Адольф Байер и Эдуард Бухнер: химия жизни

Адольф Байер (слева) и Эдуард Бухнер Увеличить картинку Адольф Байер (слева) и Эдуард Бухнер (© picture alliance / akg-images) Адольф Байер и Эдуард Бухнер – учитель и ученик, лауреаты Нобелевской премии, теоретики и экспериментаторы, внесшие значительный вклад в науку органической химии. В августе этого года отмечается 100 лет со дня смерти обоих ученых.

Цвет индиго Адольфа Байера

Химия как наука до сих пор привлекает своей недосказанностью. А в конце XIX века это была загадочная и малоизученная область. Открытия происходили так часто, что лаборатории ученых-химиков превращались в "мекки" для их учеников и студентов. Школы соперничали между собой, а мнения и теории иногда носили диаметрально противоположный характер, их еще предстояло доказать и обосновать. Будущий Нобелевский лауреат и выдающийся ученый Адольф Байер (Adolf Baeyer) был увлечен химией с самого детства. Мальчик занимался с таким усердием, что учитель точных наук активно поддерживал интерес Адольфа к своим предметам и сделал его помощником в химической лаборатории при гимназии. Адольф с удовольствием проводил демонстрации опытов, а в двенадцать лет он сделал свое первое химическое открытие. Это была новая двойная соль – карбонат меди и натрия.

Адольф Байер Увеличить картинку Адольф Байер (© picture alliance / dpa) В Гейдельбергском университете его учителями были великие химики того времени: Роберт Вильгельм Бунзен, открывший спектральный анализ, и Фридрих Август Кекуле – химик-экспериментатор и автор формулы бензола. Под их влиянием и руководством Байер провел работу по исследованию органических соединений мышьяка, за которую получил докторскую степень. Затем Байер переключился на изучение структурного состава индиго – растительного красителя из Индии, ценного источника синей краски. Продолжая опыты француза Огюста Лорана, Байер получил изатин – растворимое в воде кристаллическое соединение. Он использовал новую технологию восстановления индиго путем нагревания его с измельченным цинком. Она позволяла проводить более глубокий структурный анализ. Престиж лаборатории Байера постоянно возрастал. Молодым ученым заинтересовались не только исследователи, но и промышленники.

Нобелевская премия за органические красители

В 1872 году Байер занял место профессора химии в Страсбургском университете и приступил к изучению процессов конденсации. В ходе работы с альдегидами и фенолами ему и его коллегам удалось выделить несколько имеющих важное значение красящих веществ, в частности, пигменты эозина, придающие биологическим препаратам разные оттенки красного. Байер также продолжал изучать химические структуры индиго, исследовал бензол, проводил опыты и эксперименты с кислородом и молекулярной структурой. В 1885 году, в день пятидесятилетия, в знак признания заслуг перед Германией ученому был пожалован титул, давший право ставить частицу "фон" перед фамилией. А в 1905 году Байеру была присуждена Нобелевская премия "за заслуги в развитии органической химии и химической промышленности благодаря работам по органическим красителям и гидроароматическим соединениям".

Адольф Байер Увеличить картинку Адольф Байер (© picture alliance / dpa) Адольф Байер был поистине выдающимся и уважаемым ученым. В число его наград входила медаль Дэви Лондонского королевского общества, он был членом Берлинской академии наук и Германского химического общества. На протяжении чуть более сорока лет он занимал должность профессора химии в Мюнхенском университете. И здесь он был центром притяжения множества одаренных студентов-химиков – будущих видных ученых и университетских преподавателей. Одним из его учеников был Эдуард Бухнер (Eduard Buchner), в котором Байер увидел неординарные способности и умственный потенциал. Он поддержал молодого человека в нужный момент и тот смог совершить свою революцию в области органической химии.

Эдуард Бухнер и химия брожения

Бухнер не сразу стал ученым. После гимназии он служил артиллеристом Германской армии, затем поступил в Мюнхенский технический университет, но вскоре финансовые трудности семьи заставили Бухнера бросить учебу и пойти работать на консервный завод. Это было то самое "несчастье", которое счастью помогло. Именно на заводе он познакомился со своей нобелевской темой – спиртовым брожением, разложением сахара под действием дрожжей на алкоголь и углекислый газ. Уже тогда производители научились использовать этот метод на радость и пользу покупателям, но Бухнера он интересовал исключительно как материал для теоретического исследования.

Эдуард Бухнер Увеличить картинку Эдуард Бухнер (© picture-alliance / dpa) Вскоре он возобновил университетские занятия и даже получил стипендию, которая помогла ему целиком посвятить себя науке. В 1885 году вышла первая статья 25-летнего ученого, посвященная спиртовому брожению, а в 1888 году Адольф Байер стал научным руководителем Бухнера в подготовке докторской диссертации. Еще три года спустя опять же под началом Байера Бухнер защитил работу на соискание звания профессора. Байер поддержал молодого человека материально: на его частные пожертвования Бухнер основал небольшую лабораторию, где продолжал исследования в области химии брожения. Надо сказать, что в 1890-е годы у химиков было два мнения о брожении – виталистическая теория и химическая. Последователи первой верили, что в живых клетках дрожжей есть некая "жизненная субстанция", которая и вызывает этот процесс. То есть обычной "химией" здесь не обойтись. Другие утверждали, что дрожжи разлагаются сами, создают некое "химическое напряжение", что заставляет молекулы сахара распадаться и делает брожение обычной химической реакцией. Найти вещество, запускающее брожение, и поставил себе целью Эдуард Бухнер.

"Живая" химия открытий

Ему помог оригинальный и простой метод: чтобы не подвергать дрожжи нагреванию или действию растворителей, он растер их в ступке вместе с песком. То, что получилось, положил в марлю и отжал выступившую жидкость. Затем добавил ее в концентрированный раствор сахара, сразу же забурлил углекислый газ. Ученый предположил, что внутри клеток есть фермент или энзим, который и вызывает брожение. В 1897 году вышла первая статья Бухнера о его открытии: "О спиртовом брожении без участия дрожжевых клеток". Еще пять лет потребовалось ему, чтобы собрать научные свидетельства и утвердиться в своей правоте. И уже в 1902 году речь зашла о Нобелевской премии. Интересно, что Бухнера номинировали несколько раз: в 1902 и 1904 году – на премию по медицине, в 1905 и 1907 – по химии. В последний раз успешно.

Премию ему вручили "за проведенную научно-исследовательскую работу по биологической химии и открытие внеклеточной ферментации". В своей Нобелевской речи Бухнер сказал: "Мы все более убеждаемся в том, что клетки растений и животных подобны химическим фабрикам, где в разных цехах производятся разные продукты. Энзимы в них выполняют роль контролеров. Наши знания об этих самых важных частях живых веществ постоянно увеличиваются. И хотя, возможно, нам еще далеко до цели, мы шаг за шагом приближаемся к ней". Свою работу Бухнер продолжил в университетах Бреслау и Вюрцбурга. А в 1914 году он добровольно ушел на фронт. 12 августа 1917 года майор медицинской службы Эдуард Бухнер скончался в румынских Фокшанах от тяжелого ранения. 20 августа того же года умер и его учитель Адольф Байер в возрасте 82 лет, в своем загородном доме неподалеку от Мюнхена.

О достижениях обоих ученых и их вкладе к науку можно узнать больше в мюнхенском Немецком музее – самом крупном музее естествознания и техники в мире. Подробнее на сайте: www.deutsches-museum.de

Дарья Хрущёва

18.08.2017

Присоединяйтесь к нам

Нобелевская премия за "наноскопию"

Профессор из Гёттингена Штефан Хелль удостоен Нобелевской премии по химии

Шведская королевская академия наук назвала лауреатов Нобелевской премии по химии за 2014 год. Ими стали немец Штефан Хелль и американцы Эрик Бетциг и Уильям Мернер. Почетную награду они получат за создание суперфлуоресцентной микроскопии, которая позволила наблюдать очень малые объекты с высоким разрешением.

Немецкий ученый стал лауреатом Нобелевской премии по медицине

Открытие Томаса Зюдхофа и его коллег имеет колоссальное значение для диагностики таких заболеваний, как диабет © picture alliance / dpa

Нобелевская премия по физиологии и медицине за 2013 год присуждена трем биохимикам, проживающим в США, в том числе и немцу по происхождению Томасу Зюдхофу. Они получат награду за открытие внутриклеточного транспортного механизма, помогающего лучше понять возникновение многих неврологических и аутоимунных заболеваний.

Готфрид Вильгельм Лейбниц: гений чистой простоты

Памятник Готфриду Лейбницу в Лейпциге

У современных ученых редко хватает времени больше чем на одну научную дисциплину. Лейбницу его хватало на все. Он внес свой вклад в развитие философии, физики, математики, биологии, лингвистики и многих других наук. Он описал двоичную систему счисления, на которой основана современная компьютерная техника, и предсказал появление Европейского союза. На днях исполнилось 300 лет со дня его смерти.

Генрих Герц – великий экспериментатор и праотец мобильных телефонов

Генрих Герц

Если бы ни научная пытливость Генриха Герца, у человечества не было бы ни радио, ни телевидения, ни мобильных телефонов. Главным достижением немецкого физика, положившего начало новой "электрической эры" и давшего имя новой единице измерения частоты, являются его исследования электромагнитных волн. Великий ученый родился 160 лет назад, 22 февраля 1857 года, и дожил всего до 36 лет.

Конгресс нобелевских лауреатов: в Линдау обсуждают будущее мировой науки

picture alliance / dpa

На Боденском озере, в маленьком городке Линдау, собрался свет мировой науки. В эти дни там проходит 65-й Конгресс нобелевских лауреатов. Вместе с обладателями престижной премии в обсуждении самых разных глобальных вопросов современности  – этики, элементарных частиц и вирусов – участие принимают и одаренные молодые ученые.

Рудольф Дизель – исчезнувший гений

В далеком 1920-м дизельный мотор был и сам размером с автомобиль, сегодня его миниатюрного правнука можно найти под капотом каждой второй европейской легковушки

120 лет назад немец Рудольф Дизель получил патент на свое изобретение – новый тепловой двигатель. Однако ни денег, ни славы сенсационное открытие ему не принесло: бесконечные патентные процессы измотали Дизеля и лишили последних сбережений, а попытка начать сотрудничество с Англией стоила ему жизни.

Проповедники птичьего крыла: 125 лет полету Отто Лилиенталя

Отто Лилиенталь совершает очередной испытательный полет (фото 1895 года)

В Германии создали полноразмерную копию исторического планера, построенного пионером-авиатором Отто Лилиенталем в 1894 году. Испытания помогут разобраться в технических характеристиках аппарата, а также ответят на вопрос, из-за чего 120 лет назад погиб немецкий инженер.