Чтение онлайн

В статье «К вопросу о порядке присоединения и выделения элементов йодистого водорода в органических соединениях» А. М. Зайцев поясняет направление работ в его лаборатории, которые относятся к «а) порядку присоединения йодистого водорода к углеводородам рядаС„Н2;/

очевидно, выделили Кольбе (при электролизе валерьяновокалиевой соли, 1849) и Вюрц (дегидратацией бутилового спирта брожения, 1853).

86

и b) порядку выделения его элементов из иодангидридов предельных одноатомных алкоголей», т. е. иодидов, получаемых замещением в спиртах гидроксила на иод.

Относительно присоединения элементов иодоводорода к различно гидрогенизированным соседним атомам углерода А. М. Зайцев соглашается с В. В. Марковниковым в том, что иод присоединяется к менее гидрогенизирован- ному атому углерода, но ставит вопрос о порядке присоединения к одинаково гидрогенизированным атомам углерода, связанным с различно гидрогенизированными углеродными атомами. Примером такого ненасыщенного углеводорода мог служить амилен из диэтилкарбинола, полученный Е. Е. Вагнером и А. М. Зайцевым, «а потому мы, я и Е. Е. Вагнер, поставили себе задачей: определить строение названного углеводорода и затем подвергнуть обследованию реакцию присоединения к нему JH» [22, с. 290]. Результаты исследования изложены далее в двух совместных статьях с Е. Е. Вагнером [23, 24]. Авторы доказали, что их амилену отвечает строение

и что в частном случае, когда углеводороды имеют два одинаково гидрогенизированных «ненасыщенных» атома углерода, из которых один соединен с метилом, «галоид присоединяется к тому из «ненасыщенных углеводородных атомов, который находится в связи с радикалом метилом» [24, с. 312].

Относительно порядка отщепления элементов иодоводорода и вообще галогеноводородов А. М. Зайцев расходится с В. В. Марковниковым. Последний принял, что из двух углеродных атомов, соединенных с третьим, связанным с галогеном, менее склонен отщеплять водород менее гидрогенизированный. «Мне же казалось, — писал А. М. Зайцев, — что при условиях соседства с паем углеродау связанным с иодом, нескольких различно гидрогенизированных углеродов будет наиболее способен терять свой водород наименее гидрогенизированный» [22,

87

С. 29l—292]. Это и есть известное «правило Зайцева» о порядке отщепления элементов галогеноводородов от галогенопроизводных предельных углеводородов. Сформулировано оно было главным образом в результате критического анализа имевшихся литературных данных. В частности, А. М. Зайцев указывает, что, по данным Ф. М. Флавицкого, строение амилена иное, чем то, которое при выводе своего правила принимал во внимание

В. В. Марковников. Но для сделанного А. М. Зайцевым вывода имели значение, конечно, результаты уже выполненных работ с Е. Е. Вагнером над амиленом из диэтил- карбинола и с Н. И. Грабовским над бутиленом из нормального бутилового спирта.

Следует, однако, заметить, что в установлении «правила Зайцева» в какой-то мере его предшественником был А. Н. Попов. В письме к А. М. Бутлерову от 30 декабря 1871 г. А. Н. Попов предлагал свою схему для окисления третичных спиртов, первой стадией которого было образование непредельных углеводородов, распадающихся далее по двойной связи. При этом А. Н. Попов пояснил свою мысль формулами:

Эти свои соображения А. Н. Попов изложил на заседании Отделения химии съезда русских естествоиспытателей в Казани в 1873 г. В следующем году, реферируя свое сообщение, он иллюстрировал свои взгляды на примере окисления спирта (СНз)2СОН—СН2—СН3: «Выделяя из него элементы воды или из его галоидангидрида элементы галоидангидридной (опечатка, должно быть «галоидоводородной») кислоты, получим олефин такого строения

При окислении его расщепление произойдет в месте двойной связи». Вряд ли эти высказывания А. Н. Попова37 остались неизвестными А. М. Зайцеву, хотя он о них и не упоминает.

Описанный в докторской диссертации способ восстановления хлорангидрида масляной кислоты А. М. Зайцев применял к хлорангидриду янтарной кислоты — хлористому сукцинилу. Начало этой работы относится не позднее чем к 1872 г. [18, с. 55, прим.]. При восстановлении хлористого сукцинила А. М. Зайцев получил соединение состава C4H6"O2, хотя надо было считаться с вероятностью что ему отвечает брутто-формула С8Н12О4 или СбНю03. Вследствие этого надо было принять во внимание семь теоретически возможных структурных формул для этого соединения. А. М. Зайцев отобрал две наиболее вероятные:

Ряд соображений, опиравшихся на не вполне точные анализы, заставили А. М. Зайцева принять для получения им соединения формулу (I)—янтарного альдегида и отвергнуть формулу (II) — лактона у-оксимасляной кислоты, или, по терминологии А. М. Зайцева, «ангидрида оксибутириновой кислоты».

В письме к А. М. Бутлерову от 21 сентября 1874 г. А. М. Зайцев сообщал: «В истекшем году, посвящая почти все свободное время на работу со своими учениками, я не подвинул много вперед своей работы с янтарным альдегидом. Мне удалось только найти более благоприятные условия для большего выхода альдегида и подробнее изучить некоторые его физические свойства, однако публикованию этих исследований я отложил до накопления фактов, касающихся химической натуры альдегида. Для последних исследований я уже заготовил около 30 гр. совершенно чистого альдегида»38. В сентябре 1875 г. А. М. Зайцев сообщает А. М. Бутлерову: «Я исследую продукт действия PCI5 на янтарный альдегид. .. На мою долю досталось... проклятое вещество: вследствие его способности несколько разлагаться при перегонках Я никдк не могу выбраться на истинный путь для опре¬

89

деления его состава. Для решения этого вопроса, вероятно, придется обратиться к изучению его превращений» 39.

В конце концов А. М. Зайцев пришел к предположительному выводу, что «при действии пятихлористого фосфора, янтарный альдегид превращается, как кажется,

СН2СНС12

в двуохлоренный бутильный альдегид»! [18, с. 57,

СН2СОН

58]. Но этот вывод для А. М. Зайцева сам по себе был решающим для того, чтобы считать полученное им соединение янтарным альдегидом. Подробное сообщение о работе над продуктом восстановления хлористого сукцинила А. М. Зайцев поместил в вышедших в 1875 г. Трудах IV Съезда русских естествоиспытателей в Казани. В этом сообщении он также отмечает, что задержка в работе произошла «вследствие незначительного выхода получаемого при реакции продукта и тех затруднений, которые встретились при определении его натуры» [18, с. 36].

Одним из существенных доводов в пользу формулы (I) было для А. М. Зайцева то, что еще в 1866 г. при восстановлении хлорангидрида фталевой кислоты Кольбе и Ви- шин получили вещество, которое они приняли за предсказанный Кольбе фталевый альдегид40. В 1877 г. появилась работа (Гессерт в лаборатории Байера) 41, в которой продукту восстановления хлорангидрида фталевой кислоты придавалось строение

Эта работа побудила А. М. Зайцева повторить свое исследование продукта восстановления хлорангидрида янтарной кислоты. Как писал А. М. Зайцев в 1881 г.: «Хотя еще тогда был заготовлен необходимый для этого исследования материал и были сделаны с ним некоторые новые наблюдения, однако, к сожалению, отвлекаемый другими занятиями и главным образом вследствие продолжительной болезни, я мог окончить свое исследование лишь в последнее время» [39, стр. 480]. Однако в предварительном сообщении 1880 г. [37] А. М. Зайцев уже цисал о том, что он изменяет свой взгляд на строение hq-

Лученного Им Продукта и признает его теперь «ангидридом нормальной оксибутириновой кислоты», т. е. соединением, относящимся к классу лактонов. Публикации предварительного сообщения А. М. Зайцева несколько предшествовала заметка Ю. Бредта42, высказавшего предположение о том, что вещество, принимавшееся А. М. Зайцевым за янтарный альдегид, в действительности представляет собой лактон. Со ссылки на заметку Бредта А. М. Зайцев и начинает свое предварительное сообщение. К этому времени Фиттиг на основании своих работ, начатых еще в 1868 г., и работ своих предшественников, в том числе и А. М. Зайцева, уже ввел понятие о лактонах43 как о внутренних ангидридах оксикислот. Таким образом, хотя А. М. Зайцев и получил впервые лактон у-оксимасляной кислоты — первый, простейший представитель этого класса соединений, однако в правильном истолковании его природы казанского химика опередили другие. В заключительных статьях цикла работ, посвященных продуктам восстановления хлористого сукцинила, А. М. Зайцев сообщает результаты своего обстоятельного исследования «бутиринового лактона» и получаемой из него «нормальной (гама) оксибутириновой кислоты» [39], а также описывает способ превращения «бутиринового лактона» в нормальную масляную кислоту [40]. Больше к этой тематике А. М. Зайцев не возвращался.

Наиболее запутанным в оценке работ А. М. Зайцева оказался вопрос об открытии им бутиролактона. А. Е. Арбузов* писал: «Генетически связаны с синтезами спиртов реакции получения непредельных кислот, оксикислот и лактонов. Интересный класс органических соединений—лактоны— был открыт А. М. Зайцевым в 1873 г.»45. Сходным образом высказывался раньше и С. Н. Рефор¬

* А. Е. Арбузов в очерке, посвященном А. М. Зайцеву, называет кандидатскую диссертацию А. М. Зайцева «Об окисях тиоэфи- ров» 44. В действительности это неточное название работы [4], за которую он получил степень доктора философии Лейпцигского университета, а название кандидатской диссертации: «О диамидосалициловой кислоте» [1]. К сожалению, при переиздании работ А. Е. Арбузова в цитируемом сборнике по недосмотру автора этих строк упомянутая погрешность не была оговорена.