Пьер Эжен Марселен Бертло (25 октября 1827, Париж — 18 марта 1907, Париж) — французский физикохимик и общественный деятель.
Французский химик-органик и физикохимик, историк науки, общественный деятель. Родился в Париже в семье врача 25 октября 1827. Окончил лицей Генриха IV, затем Парижский университет. В 1851 получил место ассистента профессора А.Ж.Балара в Коллеж де Франс, в 1859 стал профессором химии Высшей фармацевтической школы в Париже, в 1865 основал и возглавил кафедру органической химии в Коллеж де Франс. С 1876 — инспектор высшего образования, в 1886-1887 — министр народного просвещения, с 1889 — непременный секретарь Парижской академии наук. В 1895 был министром иностранных дел.
Материальные успехи, которыми человечество обязано науке, - еще наименьшее из благ, являющихся результатом ее деятельности: она предъявляет законные права на область несравненно более обширную, на область нравственную и социальную.
Бертло Пьер Эжен Марселен
В химической науке Бертло прославился как один из основателей органического синтеза. Используя оригинальные методы, первым получил из элементов и простейших исходных веществ множество новых и уже известных природных соединений, относящихся к разным классам. В 1853-1854, изучая взаимодействие глицерина и жирных кислот (стеариновой, пальмитиновой, олеиновой и др.), получил аналоги природных жиров, тем самым доказав возможность их синтеза. Эти работы вошли во все учебники органической и биологической химии, а также трактаты по философии как пример превращения "вещи в себе" в "вещь для нас". Принципиальное значение имело осуществление синтеза этилового спирта из этилена и воды с участием серной кислоты (1854), открывшее путь к новому способу производства этого важного соединения. Ранее этиловый спирт получали только брожением сахаров.
Особое место в исследованиях Бертло занимают углеводороды, которым посвящены полвека (с перерывами) труда ученого, многочисленные статьи и обобщающий труд Углеводороды. Экспериментальные исследования. 1851-1901 (Les carbures d’hydrogène, v. 1-3, 1901). Бертло провел массовые синтезы этих соединений и их производных из простых веществ, иногда даже из химических элементов. Так, из углерода и водорода в вольтовой дуге он получил ацетилен, а на его основе — бензол, стирол, нафталин и сложные ароматические и конденсированные системы. В 1867 Бертло предложил универсальный метод восстановления органических соединений иодистым водородом, широко использовавшийся до открытия каталитического гидрирования газообразным водородом.
Начиная с 1865 Бертло активно занимался термохимией, провел обширные калориметрические исследования, приведшие, в частности, к изобретению "калориметрической бомбы" (1881); ему принадлежат понятия "экзотермической" и "эндотермической" реакций. Бертло получены обширные данные о тепловых эффектах огромного числа реакций, о теплоте разложения и образования многих веществ. Свои термохимические представления ученый изложил в двухтомнике Термохимия (Thermochimie, v. 1-2, 1897).
Бертло занимался также исследованием химии и физикохимии взрывчатых веществ (изучал закономерности их сгорания, определил скорость распространения взрывной волны, наладил производство взрывчатых веществ для обороны Парижа во время осады города немцами в 1870). Известны работы ученого и в области агрохимии и биохимии. Бертло выяснил роль углерода, водорода, азота и других элементов в росте и развитии растений, установил, что в почве, населенной микроорганизмами, происходит фиксация азота. Эти, а также другие исследования в области биохимии изложены им в 4-томном труде Растительная химия и агрономия (Chimie végétale et agricole, v. 1-4, 1899).
БЕРТЛО (Berthelot), Пьер Эжен Марселен
Французский химик и общественный деятель Пьер Эжен Марселен Бертло родился в Париже в семье врача. Вначале Бертло изучал медицину, но под влиянием лекций Т. Пелуза и Ж. Дюма решил посвятить себя химии. Окончив Парижский университет в 1849 г., работал в лаборатории Пелуза, а с 1851 г. – в Коллеж де Франс у А. Ж. Балара . В 1859-1864 гг. Бертло был профессором химии Высшей фармацевтической школы в Париже, в 1864-1906 гг. – профессор в Коллеж де Франс.
В 1851 г. Бертло начал свои работы по синтезу органических соединений из элементов. Бертло синтезировал многие простейшие углеводороды – метан, этилен, ацетилен, бензол, а затем на их основе – более сложные соединения. В 1853-1854 гг. взаимодействием глицерина и жирных кислот Бертло получил аналоги природных жиров и т.о. доказал возможность их синтеза. Попутно он установил, что глицерин – трёхатомный спирт. Принципиальное значение имел синтез этилового спирта гидратированием этилена в присутствии серной кислоты (1854); до этого этиловый спирт получали только брожением сахаристых веществ. Этими синтезами Бертло нанёс окончательное поражение представлениям о «жизненной силе».
В 1861–1863 гг. Бертло совместно с французским химиком Л. Пеан де Сен-Жилем опубликовал исследования скорости образования сложных эфиров из спиртов и кислот, занимающие видное место в истории химической кинетики. Бертло принадлежит почётное место среди основоположников термохимии . Он провёл обширные калориметрические исследования, приведшие, в частности, к изобретению в 1881 г. калориметрической бомбы, ввёл понятия «экзотермической» и «эндотермической» реакций. Развивая термохимические идеи датского химика Ю. Томсена , Бертло выдвинул в 1867 г. принцип максимальной работы (принцип Бертло-Томсена), согласно которому все самопроизвольные процессы протекают в направлении наибольшего теплообразования.
Кроме этого, Бертло исследовал действие взрывчатых веществ: температуру взрыва, скорости сгорания и распространения взрывной волны и др. Им были заложены основы изучения терпенов. В 1867 г. Бертло предложил общий метод восстановления органических соединений иодистым водородом. Занимаясь агрохимическими исследованиями, Бертло выяснил значение углерода, водорода, азота и др. элементов в растениях и высказал предположение о возможности фиксации свободного азота почвой, населённой микроорганизмами и не покрытой растительностью.
Бертло являлся также одним из крупнейших историков химии. В 1885 г. вышел его труд «Происхождение алхимии». В 1887–1893 гг. Бертло опубликовал собрания древнегреческих, западноевропейских, сирийских и арабских алхимических рукописей с переводами, комментариями и критикой. Бертло принадлежит книга «Революция в химии. Лавуазье» (1890).
Автор знаменитых химических синтезов, разносторонне образованный учёный, Бертло в ряде случаев был непоследовательным. Он долго отрицал атомно-молекулярную теорию, теорию химического строения, периодический закон, теорию электролитической диссоциации. Понятие молекулы он считал неопределённым, атома – гипотетическим, а валентность – иллюзорной категорией. Однако будучи настоящим учёным, он уже на склоне лет, окруженный ореолом славы, нашёл в себе мужество отказаться от своих прежних представлений. Свой отказ он выразил следующими словами: «Главная обязанность ученого не в том, чтобы пытаться доказать непогрешимость своих мнений, а в том, чтобы всегда быть готовым отказаться от всякого воззрения, представляющегося недоказанным, от всякого опыта, оказывающегося ошибочным».
Помимо научной работы, Бертло активно занимался общественно-политической деятельностью. С 1876 г. Бертло занимался вопросами просвещения: был генеральным инспектором высшего образования, а в 1886–1887 гг. – министром народного просвещения и изящных искусств. В 1895–1896 гг. Бертло был министром иностранных дел Франции. Продолжатель традиций просветителей-энциклопедистов XVIII в., Бертло был последовательным атеистом, ратовал за расширение образования, за союз естествознания и философии. Глубоко веря в преобразующую силу науки, Бертло полагал, что с её помощью без революционных потрясений могут быть решены и социальные проблемы.
БЕРТЛО, ПЬЕР ЭЖЕН МАРСЕЛЕН (Berthelot, Pierre-Eugene-Marcellin) (1827–1907), французский химик-органик и физикохимик, историк науки, общественный деятель. Родился в Париже в семье врача 25 октября 1827. Окончил лицей Генриха IV, затем Парижский университет. В 1851 получил место ассистента профессора А.Ж.Балара в Коллеж де Франс, в 1859 стал профессором химии Высшей фармацевтической школы в Париже, в 1865 основал и возглавил кафедру органической химии в Коллеж де Франс. С 1876 – инспектор высшего образования, в 1886–1887 – министр народного просвещения, с 1889 – непременный секретарь Парижской академии наук. В 1895 был министром иностранных дел.
В химической науке Бертло прославился как один из основателей органического синтеза. Используя оригинальные методы, первым получил из элементов и простейших исходных веществ множество новых и уже известных природных соединений, относящихся к разным классам. В 1853–1854, изучая взаимодействие глицерина и жирных кислот (стеариновой, пальмитиновой, олеиновой и др.), получил аналоги природных жиров, тем самым доказав возможность их синтеза. Эти работы вошли во все учебники органической и биологической химии, а также трактаты по философии как пример превращения «вещи в себе» в «вещь для нас». Принципиальное значение имело осуществление синтеза этилового спирта из этилена и воды с участием серной кислоты (1854), открывшее путь к новому способу производства этого важного соединения. Ранее этиловый спирт получали только брожением сахаров.
Особое место в исследованиях Бертло занимают углеводороды, которым посвящены полвека (с перерывами) труда ученого, многочисленные статьи и обобщающий труд Углеводороды. Экспериментальные исследования . 1851–1901 (Les carbures d"hydrogène , v. 1–3, 1901). Бертло провел массовые синтезы этих соединений и их производных из простых веществ, иногда даже из химических элементов. Так, из углерода и водорода в вольтовой дуге он получил ацетилен, а на его основе – бензол, стирол, нафталин и сложные ароматические и конденсированные системы. В 1867 Бертло предложил универсальный метод восстановления органических соединений иодистым водородом, широко использовавшийся до открытия каталитического гидрирования газообразным водородом.
Начиная с 1865 Бертло активно занимался термохимией, провел обширные калориметрические исследования, приведшие, в частности, к изобретению «калориметрической бомбы» (1881); ему принадлежат понятия «экзотермической» и «эндотермической» реакций. Бертло получены обширные данные о тепловых эффектах огромного числа реакций, о теплоте разложения и образования многих веществ. Свои термохимические представления ученый изложил в двухтомнике Термохимия (Thermochimie , v. 1–2, 1897).
Бертло занимался также исследованием химии и физикохимии взрывчатых веществ (изучал закономерности их сгорания, определил скорость распространения взрывной волны, наладил производство взрывчатых веществ для обороны Парижа во время осады города немцами в 1870). Известны работы ученого и в области агрохимии и биохимии. Бертло выяснил роль углерода, водорода, азота и других элементов в росте и развитии растений, установил, что в почве, населенной микроорганизмами, происходит фиксация азота. Эти, а также другие исследования в области биохимии изложены им в 4-томном труде Растительная химия и агрономия (Chimie végétale et agricole , v. 1–4, 1899).
Бертло много занимался историей химии. В 1885 вышел его труд Происхождение алхимии (Les origines de l"alchimie , 1885), в 1887–1893 он опубликовал собрания древнегреческих, сирийских и арабских алхимических рукописей с переводами и комментариями. Бертло принадлежит книга Революция в химии. Лавуазье (La révolution chimique. Lavoisier , 1890) и труды о других великих ученых-химиках.
В 1889 Бертло был избран в число сорока членов Французской академии литературы и искусств (т.н. «бессмертных»). Он состоял членом почти всех академий мира, в том числе и Петербургской академии наук.
Французский ученый, провел классические синтезы углеводородов, внес значительный вклад в развитие термохимии, химической термодинамики, кинетики.
Знаменитый русский естествоиспытатель К. А. Тимирязев назвал Бертло «Лавуазье XIX столетия». Как и А. Лавуазье, Бертло известен работами в различных областях знаний: физике и химии, философии и археологии, истории науки и физиологии… Будучи профессором наиболее известного института Франции — Коллеж де Франс и министром народного просвещения, он многое сделал для улучшения преподавания естественных наук. По различным областям знаний им было написано около 2500 работ.
В середине 1850-х гг. он изучил состав и свойства органических соединений различных классов: глицерина, метилового спирта, бензола, нафталина, ацетилена, этилена и многих других веществ – и разработал методы их синтеза. Нагревая в запаянных трубках глицерин с насыщенными кислотами (стеариновой, пальмитиновой и др.), он получил сложные эфиры глицерина. Проанализировав состав и свойства этих веществ, Бертло доказал в середине 50-х гг., что они являются основой животных и растительных жиров. Это открытие вслед за работами Ф. Велера и других химиков-органиков нанесло окончательный удар по представлениям приверженцев идеалистической теории «жизненной силы». Они считали, что основные вещества (белки, жиры, углеводы), из которых состоят живые организмы, невозможно получить в лаборатории. На основании этих исследований впоследствии была создана химическая промышленность пищевых жиров.
В течение 50 лет, начиная с 1851 г., Бертло исследовал углеводороды. Он получил ацетилен из углерода и водорода в электрической дуге, синтезировал из ацетилена бензол, нафталин и более сложные ароматические соединения, а также предельные и непредельные алифатические углеводороды и их кислород- и азотсодержащие производные.
Бертло сыграл большую роль в развитии термохимии, термодинамики, химической кинетики. Ученый ввел понятия об экзотермических и эндотермических реакциях, одним из первых вывел уравнение скорости реакции, проанализировал условия равновесия важных для практики реакций этерификации и омыления.
Во время франко-прусской войны в 1870 г. Бертло занимался исследованиями взрывчатых веществ. Он изучил закономерности их сгорания, определил скорость распространения взрывной волны и другие характеристики взрыва. Он организовал производство боеприпасов для обороны Парижа.
В области агрономической и биологической химии Бертло установил, что различные по составу почвы усваивают азот воздуха неодинаково, в зависимости от жизнедеятельности микроорганизмов. Бертло выяснил роль углерода, водорода, серы, фосфора, алюминия, азота и его соединений - нитратов в развитии растений.
Органическая химия - огромное поле для исследований и экспериментов. Количество реакций и способов получения одного и того же вещества иногда может поражать воображение. Неудивительно, что среди этого хаоса наиболее важное отмечается именами ученых, сделавших открытие. Поэтому в химии очень много так называемых именных реакций - названных в честь их исследователей. О них и пойдет речь.
История органического синтеза
Раньше, очень давно, считалось, что вся химия поделена на две части - "живую" и "неживую". Сейчас эта классификация примерно совпадает с делением на органическую и неорганическую, но тогда еще и считали, что соединения "живой" химии нельзя получить в лаборатории, а можно только выделить из природных материалов, в которых они содержатся. Дело в таинственной живой силе, которая по-особенному регулирует все процессы в "живой" химии.
Эти убеждения опроверг Фридрих Велер в 1824 году, получив мочевину "живой" химии из "неживых" аммиака и углекислого газа. Реакция была проведена при высоких температуре и давлении, однако без участия всяких "живых сил". Позже ученик Велера Адольф Кольбе синтезировал трихлоруксусную кислоту. Это была длинная цепочка реакций, однако в самом начале ее лежал лишь уголь. А из он получил уксусную.
Реакции Бертло
Предыдущие доказательства были убедительными, однако их все еще было очень мало. И здесь в игру вступил французский химик Марселен Бертло. Он синтезировал метан - основу всей органики, - используя сероводород и сероуглерод. При пропускании этих газов над медным катализатором и получалось искомое соединение. Следующий опыт Бертло - реакция получения муравьиной кислоты из натриевой щелочи и угарного газа. Потом синтезировали ацетилен - Бертло использовал электролиз водорода на угольных электродах, Велер гидролизовал карбид.
Кроме этих двух углеводородов (метана и ацетилена), Бертло получил еще много более сложных - бензол, этилен и их производные. Из этилена и воды был получен этиловый спирт в присутствии серной кислоты - эта реакция Бертло послужила еще одним опровержением "жизненной силы", которая должна была участвовать в образовании того же этилового спирта про брожении, прежнем методе получения.
Все тот же Бертло успел получить и природные жиры из глицерина и жирных кислот. Все эти реакции в совокупности все же опровергли окончательно представления о "неживой силе", и таким образом было положено начало химии органического синтеза - изучению способов получения различных органических соединений.
Лабораторные реакции
Самая популярная реакция, одна из немногих, известных кому-то, кроме химиков - проба Толленса, или реакция серебряного зеркала. Она состоит в окислении кислоты (и ряда других менее популярных соединений) и одновременном восстановлении серебра, которое на гладкой поверхности осаждается в виде сплошного блестящего слоя - того самого зеркала.
Еще одной известной именной реакцией в органической химии является реакция Кучерова - гидратация алкинов с помощью солей ртути в кислой среде. В результате образуется сначала енол - который далее перегруппировывается в карбонильное соединение (альдегид или кетон).
Интерес также вызывает реакция Дильса - Альдера. Ее достаточно трудно объяснить словами и очень просто - картинкой.
В реакцию вступает, во-первых, сопряженный диен (у такого диена двойные связи расположены через одну), во-вторых, диенофил, у которого есть двойная связь, причем не простая, а с пониженной электронной плотностью - поэтому у диенофила рядом с кратной связью находится электроноакцепторная группа (карбонильная, карбоксильная или еще какая-нибудь), которая эту плотность на себя оттягивает. Тогда диен крепится к диенофиловой кратной связи, образуя шестичленный цикл.
Промышленный синтез
Одной из знаковых реакций, в особенности для российской науки, является синтез бутадиена - основы для производства синтетического каучука. Она носит название реакции Лебедева. Этиловый спирт пропускается над комплексным катализатором - оксид алюминия, оксид цинка и температура 400-500 о С. Процесс проходит в одну стадию и этим выгоден; именно благодаря ему СССР в 1926 году получил сырье, необходимое для производства одного из важнейших промышленных полимеров - синтетического каучука, то есть резины.
Также большое значение имеет процесс Фишера - Тропша. Он заключается в получении различных жидких углеводородов из синтез-газа (смеси угарного газа и водорода) с катализаторами из железа или кобальта. Из продуктов синтеза дальше можно делать топливо - бензин или дизельное (основное направления использования процесса). Также состав продуктов синтеза можно изменять с помощью выбора определенных катализаторов: процесс можно направить на получение метана, углеводородов с разветвленной цепью, высших парафинов, метанола и прочего.
Разночтения
Часто в научной литературе на разных языках название одной и той же реакции может отличаться. Например, реакция мягкого окисления алкенов до двухатомных спиртов - гликолей, - во всей русскоязычной литературе носящая название реакции Вагнера, в остальном мире остается безымянной.
Также существует реакция, в которой серебряные соли карбоновых кислот реагируют с галогенами с образованием галогенозамещенных углеводородов. В ходе реакции уходит карбоксильная группа, поэтому цепь галогенозамещенного углеводорода содержит на один атом углерода меньше. Мы обычно называем ее реакцией Бородина - Хундискера, однако в немецкой и английской научной литературе ее, как правило, знают в качестве реакции Хундискера.
А где, собственно, реакция с именем Бертло?
В русскоязычной органической химии именной реакции, целиком и полностью принадлежащей Бертло, не существует. Получение бензола тримеризацией ацетилена при 600 о С - это реакция Зелинского, или Бертло - Зелинского. Не надо путать реакцию Бертло - Зелинского с реакцией Зелинского - Казанского: в обоих случаях получают бензол, только в первом - из ацетилена, а во втором - из циклогексана. Однако существует так называемый метод Бертло, служащий для обнаружения аммиака. Участвующий в этой реакции реагент Бертло - раствор фенола с гипохлоритом натрия в щелочной среде - реагирует с аммиаком с образованием индофенола синего цвета.
Метод широко применяется в аналитической химии (в частности, для обнаружения фенола в моче или для обнаружения самой мочевины, которая разлагается на аммиак и углекислый газ).
