Нобелевские лауреаты: Поль Сабатье

Человек, сделавший доступным маргарин

Wikimedia Commons

Вообще, если честно, нобелевских лауреатов Полей Сабатье могло быть двое (удивительный случай), и они не родственники. Историк Поль Сабатье был пять раз номинирован на премию по литературе за биографию св. Франциска Ассизского, но увы… А химик премию получил, в полном соответствии с завещанием Нобеля, как принесший максимальную пользу обществу. Но обо всем по порядку.

Поль Сабатье

Родился 5 ноября 1854 года, Каркассон, Франция

Умер 14 августа 1941 года, Тулуза, Франция

Нобелевская премия по химии 1912 года (разделил премию с Виктором Гриньяром). Формулировка Нобелевского комитета: «За предложенный им метод гидрогенизации органических соединений в присутствии мелкодисперсных металлов, который резко стимулировал развитие органической химии».

Будущий химик и нобелиат Поль Сабатье родился в небольшом французском городке Каркасон. Его папа был мелким землевладельцем, но лишился собственности за неуплату налогов и открыл шляпный магазин. Поль был младшим из семи детей и всегда отличался прилежанием и хорошими успехами в школе. Когда мальчик готовился к поступлению в лицей в Тулузе, он впервые попал на публичные лекции по физике и химии (да, тогда тоже уже были местные просветители). Эти лекции и побудили его к занятиям большой наукой. А для этого, полагал Сабатье, нужно быть самым лучшим.

Когда пришла пора поступать в высшую школу, Поль поступал одновременно в знаменитые Эколь Политекник и Эколь Нормаль. Пришлось выбирать, и в итоге молодой человек в 1877 году лучшим в группе окончил Высшую нормальную школу в Париже — один из самых престижных французских вузов.

Потом Поль еще год изучал физику в Ницце, а затем начал заниматься химией у великого Марселена Бертло в знаменитом Коллеж де Франс — учебно-научном заведении, основанном еще в первой половине XVI века. Сабатье стал ассистентом выдающегося химика. Кстати, любопытно, что сейчас площадь в Париже, на которой стоит это заведение, носит имя Бертло.

Коллеж де Франс

Wikimedia Commons

Учитель Сабатье стоял у истоков современного органического синтеза (а попутно и биохимии), многие из известных еще по школьному курсу веществ синтезировал именно он: бензол, этилен, этиловый спирт. Именно Бертло синтезировал аналоги природных жиров и показал, что они эфиры глицерина (а последний — трехатомный спирт, что показал тоже Бертло). Наконец, он синтезировал и аналоги жирных кислот.

Марселен Бертло

Wikimedia Commons

Правда, Сабатье сначала пришлось заняться неорганикой. Как он потом вспоминал с усмешкой, «я больше всего занимаюсь тем предметом, который мне меньше всего нравится». Первой исследовательской работой будущего нобелевского лауреата стала термохимия серы и сульфидов металлов. В 26 лет с этой работой он стал доктором химии. Сабатье сразу же стал очень авторитетным химиком. В 1884 году, как только ему исполнилось 30, минимальный возраст для занятия профессорской должности, наш герой получил кафедру общей химии в Университете Тулузы. В этом университете он оставался профессором до выхода в отставку через 45 лет.

Примечательный факт: через 23 года после назначения Сабатье получил сразу два лестных предложения, связанных с двумя тяжелыми утратами, которые понесла французская и мировая химия: с интервалом всего в месяц, 20 февраля и 18 марта 1907 года, умерли еще сравнительно молодой Анри Муассан и почтенный учитель Сабатье, Марселен Бертло. Тулузскому профессору предложили на выбор кафедру Муассана в Сорбонне и кафедру Бертло в Коллеж де Франс. Тот остался в провинции.

В Тулузе Сабатье занялся органикой. Как раз с опытами Муассана и оказался связан главный успех химика.

Анри Муассан

Wikimedia Commons

Началось все с неорганики. Людвиг Монд с соавторами получил комплексы металлов с группой СO – «карбонилметаллы». Сабатье получил такие же, но с молекулами NO, «нитрозометаллы», и, взяв в помощники студента (и священника) Жана-Баптиста Сендерана, начал пытаться получить комплексы металлов с ненасыщенными углеводородами: этиленом и ацетиленом. Упомянутый выше Муассан вместе с коллегой Шарлем Моро пытался присоединить ацетилен к свежевосстановленным из оксидов металлам: никелю, кобальту и железу. Но ничего не получалось, зато вроде бы выделялись водород и жидкость, которая казалась авторам смесью ароматических углеводородов. Но реакция была капризной, и Муассан оставил свои попытки.

В 1897 году Сабатье попросил у Муассана разрешение повторить его опыты, но взял вместо ацетилена менее активный этилен. С никелем и при 300 градусах реакция пошла, но получался этан, а не водород, как предполагал Муассан. Значит, сначала при 300 градусах частично разлагается этилен с выделением водорода, а потом водород в присутствии никеля присоединяется к этилену, образуя этан! Тогда Сабатье с Сандераном взяли смесь этилена и водорода, и такая реакция пошла уже при 30-35 градусах!

Реакция Сабатье — Сандерана

Wikimedia Commons

Так химики получили простой и дешевый метод гидрирования двойной и тройной связи, который сейчас известен под именем реакции Сабатье — Сандерана. А главное, этот метод получила промышленность. Почему реакция гидрогенизации имеет очень важное значение именно для промышленности, особенно для пищевой?

Вот вам пример: масло. Обычное сливочное масло. Вкусно и хорошо, но для хлебопекарной и кондитерской промышленности иногда слишком дорого. Было бы неплохо получить заменитель из растительных масел. Но они жидкие, в том числе потому, что жирах растительного происхождения присутствуют остатки ненасыщенных кислот. То есть наличествует двойная связь. Значит, можно попробовать присоединить к ней водород, гидрогенизировать. Действительно, если гидрогенизировать растительное масло, то получится знакомый всем нам маргарин. Но использовавшиеся тогда в качестве катализатора платина и палладий делали такое производство совершенно неактуальным.

Несмотря на то, что Сабатье не особо стремился к деньгам и славе (он совершил множество открытий в катализе, но получил лишь пару патентов, предпочитая заниматься наукой и преподаванием), признание пришло весьма быстро: уже в 1912 году Сабатье стал нобелевским лауреатом по химии, разделив премию с Виктором Гриньяром, открывшим эпоху металлоорганической химии и тоже давшим химикам выдающийся метод синтеза новых соединений.

Поразительное совпадение: Гриньяр сделал свое открытие, выполняя поручение своего научного руководителя, Филиппа Барбье. Но получил Нобелевскую премию сам. Сабатье сделал свою «нобелевскую» работу со студентом, но тоже получил премию единолично. Напомним, что, узнав о присуждении ему «Нобеля», Гриньяр написал письмо в Нобелевский комитет, в котором просил сначала наградить Сабатье и Сандерана, а в следующем году — его и Барбье (напомним, что премия делится максимум на троих). Так почему же премией обошли студента-священника, тем более что премией Джекера Французской академии наук Сабатье и Сандеран были награждены оба?

Жан-Баптист Сандеран

Wikimedia Commons

Сложный вопрос. В 1907 году Сандеран покинул лабораторию Сабатье, его заменили на других, с которыми Сабатье продолжил изучать каталитическую гидрогенизацию. Видимо, старший партнер решил «с глаз долой — из сердца вон». Источники сообщают о том, что Сандеран был «несчастен», когда Сабатье не упомянул его вклад в своих публичных лекциях в 1911 году, возмущался и протестовал, когда его коллега получил Нобелевскую премию. Видимо, потом Сабатье одумался: в Нобелевской лекции вклад Сандерана упомянут аж четырежды, и, как говорят, после этого Сабатье приложил все усилия, чтобы восстановить отношения с бывшим коллегой и чтобы реакция гидрогенизации получила двойное имя.

Потом будет еще почти 30 лет жизни. Сабатье откроет процесс, получивший его имя, реакцию получения метана (CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O), создаст теорию катализа, в которой будет спорить со Сванте Аррениусом, доказывая, что реакция происходит на поверхности катализатора...

А в Нобелевской лекции он скажет: «В течение последних 15 лет мысль о механизме катализа никогда не оставляла меня. Все мои успехи — это результат рожденных ею заключений. Теории не могут претендовать на бессмертие. Это всего лишь плуг, которым пахарь пользуется для того, чтобы провести борозду, и который он имеет полное право после жатвы заменить другим, более совершенным».

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram.