Фрідріх Велер – великий хімік, один із творців органічної хімії

Берцеліус вважав, що в органічному світі діють інші сили і закони, ніж в неорганічному. У неорганічних речовин сильно проявляються електрохімічні властивості. Відмінною особливістю органічних сполук, на думку Берцеліуса, є специфічне походження і визначаються цим властивості. Багатовікова алхімічна традиція базувалася на вкоріненому уявленні про те, що неорганічні речовини (особливо благородні метали) можна отримати за допомогою хімічних перетворень. Але «тіла рослинного і тваринного царств», як називали тоді органічні сполуки, хіміки виділяли лише з «живої матерії»-частин рослин, тварин і людини, а також продуктів їх життєдіяльності.

«…Істота живого тіла,-писав Берцеліус,-полягає не в його неорганічних елементах, а в чомусь іншому, що в стані схилити неорганічні, спільні для всіх живих тіл елементи, до здійснення певних, своєрідних для кожного роду, результатів… Це щось, зване нами життєвою силою, цілком лежить поза неорганічних елементів і не є одним з первинних властивостей, як вага, непроникність, електрична полярність і т. п.; що воно собою представляє, де його початок і де кінець,-ми не знаємо».

Виталисты

Більшість вчених початку XIX ст. брало це положення Берцеліуса беззастережно. Вони вірили в “життєву силу”, їх так і називали — виталисты’ (від латинського vitalis — життєвий). Однак сам Берцеліус вважав, що, оскільки невідомо, «де початок і де кінець» життєвої сили, то пояснити всі процеси, що протікають в «живих тілах» (організмах), дією цієї сили не можна.

«Отже,-робив він висновок,-нам залишається лише знайти в самих органічних процесах ті своєрідні умови, при яких в них діють загальні природні сили. Але ті ж сили припускають наявність одних і тих же законів природи. Звідси випливає, що наші знання про закони з’єднання елементів в неорганічній природі повинні бути цілком застосовні і до з’єднань цих елементів в органічній природі».

І все ж Берцеліус сумнівався, що можна отримати органічні речовини з неорганічних шляхом синтезу, вважаючи такий синтез «недосконалим наслідуванням» природі. Одним з перших, хто здійснив таке «наслідування», був учень Берцеліуса, найбільший німецький хімік, лікар за освітою Фрідріх Велер.

Біографія Фрідріха Велера

Інтерес до природничих наук проявився у нього рано: ще будучи гімназистом, Фрідріх займався мінералогією, а коли один з друзів батька дозволив допитливому хлопчикові користуватися своєю бібліотекою і лабораторією, він захопився хімією. Він спорудив гальванічну батарею і проводив досліди. Юний експериментатор отримав електрохімічним шляхом калій, знайшов у богемському купоросе ще мало відомий елемент селен, виявив сліди кадмію в металевому цинку…

Захоплення хімією тривало і в роки навчання в Марбурзькому університеті. Для вдосконалення експериментальних і дослідницьких навичок Велер обладнав невелику лабораторію в своїй кімнаті. У Гейдельберзі він захистив дисертацію і отримав ступінь доктора медицини. За порадою свого вчителя, відомого німецького хіміка Л. Гмеліна (1788-1853), Велер цілком присвятив себе хімії. Початківець учений звернувся до Берцелиусу з проханням дозволити попрацювати в його лабораторії. Знаменитий хімік відповів згодою, і Велер в 1833 р. їде в Стокгольм. Берцеліус зустрів його люб’язно і для початку доручив Велеру дослідити склад одного з мінералів. Знаменитий вчений залишився незадоволений результатом, вважаючи, що робота зроблена швидко, «але погано». Цей урок Велер запам’ятав на все життя.

2d1d0c45eb9843315b90b1902554f1c3 Фрідріх Велер   великий хімік, один із творців органічної хіміїВид Марбургского університету (з гравюри кінця XVIII ст.)

Повернувшись на батьківщину, Велер зайнявся викладанням, не залишаючи в той же час дослідницької роботи. Велер чудово читав лекції, його відмінні підручники витримали безліч видань. У його лабораторії працювали Р. Кольбе, Р. Фиттиг — згодом відомі хіміки-органіки, його учнем був і російський хімік Ф. Ф. Бейлынтейн, автор знаменитого довідника, знайомого, без перебільшення, кожному хіміку.

У 1822 р. Велер отримав солі циановой кислоти і встановив її склад (HOCN), який виявився тотожним складу гримучої кислоти (CNOH); цю кислоту в той же час досліджував співвітчизник Велера Юстус Лібіх. Засумнівавшись в правильності отриманих Велером даних, Лібіх написав йому, що аналіз циановой кислоти проведено неточно. Велер знову повторив досліди і переконався, що результати виходять колишніми. Не знаючи, чим це викликано, він звернувся за допомогою до Берцелиусу. Зіставивши дані обох хіміків, шведський учений прийшов до висновку, що зроблено цікаве відкриття: серед органічних речовин виявлені сполуки однакового складу, але з різними властивостями. Берцеліус назвав це явище ізомерією. (Лібіх і Велер зустрілися в 1828 р. Заочне знайомство перейшло в зворушливу дружбу, яка тривала до смерті Лібіха в 1873 р. Ця дружба була дуже плідною для обох вчених, але найбільше виграла від цього органічна хімія.)

Синтез органічних речовин з неорганічних

Вивчаючи циановую кислоту та її сполуки (1824), Велер помітив, що з розчину цианата амонію (NH4OCN) при випаровуванні виділяється речовина, яка не дає реакції на амоній і на циановую кислоту. Спочатку він не надав цьому особливого значення. Тільки через чотири роки Велер зміг довести, що ця речовина є сечовини (карбаміду) і зрозуміти всю важливість свого відкриття: з цианата амонію — неорганічної речовини — була отримана сечовина — продукт життєдіяльності тваринного організму:

NH4OCN → CO(NH2)2

У листі до Берцелиусу Велер заявив, що може «робити сечовину, не потребуючи при цьому в нирках». Однак тут же висловив сумнів:

«Чи можна розглядати це штучне отримання сечовини як приклад створення органічної речовини з неорганічної? Адже для того щоб отримати циановую кислоту (а також аміак), ми повинні виходити з органічної речовини, і «натурфилософ» сказав би, що тваринний вугілля, так само як і отримані з нього циановые з’єднання, все ще зберігають в собі щось з органічної природи, а тому цілком природно, що з них можна отримати яке-небудь інше органічна речовина».

У своєму листі Берцеліус не відповів прямо на принципове питання Велера, але привітав його з «красивим відкриттям».

У статті, присвяченій отримання сечовини (1828), Велер писав, що цей синтез «примітний, так як дає зразок штучного отримання органічної речовини, так званого тваринного речовини з неорганічної матерії». Такі факти вже були відомі до того часу. Сам Велер отримав у 1824 р. щавлеву кислоту — речовину рослинного походження — з «неорганічного» газу дициана, а Гмелін роком пізніше багатостадійним синтезом отримав циклічну кроконовую кислоту з окису вуглецю і калію. Французький хімік Т. Пелуз отримав (1831) мурашину кислоту із синильної кислоти.

Але такі вдалі поодинокі синтези не могли остаточно підірвати віру в панувало серед більшості вчених уявлення про «життєву силу». Це сталося пізніше, після того як видатний французький хімік М. Бертло на початку 50-х років отримав штучним шляхом мжиры, аналоги природних жирів, а великий російський учений А. М. Бутлеров в 1861 р. сформулював основні положення теорії будови органічних сполук.