Памяти выдающегося русского химика Михаила Григорьевича Кучерова

Памяти выдающегося русского химика Михаила Григорьевича Кучерова

3 июня 2020 года исполнилось 170 лет со дня рождения, а 26 июня 2021 года исполнится 110 лет со дня ухода из жизни известного русского химика Михаила Григорьевича Кучерова. Открытая им реакция превращения ацетилена в уксусный альдегид в присутствии ртутных солей (1881) положила начало техническому использованию ацетилена в качестве исходного соединения для получения многих химических продуктов. Особенно мощное развитие в результате открытия М.Г. Кучерова получило промышленное производство синтетической уксусной кислоты, используемой сейчас для получения сотен различных веществ.

Аннотация статьи
реакция Кучерова
органическая химия
М.Г. Кучеров
Ключевые слова

Трудно найти другого ученого, который, опубликовав в печати сравнительно небольшое число научных трудов (всего около 30), так прославил бы русскую химию. Таким был Михаил Григорьевич Кучеров, открывший реакцию, носящую его имя, - гидратацию ацетилена в уксусный альдегид [5, c.496].

М.Г. Кучеров родился 22 мая 1850 г. по старому стилю, или 3 июня 1850 г. по новому стилю в Лубенском уезде Полтавской губернии в семье мелкопоместного дворянина Григория Павловича Кучерова. Среднее образование он получил в Петровской полтавской военной гимназии, которую окончил в 1867 г., затем поступил в Михайловское артиллерийское училище. Через несколько месяцев Михаил Кучеров перевелся в Петербургский земледельческий институт (с 1877 г. – Петербургской лесной институт, а ныне Лесотехническая академия). В 1871 г. он окончил этот институт кандидатом сельского хозяйства.

В студенческие годы Михаил Григорьевич проявил большой интерес и способности к изучению химии, и в январе 1872 г. профессор-химик Н.Н. Соколов частным образом допустил его к занятиям со студентами в химической лаборатории Лесного института. По всей вероятности, зачислить М.Г. Кучерова в штат нельзя было из-за его связи со студенческим революционным кружком через братьев Кравчинских, с которыми он дружил, и администрация института не сразу утвердила его даже в должности лаборанта; он получил ее только с первого апреля того же года. После смерти учителя, профессора Н.Н. Соколова, и преобразования института из земледельческого в лесной М.Г. Кучеров преподавал аналитическую химию и заведовал лабораторными занятиями студентов в качестве ассистента профессора П.А. Лачинова.

Путь в науку Михаила Григорьевича был труден. Химия в Лесном институте в те годы считалась второстепенным предметом, поэтому нелегко было заниматься самостоятельно найденной и оригинальной, но вместе с тем новой в институте областью исследования. Между тем осложнилась и личная жизнь ученого. в 1876 г. он женился на Эмилии Иосифовне Красусской, которая родила ему пятерых детей: Наталью (1877), Льва (1878), Елизавету (1880, вскоре умерла), Михаила (1881), Ольгу (1883). В 1884 г. жена и дочь Ольга умерли от туберкулеза, и Михаил Григорьевич остался один с тремя маленькими детьми, старшей из которых, дочери Наташе, было всего 6 лет. Жалованье М.Г. Кучерова в Лесном институте было небольшим, ему пришлось искать побочные заработки, и с 1885 г. Михаил Григорьевич дополнительно работает в лаборатории анализа спиртоводочных изделий Министерства финансов. В этой лаборатории он провел исследования фальсификации виноградных вин производства российского купечества, выпускавшихся под пышными марками «Шпанское вино», «Развлечение царицы Тамары» и др. Как в лаборатории, так и на заводах были проведены большие работы по очистке и перегонке спирта-сырца и определению содержания в нем эфиров и сивушных масел. Разработанный М.Г. Кучеровым способ определения в спиртах сивушного масла был премирован Министерством финансов и принят в акцизной практике в качестве официального. Михаил Григорьевич сотрудничал также в различных периодических изданиях, сельскохозяйственных и других. К этой его сфере деятельности относится, например, напечатанное в 1873 г. в «Земледельческой газете» аналитическое исследование, произведенное в лаборатории Земледельческого института М.Г. Кучеровым совместно с другими молодыми химиками, над составом разного рода съедобных грибов и влиянием на степень их питательности способа приготовления и консервирования (соления, маринования и т.п.) [1, c.113].

Все эти работы «практического» характера, конечно, мало времени оставляли для исследований в области «чистой химии», по терминологии М.Г. Кучерова, к которым он стремился всей душой. Более всего Михаил Григорьевич известен своими работами в области непредельных углеводородов. Толчком для этих исследований послужила работа К.М. Зайцева и Г.Н. Глинского, показавших, что взаимодействие бромвинила с влажным ацетатом ртути ведет в конечном счете к образованию уксусного альдегида. Можно было бы предположить, что в результате взаимодействия бромвинила с водой образуется неустойчивый виниловый спирт, изомеризующийся в уксусный альдегид:

Однако исследования М.Г. Кучерова показали, что такой механизм реакции маловероятен. Галогеналкилы с галогеном, стоящим у углерода с кратной связью, трудно вступают в реакции замещения, т.к. связь атома галогена с углеродом прочна.

М.Г. Кучеров предложил другой механизм реакции, согласно которому бромвинил диссоциирует на бромоводород и ацетилен, а последний в присутствии солей ртути гидратируется водой:

Проведенный опыт гидратации ацетилена блестяще подтвердил предположение ученого:

Реакция, открытая в 1881 г., была названа реакцией Кучерова [2, c.107; 6, с.134].

Гидратацию обычно проводят в кислой среде водного или водно-спиртового раствора в присутствии солей двухвалентной ртути [4, c.270]. Ацетальдегид, например, получают, пропуская ацетилен в горячий раствор сульфата ртути в разбавленной серной кислоте [3, c.139].

В 1909 г. Кучеров опубликовал свою последнюю работу о гидратации ацетилена в присутствии солей других металлов (магния, цинка и кадмия). Но в этом случае необходима более высокая температура (130-150 градусов Цельсия), чем при наличии солей ртути. Кроме того, он установил, что свойство солей гидратировать ацетилен выраженно тем сильнее, чем больше относительная атомная масса металла.

Реакция Кучерова получила дальнейшее логическое развитие в работах акад. А.Е. Фаворского и его учеников. Они показали, что в присутствии катализатора – плавленого гидроксида калия – к ацетилену присоединяются также и спирты с образованием устойчивых простых эфиров неустойчивого винилового спирта:

Предпосылки для промышленного осуществления реакции Кучерова появились лишь после открытия в конце XIX века дешевого пути производства ацетилена (нашли способ приготовления карбида кальция из извести и угля). Первая промышленная установка для гидратации ацетилена, по реакции Кучерова, появилась в 1914 г., т.е. через 33 года после открытия реакции.

Гидратация ацетилена – первый и наиболее важный процесс основного органического синтеза. Реация Кучерова осуществляется сейчас в промышленных масштабах во всех странах мира. В настоящее время она широко применяется для технического получения уксусного альдегида – ценного промежуточного продукта крупнотоннажного органического синтеза. Из него получают уксусную кислоту и ее ангидрид, ацетон, этиловый и бутиловый спирты, 2-этилгексиловый спирт, эфиры которого с двухосновными кислотами являются незастывающими компонентами смазочных масел и, наконец, бутадиен, применяемый для производства синтетического каучука [1, c.115].

Несмотря на большие научные заслуги и ярко выраженные педагогические способности, Михаил Григорьевич так и не имел официальных научных степеней и звания ординарного (штатного) профессора. В 1891 г. он был утвержден в звании доцента, в 1902 г. – назначен исполняющим обязанности экстраординарного, т.е. сверхштатного профессора.

Надо отметить, что Михаил Григорьевич был не только даровитым ученым-химиком; таланты его оказались многочисленны и разнообразны. Например, он прекрасно рисовал, и его художественные работы были по достоинству оценены выдающимся художником и критиком Александром Бенуа. Михаил Григорьевич хорошо пел, обладал прекрасным музыкальным слухом и памятью, что позволяло ему почти целиком воспроизводить сольные партии ряда опер. Он очень любил молодежь и всегда помогал начинающим ученым. В 1885 г. русское физико-химическое общество за открытие реакции гидратации ацетилена присудило М.Г. Кучерову премию в размере 500 р. Через 18 лет, когда материальное положение Михаила Григорьевича улучшилось, он возвратил эту сумму президенту общества Н.Н. Бекетову с объяснением, что, оставляя за собой самое драгоценное во всякой почетной награде – оказанную ею высокую честь, он просит материальный состав премии использовать еще раз для поддержания молодых исследователей.

Михаил Григорьевич Кучеров умер от болезни сердца 13 июня 1911 года. Не стало талантливого ученого, человека прекрасных душевных качеств, большого таланта, исключительной трудоспособности, глубоко преданного науке и своему народу. Но память о нем жива, фамилию Михаила Григорьевича можно встретить в любом учебнике органической химии, открытая им знаменитая реакция Кучерова продолжает широко использоваться в химической промышленности всех стран мира.

Текст статьи
  1. Буцкус П.Ф. Книга для чтения по органической химии: пособие для учащихся 10 класса. – 2 изд. перераб. – М.: Просвещение. – 1985. – 256 с., ил.
  2. Габриелян О.С. Химия. 10 класс. – профильный уровень / О.С. Габриелян, Ф.Н. Маскаев, С.Ю. Пономарев, В.И. Теренин // Москва: Дрофа. – 2008. – 320 с., ил.
  3. Иванов В.Г. Органическая химия: учеб.пособие для студ. высш. пед. учеб. завед. / В.Г. Иванов, В.А. Горленко, О.Н. Гева // Москва: Издательский центр «Академия». – 2008. – 624 с.
  4. Кузьменко Н.Е. Химия для школьников старших классов и поступающих в вузы / Н.Е. Кузьменко, В.В. Еремин, В.А. Попков // Москва: Издательство Московского университета. – 2008. – 480 с., ил.
  5. Лидин Р.А. Химия. Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы / Р.А. Лидин, Л.Ю. Аликберова // Москва «АСТ-пресс школа». – 512 с.: с ил.
  6. Тюкавкина Н.А. Биоорганическая химия / Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков // Москва: Дрофа. – 2007. – 542 с. ; ил.
Список литературы
Ведется прием статей
Прием материалов
c 24 июля по 30 июля
Осталось 2 дня до окончания
Публикация электронной версии статьи происходит сразу после оплаты
Справка о публикации
сразу после оплаты
Размещение электронной версии журнала
03 августа
Загрузка в eLibrary
03 августа
Рассылка печатных экземпляров
11 августа