлен вопрос о выяснении возможности развития подсочки в различных местах Советского Союза. А. Е. Арбузов горячо откликнулся на призыв ВСНХ и в течение 1925—27 гг. в Раифском лесничестве близ Казани под его руководством были поставлены на площади в 1 га опыты, имеющие своей целью выяснить возможность подсочного промысла в Поволжье и разработать наиболее рациональные методы добычи смолы-живицы. После многочисленных опытов в лесу А Е. Арбузов опроверг существовавшее ранее мнение зарубежных специалистов о невозможности добычи смолы-живицы в условиях средней полосы России и доказал полную возможность широкого развития рентабельного подсочного хозяйства в Татарской, Марийской АССР и других областях Поволжья. Эта большая работа, проведенная А. Е. Арбузовым, дала толчок для возникновения и бурного развития новой отрасли лесохимической промышленности. Достаточно сказать, что в 1940 году наша страна по добыче канифоли и скипидара вышла на второе место в мире. Эти работы А. Е. Арбузова имеют не только практический, но и значительный теоретический интерес. В результате этих исследований впервые было обнаружено наличие в системе смоляных ходов сильного давления (манометр показывал до 2—3 атмосфер) и установлен ряд закономерностей для самого выделения смол, а также выработан метод получения живицы в чистом и неизмененном виде. Эти работы чисто научного характера имеют тем больший интерес, что они — с одной стороны — непосредственно связаны с обоснованием истинной теории подсочки хвойных, а с другой — выработанный А. Е. Арбузовым метод получения живицы при минимальном испарении и окислении ее позволил произвести точный анализ живицы и скипидара из нее и определить полный состав компонентов. Дальнейшее изучение состава скипидаров с применением физико-химического (оптического) метода Дармуа-Дюпона впервые разъяснило истинный состав и природу отечественных скипидаров, что имело большое значение для химической переработки их в промышленности. Работы в этой области особенно интенсивно и плодотворно продолжаются учеником и в течение многих лет ближайшим сотрудником А. Е. Арбузова — Б. А. Арбузовым. Большое число работ напечатано А. Е. Арбузовым и его учениками в области химии терпенов. В этой области ученый и его школа продолжали разрабатывать вопросы, которые занимали Е. Е. Вагнера. Питомцем Казанского университета, учеником А. Е. Арбузова — Б. А. Арбузовым с успехом изучены свойства и строение тех терпенов, которые по самым различным причинам не могли быть предметом исследования в далекие времена Бутлерова, Флавицкого и Вагнера. Сказанным не исчерпывается круг тех вопросов, которыми занимаются представители арбузовской школы в Казани. Укажу только, что с 1928 года работы лаборатории А. Е. Арбузова были распространены и на другие элементы пятой группы (мышьяк). Работы ведутся в течение почти четверти века (Г. Камай). Они дали новый материал для изучения производных этого ближайшего аналога фосфора. В химическом институте вновь организованного Казанского филиала Академии наук СССР А. Е. Арбузов с группой учеников с большой интенсивностью возобновил работы по изучению свойств различных эфиров пирофосфористой, субфосфорной и пирофосфорной кислот в связи с тем, что некоторые из этих соединений приобрели в последнее время огромное практическое значение как высокоэффективные средства в борьбе с вредителями сельскохозяйственных культур и растений, о чем подробнее будет сказано ниже. В 1946 году удалось значительно упростить и улучшить способы получения этилового и н-бутилового эфиров пирофосфористой кислоты. Выход этих эфиров — 60% теоретического (работы совместно с К. В. Никоноровым и П. И. Алимовым). Все эфиры пирофосфористой кислоты оказались чрезвычайно реакционным соединением. Весьма интересные результаты были получены А. Е. Арбузовым с П. И. Алимовым при изучении реакции окисления эфиров пирофосфористой и субфосфорной кислот кислородом воздуха. В обоих случаях конечным продуктом окисления, почти с количественным выходом, является эфир пирофосфорной кислоты. Эта реакция по своей простоте и доступности может служить препаративным лабораторным методом получения эфиров пирофосфорной кислоты в химически чистом виде. К этому необходимо добавить, что А. Е. Арбузовым и его учениками изучено несколько реакций и синтезирован ряд новых ценных продуктов, которые могут найти практическое применение. Интересные работы осуществлены сотрудниками и учениками в области синтеза циклических хлорангидридов и смешанных циклических эфиров фосфористой, мышьяковистой, арилмышьяковистой и др. кислот (Зороастрова, Камай, Ризположенский). Весьма интересные исследования проведены над выяснением реакции действия четыреххлористого углерода на различные эфиры фосфористой, алкилфосфинистой, арилфосфинистой, пирофосфористой и др. кислот. Интересные результаты получены в последнее время (А. Н. Пудовик, В. С. Абрамов) при изучении реакции взаимодействия диалкилфосфористых кислот и их солей на некоторые непредельные углеводороды, альдегиды и кетоны. Наконец, несколько слов и о судьбе вышеизложенной уже фосфорсодержащей части, образующейся в результате реакции взаимодействия трифенилбромметана на диэтилфосфористый натрий. А. Ё. Арбузовым совместно с Ф. Г. Валитовой этот вопрос был решен совсем недавно. В 1951 году было доказано, что в продуктах реакции бромистого трифенил-метила на диэтилфосфористый натрий присутствует эфир субфосфорной кислоты. Как блестящий экспериментатор А. Е. Арбузов неутомим. Работу в лаборатории он не прекращает и поныне. Так, в 1952 году ученый вместе со своей сотрудницей Ф. Г. Валитовой проводит экспериментальную работу на тему: „Циклогексиловые эфиры фосфористой кислоты“. Создав свою школу, А. Е. Арбузов воспитал значительное количество учеников, из которых можно отметить А. А. Дунина, А. А. Иванова, А. В. Карташева, Л. Н. Парфентьева, В. В. Еэлампиева, Б. А. Арбузова, А. И. Разумова, Г. X. Камай, В. С. Абрамова, А. Н. Пудовика, Ф. Г. Валитову, М. Ш. Бастанову, О. М. Шапшинскую, В М. Зороастрову, К. В. Никонорова, П. И. Алимова и других. После Великой Октябрьской социалистической революции под руководством славной большевистской партии — партии Ленина — Сталина советская наука как никогда окрепла. На место гениальных одиночек, работавших в тяжелых условиях царского режима, пришли большие коллективы научных школ, получающие широкую и повседневную помощь нашего правительства. Наглядным примером тому служит арбузовская школа химиков-органиков.
Последние комментарии
2 часов 51 минут назад
2 часов 55 минут назад
8 часов 16 минут назад
1 день 19 часов назад
2 дней 3 часов назад
2 дней 18 часов назад