Прогулки по истории химии

Американский химик Айра Ремсен получил всемирную известность уже при жизни. Свидетельство тому — статья о нем в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона (правда, фамилия химика написана там «по-немецки»: Ремзен). Он родился в Нью-Йорке, в семье выходцев из Голландии. Отец хотел, чтобы сын пошел по медицинской части, и определил его учеником к знакомому врачу-гомеопату, который преподавал химию в медицинском колледже. Тот дал мальчику учебник химии и сказал: «Читай!» Ремсен рассказывает: «В учебнике химии я прочитал, что азотная кислота воздействует на медь. Это утверждение показалось мне совершенно нелепым: что значит “вещество воздействует”? С медью я уже был немного знаком, потому что в ходу были медные центы. А в кабинете доктора, у которого я тогда «отбывал срок», была склянка с надписью “Азотная кислота”. Я не знал особенностей этой жидкости, и мне не терпелось поскорее это узнать: в те годы я жаждал приключений. Имея медь и азотную кислоту, я решил выяснить, что же на самом деле означает слово “воздействовать”. Ради этого я был готов пожертвовать одной из нескольких медных монеток, которые у меня тогда были. Я положил монету на стол, открыл бутылку с азотной кислотой, вылил немного жидкости на монету и приготовился наблюдать за происходящим. Ожидания меня не обманули: зрелище было замечательным! Изменения были налицо, причем изменения разительные. Жидкость позеленела, стала пениться и дымиться. Я попытался собрать всю эту гадость и выкинуть ее в окно, которое перед этим открыл. И тут я узнал еще одну вещь: азотная кислота воздействует не только на медь, но и на пальцы. Боль заставила меня произвести еще одно необдуманное действие: я вытер пальцы о штаны и тут же узнал следующий факт — азотная кислота воздействует также на штаны».

В 1867 году Ремсен окончил Колледж врачей и хирургов при Колумбийском университете, получив степень магистра. Но его влекла химия, а в те времена законодателем мод в химии была Германия. В 1870 году, работая в Гёттингене под руководством Фиттига, Ремсен опубликовал диссертацию «Исследование строения пипериновой кислоты» и в 24 года получил докторскую степень. В 1875 году он вернулся в США, стал профессором химии — сначала в колледже Уильямса, затем в университете Джонса Хопкинса, где основал отделение химии и возглавил химическую лабораторию. В 1907—1913 годах Ремсен был президентом Национальной академии наук США.

В этом же университете, изучая химию каменноугольного дегтя, Ремсен совершил большое открытие, причем случайно. На российских, немецких и американских сайтах можно найти разные, противоречащие друг другу версии этой истории. Согласно одной, Ремсен, обедая дома после целого дня работы в лаборатории, почувствовал, что булочки имеют необычный сладкий вкус, который потом переходит в горьковатый. Его жена не заметила ничего необычного, и тогда Ремсен догадался, что виновато какое-то вещество, оставшееся на его пальцах. На другой день, осторожно перепробовав в лаборатории вещества, с которыми он работал накануне, Ремсен понял, что вкус вызывает какой-то продукт окисления орто-толуолсульфонамида CH₃C₆H₄SO₂NH₂.

Однако сотрудник Ремсена (сейчас его бы назвали постдоком) Константин Фальберг утверждал, что именно он обнаружил чрезвычайно сладкий вкус вещества, не вымыв как следует руки после работы в лаборатории. Несколько слов о Фальберге, поскольку сведений о нем на русском языке практически нет. Он родился в Тамбове в 1850 году, в семье выходца из Лифляндии Иеронима Фальберга и Варвары Трофимовой. Учился в Дерпте, затем в политехническом училище в Москве. В 1870 году продолжил образование в Берлине, Висбадене и Лейпциге. В 1874 году поехал в Британскую Гвиану (ныне Гайана) изучать производство сахара из тростника. Некоторое время работал в университете Джонса Хопкинса под руководством Ремсена, когда и был открыт сахарин.

Чтобы дознаться, как было дело, нужно посмотреть первые научные публикации о сахарине. Первая статья Ремсена и Фальберга под названием «Ьber die Oxydation des Orthotoluolsulfamids» («Об окислении орто-толуолсульфамида») была опубликована в 1879 году в знаменитом журнале «Berichte» — «Известиях Немецкого химического общества». Статья поступила в редакцию 27 февраля, фамилии авторов стояли в алфавитном порядке: C.Fahlberg und Ira Remsen. В 1880 году статья с тем же названием, но по-английски, была опубликована в «American Chemical Journal». (Его основал сам Ремсен в 1879 году и редактировал в течение 35 лет, после чего журнал слился со знаменитым и по сей день «Journal of the American Chemical Society».) В этой статье первой стоит фамилия Ремсена. Других совместных публикаций у Ремсена и Фальберга нет.

Ни в той, ни в другой статье не говорится, кто обнаружил сладкий вкус вещества. В любом случае приоритет этим не определяется — каждый из соавторов, если нет специальных оговорок, имеет равные права на содержание статьи. Что же можно прочитать в этих двух публикациях? Немецкая статья просто констатирует, что новое вещество «имеет приятный сладкий вкус, даже более сладкий, чем сахар». Однако уже первые фразы этой статьи ясно показывают, кто есть кто: «Несколько лет назад (в сноске: в Liebig's Annalen der Chemie, том 178, 1875 г.) один из нас (Ремсен) описал попытку получить орто-сульфобензойную кислоту из орто-толуолсульфокислоты. Для пара-производных реакция идет очень легко... тогда как с орто-производными окисление хромовой кислотой не дало результата». И далее цитируется предыдущая статья Ремсена в «Annalen»: «Возможно, более удовлетворительные результаты будут получены при использовании другого окислителя, например перманганата калия. Предварительный опыт со щелочным раствором перманганата показал, что окисление идет легко, и я вскоре приступлю к детальному изучению этой реакции». То есть уже в 1875 году Ремсен наметил дальнейший путь работы, который привел к сахарину.

А дальше было воровство, одно из первых в истории химии, и совершил его Фальберг. Сообразив, что этот рядовой синтез может иметь коммерческий успех, он запатентовал «сахарин Фальберга» (патенты США № 319082 и № 326281, 1885). В 1893 и 1896 году Фальберг взял еще два патента по синтезу сахарина и его очистке.

Ремсен же успел многое, с 1869 по 1923 год он опубликовал 160 статей (в 42-х он единственный автор). Великолепный педагог, он усовершенствовал систему химического образования в США. Его книга «The principles of theoretical chemistry» выдержала с 1876 года 28 изданий и 15 переводов на иностранные языки. Книга «The Elements of Chemistry: A Text-Book for Beginners» была в 2011 году переиздана в США. На русском языке в 1896—1907 годы вышло несколько изданий книги Ремсена «Введение к изучению органической химии или химии углеродистых соединений».