Шарль Адольф Вюрц: Француз химигінің өмірі мен еңбектері

Кіріспе

Француз химигі (1817–1884)

Шарль Адольф Вурц (vyʁts; 26 қараша 1817 – 10 мамыр 1884) – Эльзас аймағынан шыққан француз химигі. Ол ондаған жылдар бойы атом теориясын қолдағаны және химиялық қосылыстардың құрылымы туралы идеяларын Марселин Бертело және Анри Этьен Сент-Клер Девилль сияқты химиктердің күмәнді пікірлеріне қарамастан қорғағаны үшін есімдері сақталған. Органикалық химия саласында Вурц реакциясы – алкил галоидтарын натриймен реакцияға түсіріп, көміртегі-көміртегі байланыстарын жасау, сондай-ақ этиламин, этиленгликоль және алдол реакциясын ашқаны үшін жақсы танымал. Вурц сонымен қатар белгілі жазушы және педагог болды.

Өмір

Адольф Вурц (ол есімді "Шарльз" деп ешқашан қолданбады) Страсбургте дүниеге келді. Оның әкесі Иоганн Якоб (Жан Жак) Вурц, жақын маңдағы Вольфхайм қалашығындағы лютеран пасторы болды. Оның әйелі, Адольфтің анасы Софи Крайс 1878 жылы қайтыс болды. 1834 жылы Страсбургтегі протестант гимназиясын бітіргенде, әкесі оған теологиядан кейін медицинаны оқуға рұқсат берді. Ол өзін кәсібінің химиялық жағына толыққанды берді, нәтижесінде 1839 жылы Страсбург медицина факультетінің химиялық жұмыстар жетекшісі болып тағайындалды. 1842 жылғы жазғы семестрде ол Гиссен университетінде Юстус фон Либигпен оқыды. 1843 жылы Страсбургте альбумин мен фибрин туралы диссертациясын қорғап, Парижге кетті, онда Жан-Батист Дюма оны Антуан Балардқа ұсынды. Балардпен жұмысы бірнеше айға созылды, содан кейін Вурц Дюманың жеке зертханасында жұмыс істей бастады. 1845 жылы ол Эколь де Медесинде Дюманың ассистенты болды, ал төрт жылдан кейін оның орнына органикалық химиядан дәріс оқуға кірісті. Эколь де Медесинде оның қолында зертхана болмағандықтан, 1850 жылы Гарансьер көшесінде жеке зертхана ашты, бірақ үш жылдан кейін ғимарат сатылып, зертханадан бас тартуға тура келді. 1850 жылы ол Версальдегі жаңа Ұлттық агрономия институтында химия профессоры болды, бірақ 1852 жылы институт таратылды. Келесі жылы медицина факультетіндегі "фармация және органикалық химия" кафедрасы Дюманың отставкасынан босады, ал "медициналық химия" кафедрасы Матье Орфиланың қайтысынан босады. Екі кафедра да таратылып, Вурц жаңадан құрылған "органикалық және минералды химия" лауазымына тағайындалды. (Сонымен қатар, Евгений Субейранға дәріханаға арналған жаңа кафедра берілді). 1866 жылы Вурц медицина факультетінің деканы болып сайланды. Осы лауазымда ол ғылыми оқытуға арналған ғимараттарды қайта жабдықтау және қайта құру үшін күш салды, Франция Германиядан тиісті жабдықталған оқыту зертханаларын құруда қалып қойғанын айтты (оның 1870 жылғы "Les Hautes Etudes pratiques dans les universités allemandes" есебін қараңыз). 1875 жылы декандық қызметінен кетіп, бірақ құрметті декан атағын сақтап, ол Сорбоннадағы органикалық химия кафедрасының алғашқы иесі болды, оны үкімет оның ықпалымен құрды. Алайда, оған жеткілікті зертхана табу қиынға соқты. Жаңа Сорбоннаның ғимараттары, соңғы уақытта заманауи ғылыми зертханалармен жабдықталған, оның өлімінен он жыл өткен соң, 1894 жылы ғана аяқталды. Вурц Еуропаның барлық ғылыми қоғамдарының құрметті мүшесі болды. Ол Париж химия қоғамын құрушылардың бірі (1858 ж.), оның бірінші хатшысы және үш рет президенті болды. 1880 жылы ол Франция ғылым академиясының вице-президенті, ал 1881 жылы президенті болды, ол 1867 жылы Теофил Жюль Пелузден кейін академияға қабылданды. 1881 жылы Вурц өмір бойына сенатор болып сайланды. Вурцтің есімі Эйфель мұнарасына жазылған 72 есімнің бірі. Вурц 1884 жылдың 10 мамырында Парижде қайтыс болды, себебі қант диабетінен туындаған асқынулар болды деп саналады, және қаланың солтүстік-шығысындағы Пэр-Лашез зиратында жерленді.

Adolphe Wurtz (he never used the name "Charles") was born in Strasbourg, where his father, Johann Jacob (Jean Jacques) Wurtz, was a Lutheran pastor in the nearby town of Wolfisheim. His wife, Adolphe's mother, Sophie Kreiss, died in 1878. When he left the Protestant gymnasium at Strasbourg in 1834, his father allowed him to study medicine as next best to theology. He devoted himself specially to the chemical side of his profession with such success that in 1839 he was appointed Chef des travaux chimiques at the Strasbourg faculty of medicine. For the summer semester of 1842 he studied under Justus von Liebig at the University of Giessen. After graduating from Strasbourg as M. D. in 1843, with a thesis on albumin and fibrin, he went to Paris, where he first was referred by Jean Baptiste Dumas to Antoine Balard. His employment with Balard lasted a few months, after which Wurtz began work in Dumas's private laboratory. In 1845, he became assistant to Dumas at the École de Médecine, and four years later began to give lectures on organic chemistry in his place. As there was no laboratory at his disposal at the Ecole de Médecine, he opened a private one in 1850 in the Rue Garanciere; but three years later the building was sold, and the laboratory had to be abandoned. In 1850, he received the professorship of chemistry at the new Institut National Agronomique at Versailles, but the Institut was abolished in 1852. In the following year the chair of "pharmacy and organic chemistry" at the faculty of medicine became vacant by the resignation of Dumas, and the chair of "medical chemistry" by the death of Mathieu Orfila. Both of these chairs were now abolished, and Wurtz was appointed to the newly defined post of "organic and mineral chemistry". (At the same time, a new chair devoted exclusively to pharmacy was awarded to Eugene Soubeiran). In 1866, Wurtz undertook the duties of dean of the faculty of medicine. In this position, he exerted himself to secure the rearrangement and reconstruction of the buildings devoted to scientific instruction, urging that in the provision of properly equipped teaching laboratories France was much behind Germany (see his report Les Hautes Etudes pratiques dans les universités allemandes, 1870). In 1875, resigning the office of dean but retaining the title of honorary dean, he became the first occupant of a new chair of organic chemistry at the Sorbonne, which the government had established due to his influence. However, he had great difficulty in obtaining an adequate laboratory. The buildings of the new Sorbonne that ultimately provided modern scientific laboratories were not completed until 1894, ten years after his death. Wurtz was an honorary member of almost every scientific society in Europe. He was the principal founder of the Paris Chemical Society (1858), was its first secretary and thrice served as its president. In 1880, he was vice president and in 1881 president of the French Academy of Sciences, which he entered in 1867 in succession to Théophile Jules Pelouze. In 1881, Wurtz was elected life senator. Wurtz's name is one of the 72 names inscribed on the Eiffel tower. Wurtz died in Paris on 10 May 1884, probably of complications due to diabetes, and was buried in the north east of the city at Père Lachaise Cemetery.

Ғылыми және академиялық жұмыс

Либиг пен Дюма сияқты жетекші тұлғалардың ықпалымен 1856 жылы Вурц химиялық теорияны реформалаудың жақтаушысы болды, бұл реформаны сол кезде Чарльз Герхардт пен Александр Уильямсон жүргізіп жатқан еді. 1850-ші жылдардың жаңа химиясы химиялық атомдар идеясын қабылдады, қазіргі элементтердің атомдық салмағына ұқсас атомдық салмақтарды қабылдады және Джон Якоб Берзелиустің еңбектерінен туындаған дуалистік теорияға қарсы біртұтас схемалық жоспарды ұсынды. Біраз уақыттан кейін Вурц та Август Кекуле сияқты жас химиктердің еңбектерінен дамып келе жатқан жаңа құрылымдық теорияны қабылдады. Алайда, Францияда он тоғызыншы ғасырдың екінші жартысында скептикалық позитивизм басым болды, сондықтан Вурцтың өз Отанында атомизм мен структурализмді қолдауға жасаған тырашалары көбінесе сәтсіз аяқталды. Вурцтың алғашқы жарияланған еңбегі гипофосфор қышқылына (1841) арналған, ал фосфор қышқылдары бойынша жұмысын жалғастыру (1845) сульфофосфор қышқылын, фосфор оксихлоридін және мыс гидридін табуға әкелді. Бірақ оның бастапқы еңбектері негізінен органикалық химия саласында болды. Циан эфирлерін зерттеу (1848) органикалық химияда жаңа сала ашқан заттар класын берді, себебі ол эфирлерді каустикалық калиймен өңдеп, аммиактың ең қарапайым органикалық туындысы – метиламинді (1849) және кейін (1851) урея қосылысын алды. 1855 жылы глицериннен алынған әртүрлі заттарды қарап, ол глицериннің судың үш молекуласының түрінде құрылған спирттік табиғаттағы дене екеніне, ал жалпы спирт – бір молекула екеніне қорытынды жасады, содан кейін (1856) гликольдерді немесе екі атомды спирттерді тапты, олар да судың екі еселенген түрімен байланысты. Ол бұл жаңалықты этилен оксиді мен полиэтилен спирттерін зерттеу барысында жан-жақты пысықтады. Гликольдерді тотықтыру оны сүт қышқылының гомологтарына жеткізді, ал Адольф Вильгельм Герман Колбемен соңғысының құрылымы туралы дау көптеген жаңа фактілерді ашуға және окси және амидо қышқылдары арасындағы қарым-қатынасты жақсырақ түсінуге әкелді. 1855 жылы ол қазір Вурц реакциясы деп аталатын жұмысты жариялады. 1867 жылы Вурц триметиламиннің гликол хлоргидриніне әсер етуі арқылы нейрин синтездеді. 1872 жылы ол альдоль реакциясын ашты және оның өнімін алкоголь мен альдегидтің қасиеттерін көрсететін зат ретінде сипаттады. Александр Бородин сол жылы реакцияны тәуелсіз түрде ашты. Бұл өнім альдоль деп аталды, оның екі жақты сипатына назар аударылды. Бұл Колбемен екінші рет қақтығысқа әкелді. Оның дайындаған жаңа заттарының тізіміне қоса, оның аномальды бу тығыздықтары туралы жұмысына сілтеме жасауға болады. Олефиндермен жұмыс істеген кезде ол температураның жоғарылауымен амилен гидрохлориді, гидробромид және т.б. буының тығыздығының өзгеретінін байқады және газдан жартылай нормальды тығыздыққа өту кезінде аномальды бу тығыздықтарын, мысалы, аммиак тұзы немесе фосфор пентахлоридін диссоциация арқылы түсіндіруге болатынына көз жеткізді. 1865 жылдан бастап ол бұл мәселені бірнеше мақалаларда қарастырды, әсіресе Этьен Анри Сент-Клер Девилл мен Марселин Бертелоға қарсы хлорал гидратының буының диссоциациясын сақтады. Жиырма бір жыл бойы (1852–1872) Вурц "Химия және физика анналында" Франциядан тыс жерде жүргізілген химиялық жұмыстардың тұжырымдамаларын жариялады. Оның "Таза және қолданбалы химия сөздігінің" жариялануы 1869 жылы басталды және 1878 жылы аяқталды; 1880–1886 жылдары екі қосымша том шығарылды, ал 1892 жылы екінші қосымша басылым басылды. Оның кітаптарының арасында "Медициналық химия" (1864), "Заманауи химияның негізгі сабақтары" (1867), "Әлемнің жалпы түсінігі бойынша атомдар теориясы" (1874), "Атомдық теория" (1878), "Жасанды бояғыш заттар индустриясының дамуы" (1876) және "Биологиялық химия туралы" (1880–1885) кітаптары бар. Оның "Химиялық ілімдер тарихы", оның сөздігіне кіріспе сөз (осы сөзді 1869 жылы жеке жариялады) "Химия – француз ғылымы" деген сөзбен басталады. Германияда наразылық тудырғанмен, бұл сөйлем көрінетіндей ұлтшыл емес; ол ғылымның француздық меншігін айтуға емес, тек ұлы Антуан Лоран Лавуазье тұсында химияның тууына ғана сілтеме жасағысы келді.

Influenced by such leading figures as Liebig and Dumas, by 1856 Wurtz became a powerful advocate of a reform in chemical theory then being led by Charles Gerhardt and Alexander Williamson. This new chemistry of the 1850s took the idea of chemical atoms seriously, adopted atomic weights for the elements that strongly resemble the modern ones, and proposed a unitary schematic plan that opposed the dualistic theory derived from the work of Jons Jacob Berzelius. Soon thereafter, Wurtz also adopted the new structural theory that was developing from the work of younger chemists such as August Kekulé. However, a kind of skeptical positivism was influential in France during the second half of the nineteenth century, and Wurtz's efforts to gain a favorable hearing for atomism and structuralism in his homeland were largely frustrated. Wurtz's first published paper was on hypophosphorous acid (1841), and the continuation of his work on the acids of phosphorus (1845) resulted in the discovery of sulfophosphoric acid and phosphorus oxychloride, as well as of copper hydride. But his original work was mainly in the domain of organic chemistry. Investigation of the cyanic ethers (1848) yielded a class of substances which opened out a new field in organic chemistry, for, by treating those ethers with caustic potash, he obtained methylamine, the simplest organic derivative of ammonia (1849), and later (1851) the compound ureas. In 1855, reviewing the various substances that had been obtained from glycerin, he reached the conclusion that glycerin is a body of alcoholic nature formed on the type of three molecules of water, as common alcohol is on that of one, and was thus led (1856) to the discovery of the glycols or diatomic alcohols, bodies similarly related to the double water type. This discovery he worked out very thoroughly in investigations of ethylene oxide and the polyethylene alcohols. The oxidation of the glycols led him to homologues of lactic acid, and a controversy about the constitution of the latter with Adolph Wilhelm Hermann Kolbe resulted in the discovery of many new facts and in a better understanding of the relations between the oxy and the amido acids. In 1855, he published work on what is now known as the Wurtz reaction. In 1867 Wurtz synthesized neurine by the action of trimethylamine on glycol chlorhydrin. In 1872 he discovered the aldol reaction and characterized the product as showing the properties of both an alcohol and an aldehyde. Alexander Borodin discovered the reaction independently in the same year. The product was named an aldol, pointing out its double character. This led to a second confrontation with Kolbe. In addition to this list of some of the new substances he prepared, reference may be made to his work on abnormal vapor densities. While working on the olefins he noticed that a change takes place in the density of the vapor of amylene hydrochloride, hydrobromide, &c, as the temperature is increased, and in the gradual passage from a gas of approximately normal density to one of half normal density he saw a powerful argument in favor of the view that abnormal vapor densities, such as are exhibited by sal ammoniac or phosphorus pentachloride. are to be explained by dissociation. From 1865 onwards he treated this question in several papers, and in particular maintained the dissociation of vapor of chloral hydrate, in opposition to Etienne Henri Sainte Claire Deville and Marcellin Berthelot. For twenty one years (1852–1872) Wurtz published in the Annales de chimie et de physique abstracts of chemical work done out of France. The publication of his great Dictionnaire de chimie pure et appliquée, in which he was assisted by many other French chemists, was begun in 1869 and finished in 1878; two supplementary volumes were issued 1880–1886, and in 1892 the publication of a second supplement was begun. Among his books are Chimie médicale (1864), Leçons élémentaires de chimie moderne (1867), Théorie des atomes dans la conception générale du monde (1874), La Théorie atomique (1878), Progrés de l'industrie des matières colorantes artificielles (1876) and Traité de chimie biologique (1880–1885). His Histoire des doctrines chimiques, the introductory discourse to his Dictionnaire (also published separately in 1869), opens with the phrase, La chimie est une science française. Although it raised a storm of protest in Germany, the sentence is less nationalistic than it appears; he intended to refer only to the birth of chemistry under the great Antoine Laurent Lavoisier, rather than asserting exclusive French national ownership of the science.