Эмиль Фишер

Эмиль Фишер⁴⁹ - один из выдающихся представителей классической органической химии. Он занимался препаративной органической химией, изучением строения органических природных веществ, заложил основы биохимии.

Эмиль Фишер (1852-1919)

Научная деятельность Фишера началась в так называемый период грюндерства, когда промышленность в Германии бурно развивалась за счет контрибуций, наложенных на побежденную Францию. Наряду с созданием машиностроения и электротехнической промышленности в Рейнской области и в Берлине возникли первые крупные химические предприятия, где на основе достижений органической химии было организовано производство красителей, а вскоре также лекарств и взрывчатых веществ. За короткое время в Германии возникло сорок два новых акционерных общества по промышленному производству химических продуктов. Некоторые из них вскоре погибли в конкурентной борьбе, другие же, наоборот, заняли монопольное положение в химической промышленности не только Германии, но и на мировом рынке.

Формирование личности Фишера как химика и преподавателя высшей школы приходится на этот период расцвета химической промышленности Германии. Его вклад в организацию высшего химического образования и химических исследований отвечал потребностям развивающейся монополистической формы ведения хозяйства, обеспечивая оптимальное использование в промышленности высококвалифицированных химиков. Усиленное стремление руководителей химической промышленности привлекать для работы широко образованных химиков и проводить интенсивные исследования было вызвано рано начавшейся (уже с 1870 г.) концентрацией производства и капитала в промышленности красителей. Яркое выражение эта тенденция капиталистического развития промышленности получила в предложении Дуисберга (1904 г.), согласно которому следовало по примеру американской промышленности объединить крупные химические предприятия Германии. Уже в 1904 г. были образованы такие крупные фирмы, как "Баденские фабрики по производству анилина и соды" (BASF), "Байеровское акционерное общество заводов по производству красителей" и "Акционерное общество по производству анилина" (AGFA), а также две компании с очень близким направлением деятельности: акционерное общество заводов красителей Хехста и компания Леопольда Казеллы, из которых в дальнейшем был образован концерн - "Имперское общество по производству красителей". Такая концентрация производства резко увеличила влияние мощной химической промышленности Германии на политическую жизнь страны. Это позволяет понять, почему в конце XIX в. значительно выросли расходы на строительство новых высших учебных заведений и исследовательских организаций.

Все эти факторы оказали значительное влияние на жизнь и деятельность Эмиля Фишера.

Эмиль Фишер родился 9 октября 1852 г. в Эйскирхене в Рейнской области в семье фабриканта. В 1869 г. он начал учиться химии у Кекуле в Бонне. Когда Эмиль Фишер продолжил свое химическое образование в Страсбурге у ученика Кекуле А. фон Байера, его больше всего привлекла органическая химия, которую впоследствии Фишер обогатил результатами своих работ. Эмиль Фишер был выдающимся экспериментатором, разработавшим многочисленные методы для применения в химической промышленности. Его интересовали главным образом исследования природы белков, Сахаров, пуриновых производных, дубильных веществ и красителей. Немало химиков еще до работ Фишера занималось важной в естественнонаучном и философском плане проблемой строения белковых молекул. Так, например, Браконно уже в 1820 г. получил глицин (аминоэтановую кислоту) и лейцин (2-амино-4-метилпентановую кислоту) при гидролитическом расщеплении неорганическими кислотами или основаниями белковых молекул клея. Фишер также вначале предпринял разложение белков гидролитически при помощи соляной или серной кислоты, но затем стал действовать на смесь аминокислот спиртовым раствором соляной кислоты и разделял образовавшиеся эфиры фракционированной перегонкой под вакуумом. Фишер сумел доказать, что лишь а-аминокислоты (2-аминокислоты) являются теми "кирпичиками", из которых построены белки.

Фишер и Лейке сумели с помощью циангидринового синтеза получить серии (2-амино-3-гидроксипропановую кислоту) из гликолевого альдегида (гидроксиэтанола) и цианистого водорода в присутствии аммиака. В 1903 г. Фишер изучил синтез пептидов и . получил дипептид глицилаланин. При решении этой проблемы Фишер шел двумя путями. По первому из них при взаимодействии солянокислого хлорангидрида аминокислоты с эфиром аминокислоты образуется солянокислый эфир дипептида, омыление которого ведет к дипептиду⁵⁰. По другому пути дипептид получают исходя из галогенангидрида жирной α-галогенокислоты, который, соединяясь с эфиром аминокислоты, образует дипептид, для чего галоген полученной галогенокислоты при воздействии аммиака заменяется еще аминогруппой⁵¹. В 1907 г. Фишер получил синтетически октадекапептид, построенный из восемнадцати молекул различных аминокислот.

Работы Фишера внесли значительный вклад в изучение строения белков. Фридрих Энгельс писал в 1886 г. о значении этой научной проблемы: "если мы обратим внимание на то, какое бесчисленное множество так называемых органических соединений получается теперь искусственным путем без помощи каких бы то ни было органических веществ, то мы, конечно, не потребуем от химии, чтобы она остановилась перед проблемой белка... Как только будет установлен состав белковых тел, химия сможет приступить к изготовлению живого белка" [5, с. 513].

Установление структуры белков, по мнению Энгельса, является таким научным знанием, которое подтверждает положения марксистской философии и опровергает идеалистическое представление о природе жизни и ее возникновении.

Исследования природы Сахаров позволили выяснить строение моносахаридов. Фишер и другие химики показали, что моносахариды можно представить как продукты окисления многоосновных спиртов. Исходя из этого, можно разделить моносахариды на альдозы и кетозы. Фишер открыл взаимодействие моносахаридов с фенилгидразином и впервые ввел эту одну из важнейших реакций в химию Сахаров. Это позволило Фишеру объяснить пространственное строение моносахаридов и тем самым продолжить разработку систематики углеводов, углубляя в то же время стереохимические представления. Циангидрин (оксинитрил) ученый использовал также для своих замечательных синтезов Сахаров. Долгие годы он занимался исследованием углеводов. Эти исследования были продолжены его учениками.

Немаловажную роль придавал Фишер решению теоретических вопросов химии. Так, на примере глюкозы он исследовал природу связи между пространственным расположением заместителей в углеродном тетраэдре и оптической активностью. Изучая также поведение заместителей у асимметрического атома углерода органических соединений, изменяющих их оптическую активность, Фишер доказал на примере оптически активных аминокислот, что при проведении органических реакций часто происходит Вальденовское обращение.

По совету своего учителя Байера Фишер провел обширные исследования трифенилметановых красителей. Разрабатывая эту открытую А. В. Гофманом область химии, Фишер многое сделал для того, чтобы внести окончательную ясность в проблему строения данной группы красителей.

Получение азокрасителей на фабрике красителей фирмы Байера в г. Леверкузен

Влияние А. Ф. Байера на творческую деятельность Фишера заметно и в исследованиях конденсированных систем, в том числе и индола, интерес к которому у Фишера появился одновременно с началом изучения белковых веществ. Однако особое значение имели работы Фишера по изучению производных пиримидина и имидазола — исходных веществ для пуриновых производных, которые сыграли важную роль в его исследовательской программе.

Представления Фишера о способе решения этой проблемы были тесно связаны с его интересом к биохимии. Он привел Фишера к исследованию нуклеиновых кислот и в конечном счете к открытию при этом диэтилбарбитуровой кислоты, полученной им путем замещения обоих атомов водорода в метиленовой группе барбитуровой кислоты этильными группами. Диэтилбарбитуровая кислота стала известна под названием «веронал» как снотворное средство. За его работу по исследованиям Сахаров и пуриновых производных Эмиль Фишер был удостоен в 1902 г. Нобелевской премии по химии.

Как следует из мотивировки награждения этой премией, работы Фишера по изучению белковых веществ еще не дали к этому времени таких результатов, которые могли бы быть отмечены столь высокой наградой. Тем не менее с сегодняшней точки зрения их следует оценивать очень высоко.

Сконцентрировав все свои усилия на изучении обмена веществ, Фишер внес существенный вклад в формирование дисциплин, лежащих на границе между химией и биологией. Именно эти направления исследований вместе с изучением катализа и химии высокомолекулярных веществ определяют в главных чертах лицо современного естествознания. Такая наука, как молекулярная биология, появилась на одной из стадий развития исследований, начатых Фишером.

Адольф фон Байер (1835-1917); учитель Фишера, работавший с ним в Страсбурге и Мюнхене; лауреат Нобелевской премии по химии 1905 г. за работы по синтезу индиго

Характерной чертой научной деятельности Фишера была требовательность к качеству химического образования и проведения исследований. Для него преподавание и проведение исследований было одним целым. Поскольку число студентов-химиков с каждым годом увеличивалось, преподавателям высших учебных заведений стало все труднее объединять возросшие требования к преподавательской деятельности с обширными задачами исследовательской работы. Поэтому Фишер выступал за организацию больших учебных лабораторий, где научно-исследовательская работа служила бы в первую очередь целям обучения, чтобы подготовить кадры химиков для бурно развивающейся химической промышленности. Кроме того, нужно было учреждение для изучения основ наук, в чем также нуждалась химическая промышленность. В соответствии с этим Фишер как преемник А. В. Гофмана в Берлине создал новый химический институт университета и в то же время был одним из «духовных отцов» государственных химических научно-исследовательских институтов.

Новый химический институт Берлинского университета при своем открытии в 1900 г. был самым крупным в мире. Причины возникновения этого института весьма примечательны в различных отношениях. Его учреждение стало необходимым, потому что химия уже имела большое значение для промышленности и этот проект оказался осуществимым лишь благодаря помощи представителей химической промышленности. «Союз охраны интересов химической промышленности Германии» на съезде в 1896 г. в Эйзенахе избрал даже специальную делегацию для поездки в Берлин. Известны слова Фишера о том, что самим естественным наукам все еще трудно получить признание в кругу традиционных дисциплин. В первую очередь это относилось к университетам. Однако и правительство отпускало средства на развитие химического образования так скупо, что Фишер подумывал покинуть Берлин. Повторилась ситуация, аналогичная сложившейся с Гофманом примерно четыре десятилетия назад. Однако влияние мощной химической промышленности на политику правительства оказалось настолько сильным, что необходимые меры для строительства химического института были предприняты.

Новое здание первого химического института Берлинского университета (1900 г.)

Вместе с Нернстом и Оствальдом Фишер планировал организацию химического научного учреждения, примерно аналогичного-государственному физико-техническому научно-исследовательскому институту. Фишер объединил свои усилия со стремлениями А. Ф. Харнака найти новые формы организации научных исследований. Это привело к созданию Общества содействия развитию науки кайзера Вильгельма. На учредительном собрании Общества в 1911 г. Фишер снова подчеркнул свою точку зрения о гуманистических целях науки. Однако представители монополистического капитала, щедро финансировавшие новое общество, видели в нем прежде всего средство для осуществления своих планов завоевания мирового господства.

Особенно много усилий приложил Фишер для создания в рамках Общества кайзера Вильгельма институтов для исследований угля, железа, а также исследований в области химии. Для создания института исследования угля Фишер провел большую работу вместе с такими крупными промышленниками, как Тиссен, Штиннес и Кирдорф.

Прямые связи Фишера с химической промышленностью установились в 1883 г., когда он был приглашен руководителем исследовательской лаборатории компании "Баденские анилиновые и содовые фабрики" в качестве преемника Каро с годовым жалованием в 100 000 марок. Эта фантастическая сумма, разумеется, значительно превосходила оплату ученого-естествоиспытателя в любой высшей школе. Однако Фишер отклонил это предложение, так как для него "...была привлекательнее... академическая деятельность, предоставляющая полную свободу для научной работы" [67, с. 97]. И тем не менее, всего за две недели пребывания на предприятии Фишер смог осмотреть все установки - привилегия, которой из соображений конкуренции удостаивались лишь немногие высококвалифицированные химики. Фишер постоянно был связан с заводами красителей Хёхста, которые предоставили ему оборудование для исследования Сахаров. В начале XX в. эти предприятия, а также фабрики искусственных красителей Байера в Эльберфельде и завод Мерка в Дармштадте стали поставлять на рынок веронал, пропаналь и сайодин, изготовленные по методу Фишера.

Тесные связи Фишера с промышленностью проявились прежде всего в его постоянном стремлении разработать предпосылки для создания производства, основанного на результатах фундаментальных исследований. Воспитанный в семье рейнских фабрикантов, Фишер прекрасно разбирался в образе мышления крупных предпринимателей и хорошо понимал потребности практики. Своими работами ученый побуждал к организации новых промышленных предприятий и расширению ассортимента производимой на них продукции.

Тесные связи Фишера с монополистическим капиталом не позволили ему сохранить свою когда-то прославленную свободу даже в преподавательской деятельности. Как и многие немецкие интеллигенты, жизнь которых была неотделима от буржуазно-монополистического общества, Фишер испытал горькое политическое прозрение. В 1914 г. вместе с другими учеными Фишер подписал манифест "К цивилизованному миру", в котором поддерживалась политика немецких империалистов и их военные планы. Кроме того, Фишер как ученый неоднократно использовался правительством для преодоления трудностей, встававших перед военной промышленностью страны. Однако поняв сущность грязной политики немецкого империализма, а также в результате личной утраты Фишер стал пацифистом. После 1918 г. Фишер уже отказался от своей подписи под "Манифестом" и считал империалистическую войну "плохим предприятием, которое должно быть ликвидировано" [68, с. 180].

Престарелый Эмиль Фишер не понял смысла революции 1918 г. Несмотря на весь горький опыт, Фишер не был в состоянии увидеть в рабочем классе носителя революционного прогресса и понять подлинные причины несчастья нации и краха своей жизни. До конца дней его политическая позиция оставалась неопределенной.

В 1919 г. закончилась жизнь этого великого химика и организатора научных исследований. Современники полагали, что здоровье Фишера и воля к жизни были подорваны горьким сознанием, что свой талант он поставил на службу недостойным политическим целям и заплатил за это дорогой ценой - жизнью сыновей, погибших на войне.