1861–1953
Химия часто одаряла меня величайшими наслаждениями познания еще не разведанных тайн природы. Она дала мне возможность послужить людям... Я уверен, что ни один из тех, кто заинтересуется химией, не пожалеет о том, что выберет эту науку в качестве своей специальности.
Н.Д. Зелинский
Николай Дмитриевич Зелинский – замечательный русский химик, основоположник учения о гетерогенном органическом катализе, создатель первого в мире универсального угольного противогаза, учитель нескольких поколений химиков.
В 1790 г. при штурме А.В.Суворовым крепости Измаил в плен к русским попал пятилетний мальчик, турок по происхождению. Ребенок воспитывался солдатами полка и получил фамилию Васильев. Впоследствии он женился на русской женщине, а его сын Иван – на дочери тираспольского помещика Марии Петровне Храбро-Василевской. От брака их старшей дочери Дарьи Ивановны и потомственного дворянина Волынской губернии Дмитрия Осиповича Зелинского 6 февраля 1861 г. в уездном городе Тирасполе Херсонской губернии родился Николай Дмитриевич Зелинский.
Родители Николая рано умерли от скоротечной чахотки (отец – в 1863 г., мать – в 1865 г.). Осиротевший в четыре года, мальчик остался на попечении бабушки Марии Петровны Васильевой, сыгравшей важную роль в воспитании будущего ученого. Боясь, что мальчик унаследует болезнь родителей, она сделала все необходимое, чтобы закалить его. Николай рано научился плавать, грести, ездить верхом. Лето они часто проводили в деревне Васильевка под Тирасполем. «В детстве лучшими моими товарищами и сверстниками были крестьянские дети, и я рос в постоянном общении с ними», – писал он позднее.
Получив начальное образование в домашних условиях, Николай три года занимался в Тираспольском уездном училище, а затем в известной Ришельевской гимназии в Одессе, которая отличалась высоким уровнем преподавательского состава и давала ученикам широкие гуманитарные знания. Преподавание же естественных наук было поставлено слабо. «Химия как предмет, – вспоминал об этих годах Николай Дмитриевич, – тогда в гимназиях не преподавалась вообще. Физику мы проходили, и в учебнике физики химии была уделена всего-навсего одна страница». Но, несмотря на это, интерес к химии возник у будущего ученого очень рано. «Мне было десять лет, когда я пробовал добывать хлор, действуя соляной кислотой на перекись марганца», – рассказывал он.
В 1880 г. Зелинский поступил на естественное отделение физико-математического факультета Новороссийского (ныне Одесского) университета. Это были годы расцвета естественных наук в стенах молодого университета, возникшего в 1865 г. из Ришельевского лицея. Вспоминая студенческие годы, Николай Дмитриевич писал: «...среди профессоров Одесского университета были и такие светочи естествознания, как Вериго, Ценковский, Сеченов, Ковалевский, Мечников, Заленский, Головкинский, Умов, и ряд других достойнейших представителей русской науки. Я счастлив, что учился в Университете, где они преподавали, был их учеником, а впоследствии их более молодым товарищем и другом».
С первого курса Зелинский решил посвятить себя органической химии, или, как тогда часто говорили, химии углеродистых соединений. Кафедра химии была основана известным русским ученым Н.Н.Соколовым. В годы учебы Зелинского на кафедре продолжали работать Н.Н.Соколов, А.А.Вериго, а также многие молодые талантливые химики: П.Г.Меликишвили, Е.Ф.Клименко, В.М.Петриашвили и С.М.Танатар. Все они были преданы науке и свою любовь к химии старались передать студентам.
П ервое научное
исследование в области химии глицидных кислот «О
продукте присоединения метиламина к
b-метилглицидной кислоте» Зелинский выполнил под
руководством Меликишвили. В мае 1884 г. результаты
этого исследования были опубликованы в «Журнале
Русского физико-химического общества». «Память
об этом человеке я храню как лучшее воспоминание
о студенческих годах, проведенных мною в
Новороссийском университете», – писал Зелинский
о своем учителе. В том же году Зелинский получил
диплом об окончании университета и был оставлен
работать при кафедре химии.
По существовавшей тогда традиции молодые ученые обязательно проходили стажировку в передовых западноевропейских лабораториях. Зелинского также командировали в качестве факультетского стипендиата в Германию: к Й.Вислиценусу в Лейпциг и В.Мейеру в Гёттинген для знакомства с вновь открытыми областями органической химии. У Вислиценуса Зелинский провел один семестр и выполнил экспериментальную работу с использованием натриймалонового эфира. В дальнейшем ученый неоднократно применял в синтезах разработанную им методику.
Пребывание в Гёттингене затянулось: во-первых, Зелинский вплотную занялся сбором материала для магистерской диссертации, во-вторых, несчастный случай на целый семестр приковал молодого химика к постели. Незадолго до приезда Зелинского Мейер открыл тиофен и предложил Николаю Дмитриевичу осуществить синтез тетрагидротиофена. «Идя по пути такого синтеза, – писал Зелинский, – мною приготовлен был промежуточный продукт – дихлордиэтилсульфид, – оказавшийся сильным ядом, от которого я жестоко пострадал, получив ожоги рук и тела».
Николаю Дмитриевичу не удалось тогда завершить эту реакцию, но будущий создатель противогаза впервые получил одно из самых сильных отравляющих веществ, названное потом ипритом, и стал его первой жертвой. Тем не менее в целом поездка оказалась успешной. Зелинскому удалось собрать материалы для диссертации.
Вернувшись в 1888 г. в Одессу, Зелинский сдал магистерский экзамен и был зачислен приват-доцентом в Новороссийский университет, где начал вести курс общей химии для студентов математического отделения физико-математического факультета. С 1890 г. он читал старшекурсникам избранные главы органической химии. Одновременно Зелинский продолжал исследования, начатые у Мейера. Одна за другой выходили статьи ученого о производных тиофена. В 1889 г. он представил к защите магистерскую диссертацию «К вопросу об изомерии в тиофеновом ряду», которую успешно защитил, и стал магистром химии.
В 1890 г. Зелинский отправился в Лейпциг к В.Оствальду и в короткий срок овладел новой тогда методикой определения электропроводности растворов, а также опубликовал ряд статей об электропроводности стереоизомерных кислот и их смесей.
Вернувшись из Лейпцига, Зелинский продолжил широкие экспериментальные исследования и в 1891 г. подготовил докторскую диссертацию «Исследование явлений стереоизомерии в рядах предельных углеродистых соединений», которую блестяще защитил. Между защитами магистерской и докторской диссертаций Зелинского прошло всего два года, но они были предельно насыщены напряженной работой.
Летом 1893 г. молодой профессор Зелинский, автор многих печатных работ и уже известный в научных кругах ученый, покинул Одессу. По рекомендации Н.А.Меншуткина он был назначен экстраординарным профессором Московского университета по кафедре аналитической и органической химии. Зелинский был искренне обрадован. «Никогда не смея мечтать о том, чтобы стать профессором старейшего Московского университета, созданного гением Ломоносова, – писал он, – я вступил в его стены не без некоторого волнения, тем более что мне пришлось занять кафедру проф. Марковникова. Его научные работы были уже достаточно известны и оценены научным миром».
Научные интересы ученого в Москве сосредоточились на химии алициклических соединений и особенно углеводородов. Именно в этой новой области, а также в другой, тесно связанной с ней, – в химии нефти – Зелинский сделал наиболее значительные открытия.
Плодотворная деятельность Зелинского в Московском университете временно прервалась в 1911 г., когда по распоряжению министра народного просвещения Л.А.Кассо было уволено все руководство Московского университета. В знак протеста против реакционных действий правительства более 100 прогрессивно настроенных профессоров и преподавателей покинули университет. Среди них был и Зелинский. (Лишь в 1917 г. ученый снова вернулся в Московский университет, где работал до последних дней своей жизни.)
В 1911 г. Зелинский переехал в Петербург и стал работать в Центральной химической лаборатории Министерства финансов. Здесь он увлекся изучением сложнейших по составу и химическому строению белковых молекул. Он считал, что в состав белковой молекулы входят не только аминокислоты, содержащие открытую цепь, например аминоуксусная кислота NH2CH2COOH, но и циклические группировки, например дикетопиперазин:
Николай Дмитриевич осуществил каталитический гидролиз белковых веществ при высокой температуре и повышенном давлении в присутствии слабых кислот и щелочей. Изучая продукты гидролиза, он пришел к выводу о важной роли дикетопиперазинов в построении молекулы белка.
Именно в эти годы ученый разработал угольный противогаз, оказавшийся наилучшим средством защиты от отравляющих веществ. Как известно, такие вещества были применены немцами 22 апреля 1915 г. на французском фронте, а несколько позднее – на русском. Это вызвало не только всеобщее возмущение, но и растерянность. Были предприняты попытки защитить людей от действия газов, но эти попытки положительных результатов не дали.
Зелинский пришел к идее создания универсального противогаза, которая была основана на возможной сорбируемости почти всех отравляющих веществ, независимо от их химической природы. В качестве поглотителя он использовал активированный уголь. Инженер завода «Треугольник» Э.Л.Кумант предложил использовать для противогаза сконструированную им резиновую маску. Противогаз Зелинского–Куманта спас многие тысячи жизней и был принят на вооружение в русской, а затем и в союзнических армиях во время первой мировой войны.
Второй московский период в жизни ученого (начавшийся в 1917 г.) оказался наиболее счастливым в творческом отношении. Уже в период гражданской войны, когда Россия была отрезана от главных нефтяных районов, Зелинский разработал метод каталитического крекинга тяжелых нефтяных отходов (мазута) и масел, значительные запасы которых находились в волжских нефтяных цистернах и нефтехранилищах. Получившаяся в результате крекинга смесь углеводородов имела температуру кипения в интервале 25–180 °С и была пригодна в качестве топлива для немногочисленных еще тогда самолетов Красной Армии.
Одним из крупнейших открытий Зелинского является разработанный им метод обессеривания высокосернистых нефтей, который сводился к их каталитическому гидрированию в присутствии катализаторов. Благодаря этому методу были открыты перспективы использования высокосернистого сырья для получения топлива, используемого в двигателях внутреннего сгорания.
Важное значение имеют исследования Зелинского, связанные с промышленной переработкой нефти. В свое время В.В.Марковников обнаружил в кавказской нефти довольно много «нафтенов» (циклоалканы, т. е. предельные циклические углеводороды), которые назвал «химическими мертвецами». Зелинский «оживил» этих «мертвецов», показав, что циклогексан (С 6 Н 12) и его гомологи при 300 °С каталитическим дегидрированием (отщепление водорода) превращаются в бензол и его гомологи:
С 6 Н 12 ® С 6 Н 6 + 3Н 2 .
Изучение свойств и «переделка» углеводородов нефти привели ученого к теории и практике дегидрогенизационного и гидрогенизационного катализа. Эти работы имели первостепенное теоретическое значение и прославили Зелинского как крупнейшего мирового ученого.
Он установил, что каталитическому дегидрированию подвергаются циклогексан и его производные, содержащие шестичленный цикл, а углеводороды с пятичленным циклом и их производные не отщепляют водород под влиянием катализатора и остаются неизменными. Это явление он назвал селективным (избирательным) катализом. С помощью селективного катализа можно было разделять смеси, состоящие из углеводородов с пяти- и шестичленными циклами. В результате этих исследований Зелинский открыл важное явление – «необратимый катализ», при котором вследствие перегруппировки атомов водорода (катализаторы Pt, Cr 2 O 3 /A l2 O 3 ; 200 °С) из циклогексена образуются бензол и циклогексан. Этот процесс оказался необратимым.
Не менее важно открытие ученым процесса каталитического образования ароматических углеводородов из алканов и циклоалканов.
Таким образом, был переброшен мост между «химическими мертвецами» – циклическими насыщенными углеводородами – и ароматическими соединениями, которые, обладая большой реакционной способностью, являются столь необходимыми исходными продуктами для химической отрасли промышленности.
Трудно в небольшом очерке отразить всю сферу научных интересов Николая Дмитриевича. Химия нефти и химия аминокислот, практическое применение теоретических представлений о катализе и проблема происхождения нефти, синтетический каучук и создание угольного противогаза, реакции при сверхвысоких давлениях и при ультрафиолетовом излучении – вот далеко не полный перечень вопросов, занимавших ученого в течение его долгой жизни.
Зелинский прожил 92 года, из которых три четверти века отдал науке. Его первая работа была опубликована в 1884 г., а последняя вышла в 1954 г., когда ученого уже не было в живых. За этот период он вместе с сотрудниками издал свыше 700 научных работ, многие из которых переведены на иностранные языки и стали классическими.
Зелинский был прекрасным педагогом. Лекции ученый читал просто и понятно, сопровождая их многочисленными и разнообразными опытами. Эти опыты помогали студентам лучше запомнить и понять обширный материал. Его лекции отличались логичностью построения, умелым увязыванием современных теоретических воззрений с экспериментальными данными. Николай Дмитриевич всегда относился с большой любовью к студентам, и они платили ему тем же. Он, например, неоднократно выручал организаторов студенческих забастовок, пропуская их через внутренний лабораторный ход своей квартиры в Долгоруковский переулок (ныне улица Белинского), в то время как здание Московского университета было оцеплено полицией.
Школа Зелинского – одна из самых многочисленных. Более сотни его учеников стали профессорами и академиками, сами возглавили новые химические школы. Достаточно сказать, что учениками Зелинского были А.Н.Несмеянов, А.А.Баландин, Б.А.Казанский, С.С.Наметкин, К.А.Кочешков, К.П.Лавровский, Ю.Г.Мамедалиев, А.П.Терентьев и многие, многие другие.
Зелинский был избран членом многих академий и научных обществ мира. Высоко оценена деятельность ученого и на Родине. В 1926 г. Зелинский получил звание «Заслуженный деятель науки СССР» и в том же году был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, а в 1929 г. – ее действительным членом. Ученый – лауреат премии им. В.И.Ленина (1934), трижды лауреат Государственной премии СССР (1942, 1946, 1948). Ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда (1945). Четыре раза Зелинский был награжден орденом Ленина и два раза – орденом Трудового Красного Знамени. Его имя присвоено (1953) Институту органической химии АН СССР (ныне РАН).
Зелинский глубоко понимал и ценил литературу, музыку, театр. На его рабочем столе рядом с химическими журналами лежали томики Л.Н.Толстого, Н.В.Гоголя, Ф.М.Достоевского. Его любимыми композиторами были Л.Бетховен, П.И.Чайковский, С.В.Рахманинов. Ученого нередко можно было увидеть в театре, чаще всего во МХАТе.
В последние годы жизни Николай Дмитриевич тяжело и долго болел. Умер он 31 июля 1953 г., похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.
Л и т е р а т у р а
Нилов Е. Зелинский. (Жизнь
замечательных людей.) М.: Молодая гвардия, 1964, 255 с.
Научно-художественное издание увлекательно
повествует о богатой событиями жизни и
творческом пути выдающегося русского ученого
Н.Д.Зелинского. Книга насыщена большим
количеством любопытных фактов и эпизодов,
раскрывающих облик ученого с различных сторон.
Ведь Зелинский был современником Д.И.Менделеева,
К.А.Тимирязева, И.М.Сеченова, В.И.Вернадского,
дружил со многими известными учеными. С его
именем связаны наиболее интересные страницы
истории Московского университета и
отечественной Академии наук. Он был
замечательным педагогом, любящим мужем и отцом.
Большое внимание в этой книге уделено и
общественной деятельности Зелинского: его
участию в работе Русского физико-химического
общества, Общества любителей естествознания,
антропологии и этнографии, а также Высших
женских курсов, Университета им. А.Л.Шанявского и
др.
Андрусев М.М., Табер А.М. Н.Д.Зелинский. Книга для
учащихся. (Люди науки.) М.: Просвещение, 1984, 76 с.
Основное внимание в этой книге уделено не
столько биографии Н.Д.Зелинского, сколько
становлению его как ученого, важнейшим трудам,
связанным с химией нефти и органическим
синтезом. Творчество Зелинского рассматривается
не изолированно, а на фоне научно-общественной
жизни России конца XIX в. – первой половины XX в.
Особо отмечается роль ученого-патриота во время
первой мировой, гражданской и Великой
Отечественной войн.
Т р у д ы Н. Д. З е л и н с к о г о
Зелинский Н.Д. Избранные
труды. Сост.
А.Н.Зелинский. М.: Наука, 1968, 687 с.
Р е к о м е н д у е м т а к ж е:
Цветков Л.А. Академик
Н.Д.Зелинский и его роль в развитии органической
химии. Книга для чтения по химии. М.: Учпедгиз, 1961,
ч. 2, с. 582–591.
Балезин С.А., Бесков С.Д. Николай Дмитриевич
Зелинский. В кн.: Выдающиеся русские
ученые-химики. М.: Просвещение, 1972, с. 200–210.
Николай Дмитриевич Зелинский. В кн.: Люди русской
науки. М.: Физматгиз, 1961, кн. 1, с. 530–545.
Николай Дмитриевич Зелинский. В кн.: Биографии
великих химиков. Под ред. К.Хайнига. М.: Мир, 1981, с.
212–219.
Арбузов А.Е. Московская школа Зелинского.
В кн.: Избранные работы по истории химии. М.: Наука,
1975, с. 160–174.
Зелинский А.Н. Академик Н.Д.Зелинский. (Новое в
жизни, науке, технике.) М.: Знание, 1981, 62 с.
Богатский А.В., Лазурьевский Г.В., Нирка Е.А.
Н.Д.Зелинский. 1861–1953. Страницы жизни и
творчества. Кишинев: Штиинца, 1976, 84 с.
1861 - 1953 гг.
Н.Д. ЗЕЛИНСКИЙ - русский и советский химик-органик, создатель научной школы, один из основоположников органического катализа и нефтехимии, академик АН СССР (1929 г.), Герой Социалистического Труда (1945 г.).
Наиболее известен как изобретатель противогаза, хотя Николай Дмитриевич патентовать свое изобретение не стал, считая, что нельзя наживаться на человеческих несчастьях.
Николай Дмитриевич Зелинский родился 6 февраля 1861 г. в Тирасполе (тогда - Херсонской губернии) в дворянской семье. В четыре года остался сиротой и оказался на попечении бабушки, которая старалась закалять мальчика, и он рос крепким и подвижным ребенком. Первоначальное образование Зелинский получил в Тираспольском уездном училище, затем в известной Ришельевской гимназии в Одессе. Интерес к химии появился у него очень рано, в 10 лет он уже проводил химические опыты.
Определяющим моментом в выборе жизненного пути было знакомство Николая Зелинского с Иваном Михайловичем Сеченовым, который в середине 1870-х годов читал публичные лекции в Большой химической аудитории Новороссийского (Одесского) университета. В 1880 г. Н. Зелинский поступил на естественно-историческое отделение физико-математического факультета Новороссийского университета. С первого курса Зелинский решил посвятить себя органической химии. В 1884 г., по окончании университета, он был оставлен на кафедре химии.
В 1885 г. Николай Зелинский был командирован в качестве стипендиата в Германию. Во время стажировки Зелинский впервые синтезировал хлорпикрин и стал первым человеком, испытавшим его токсичное действие. Позднее открытый Зелинским хлорпикрин широко использовался как боевое отравляющее вещество.
Здесь же, работая над синтезом тетрагидротиофена (тиофана), Зелинский получил вещество, ядовито действующее на кожу, - дихлордиэтилсульфид. Молодой ученый сильно пострадал от этого вещества, названного впоследствии ипритом. Так будущий создатель противогаза впервые испытал на себе одно из самых коварных отравляющих веществ. Во времена Первой мировой войны немцы воспользовались открытием нашего соотечественника, применив иприт в качестве кожно-нарывного отравляющего вещества.
По возвращении из-за границы в 1888 г. Зелинский выдержал магистерский экзамен и в 1891 г. блестяще защитил докторскую диссертацию на тему «Исследование явлений стереоизомерии в рядах предельных углеродистых соединений».
В 1893 г., в возрасте 32 лет, Н.Д. Зелинский был назначен профессором кафедры аналитической и органической химии Московского университета. Лекции Зелинского по органической химии пользовались большой популярностью среди студентов.
Плодотворная деятельность Н.Д. Зелинского в Московском университете временно прервалась в 1911 г. В этом году по распоряжению министра народного просвещения Л.А. Кассо было уволено все правление Московского университета. В виде протеста против реакционных действий правительства Н.Д. Зелинский с группой других профессоров ушел в отставку. Некоторое время он читал лекции в Народном университете им. А.Л. Шанявского, а затем переехал в Петербург, где в университете руководил центральной лабораторией. В 1915 г. Н.Д. Зелинский создал угольный противогаз. Своим изобретением он спас миллионы солдат от страшной, мучительной смерти.
Русские солдаты в противогазах Зелинского — Кумманта, 1917 г. (М.И. Куммант - технолог завода «Треугольник»). Подлинное цветное фото американского фотографа
В Московский университет Зелинский снова мог вернуться лишь в 1917 г., после революции. Важнейшее направление работ Н.Д. Зелинского и его научной школы связано с химией углеводородов, преимущественно - углеводородов нефти. Исходя из различных углеводородов нефти им были синтезированы многочисленные производные их - хлорсодержащие, алкоголи, кислоты и т.д. Н.Д. Зелинский открыл также необратимый катализ цикленов и циклодиенов.
Неоценимую роль для нашей страны сыграли работы Николая Дмитриевича по каталитическому крекингу нефти. В годы гражданской войны, когда Центральная Россия была временно отрезана от кавказской нефти и испытывала острую нужду в бензине, Н.Д. Зелинский с честью выполнил патриотический долг ученого. Он разработал способ получения бензина из скопившихся запасов нефтяных остатков нагреванием их в присутствии безводного хлорида алюминия.
С именем Зелинского связана разработка синтетического хлоропренового каучука. С неменьшим успехом Н.Д. Зелинский со своими учениками и сотрудниками работал в области химии белка.
Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского Российской Академии Наук
, г. Москва
Он создал крупную школу ученых, внесших фундаментальный вклад в различные области химии. Среди его учеников - академики АН СССР: А.А. Баландин, Л.Ф. Верещагин, Б.А. Казанский, К.А. Кочешков, С.С. Наметкин, А.Н. Несмеянов. Его именем назван Институт органической химии РАН в Москве.
06 февраля 1861 - 31 июля 1953
выдающийся русский и советский химик-органик, создатель научной школы, один из основоположников органического катализа и нефтехимии, академик АН СССР
Биография
В 10-летнем возрасте Николай Зелинский поступил в Тираспольское уездное училище на 2-х годичные курсы для подготовки к поступлению в гимназию. Досрочно закончив их в 11-летнем возрасте, Николай поступил в Одесскую классическую Ришельевскую гимназию, во 2-й класс.
По окончании гимназии в 1880 году, Николай Дмитриевич поступает в Новороссийский университет на естественное отделение физико-математического факультета. В 1884 окончил Новороссийский университет (Одесса), в 1888 выдержал магистерский экзамен, там же защитил магистерскую (1889) и докторскую (1891) диссертации. В 1893-1953 профессор Московского университета, кроме периода 1911-1917, когда он покинул университет вместе с группой учёных в знак протеста против реакционной политики царского министра народного просвещения Л. А. Кассо (в эти годы Зелинский был в Петербурге директором Центральной лаборатории министерства финансов и заведующим кафедрой в Политехническом институте). В 1935 активно участвовал в организации института органической химии АН СССР, в котором затем руководил рядом лабораторий; этот институт с 1953 носит его имя.
Николай Зелинский похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.
Научная деятельность
Научная деятельность Зелинского весьма разносторонняя: широко известны его работы по химии тиофена, стереохимии органических двуосновных кислот. Летом 1891 года Зелинский участвовал в экспедиции по обследованию вод Чёрного моря и Одесских лиманов на канонерской лодке «Запорожец», где впервые доказал, что содержащийся в воде сероводород - бактериального происхождения. В период жизни и работы в Одессе Николай Дмитриевич написал 40 научных работ. Также его работы посвящены и электропроводности в неводных растворах, по химии аминокислот, но главнейшие его работы относятся к химии углеводородов и органическому катализу. В 1895-1907 впервые синтезировал ряд циклопентановых и циклогексановых углеводородов, послуживших эталонами для изучения химического состава нефтяных фракций. Уже в 1911 осуществил гладкую дегидрогенизацию циклогексана и его гомологов в ароматические углеводороды в присутствии платинового и палладиевого катализаторов; широко использовал эту реакцию для установления содержания циклогексановых углеводородов в бензиновых и керосиновых фракциях нефтей (1920-1930), а также как промышленный метод получения ароматических углеводородов из нефти. Эти исследования Зелинского лежат в основе современных процессов каталитического риформинга нефтяных фракций. Последующие исследования в этой области привели Зелинского и его учеников к открытию (1934) реакции гидрогенолиза циклопентановых углеводородов с превращением их в алканы в присутствии платинированного угля и избытка водорода.
В 1915 Зелинский успешно использовал окисные катализаторы при крекинге нефти, что привело к снижению температуры процесса и к увеличению выхода ароматических углеводородов. В 1918-1919 годах Зелинский разработал метод получения бензина крекингом солярового масла и нефти в присутствии хлористого и бромистого алюминия; реализация этого метода в промышленном масштабе сыграла важную роль в обеспечении бензином Советского государства. Зелинский улучшил реакцию каталитического уплотнения ацетилена в бензол предложив использовать в качестве катализатора активированный уголь. В 1930-е годы детально исследовал открытую им ещё в 1911 реакцию диспропорционирования циклогексена (т. н. необратимый катализ), при котором одновременно образуются циклогексан и бензол. Зелинский и его ученики изучили также дегидрогенизацию парафинов и олефинов в присутствии окисных катализаторов.
Являясь сторонником теории органического происхождения нефти, Зелинский провёл ряд исследований, чтобы связать её генезис с сапропелями, горючими сланцами и др. природными и синтетическими органическими веществами.
Зелинским и его учениками доказано промежуточное образование метиленовых радикалов во многих гетерогенно-каталитических реакциях: при распаде циклогексана, при синтезе углеводородов из окиси углерода и водорода на кобальтовом катализаторе, в открытых им реакциях гидроконденсации олефинов с окисью углерода и гидрополимеризации олефинов в присутствии малых количеств окиси углерода.
Николай Дмитриевич Зелинский
(1861-1953).
Николай Дмитриевич Зелинский родился 25 января (6 февраля) 1861 года в уездном городе Тирасполе Херсонской губернии. Родители мальчика рано умерли от туберкулеза, и Николай остался на попечении бабушки Марии Петровны Васильевой. Его первые взгляды, вкусы, а также душевные качества формировались под благотворным влиянием этой замечательной русской женщины.
Три года Николай учился в Тираспольском уездном училище. Весной 1872 года он окончил училище. Нужно было думать о дальнейшем образовании, но в Тирасполе своей гимназии не было. Из учебных заведений южных городов славилась гимназия в Одессе. Сюда и поступил учиться Николай. Гимназия эта была привилегированным учебным заведением, здесь ученики получали общее образование, необходимое для поступления в университет.
В 1880 году Николай оканчивает гимназию и поступает на естественное отделение физико-математического факультета Новороссийского университета. Из всех предметов, которыми на первом курсе занимался Зелинский, больше всего его заинтересовала химия. Занятия со студентами проводил П. Г. Меликишвили, в котором Николай видел своего старшего друга. Он же читал лекции по органической химии, уделяя большое внимание теории химического строения Бутлерова.
Зелинский попросил Меликишвили включить его в исследовательскую группу, чтобы самостоятельно выполнить синтез. Он синтезировал альфа-метиламино-бета-оксимасляную кислоту. В мае 1884 года работа была опубликована в "Журнале Русского физико-химического общества". В этом же году Николай получил диплом об окончании университета и был оставлен работать при кафедре химии.
По существовавшей тогда традиции молодые русские ученые обязательно проходили стажировку в передовых западноевропейских лабораториях. Зелинского также командировали в качестве факультетского стипендиата в Германию. Учитывая направление научных работ в Новороссийском университете, для стажировки были выбраны лаборатории И. Вислиценуса в Лейпциге и В. Мейера в Геттингене, где уделялось большое внимание вопросам теоретической органической химии.
Мейер предложил Николаю принять участие в работах по синтезу производных тиофена. Эти исследования впоследствии стали частью его диссертационной работы.
В 1888 году молодой ученый вернулся в Одессу. После сдачи магистерского экзамена он был зачислен приват-доцентом в университет и начал вести курс общей химии для студентов математического отделения физико-математического факультета. С 1890 года он читает для старшекурсников избранные главы органической химии. Одновременно Зелинский ведет большую научную работу. В исследовательскую деятельность он вовлекает способных студентов, ставших его верными учениками и помощниками. Под руководством Н. Д. Зелинского свои первые работы сделали А. М. Безредка, А. А. Бычихин, С. Г. Крапивин и другие студенты, ставшие впоследствии известными учеными.
Зелинский в этот период продолжает исследования, начатые в Германии. Одна за другой выходят в свет статьи ученого о производных тиофена. В 1889 году он представляет к защите магистерскую диссертацию "К вопросу об изомерии в тиофеновом ряду". В ней получили дальнейшее развитие теоретические представления органической химии.
Защита магистерской диссертации состоялась в 1889 году. А мысли Зелинского были устремлены уже дальше. Ученый решил подробнее изучить явление стереоизомерии на целом ряде производных предельных двухосновных карбоновых кислот, которые согласно теории должны давать стереоизомеры. Зелинский таким методом получил производные янтарной, глутаровой, адипиновой и пимелиновой кислот.
Он делает вывод, что "явления стереоизомерии среди углеродных соединений должны быть признаны фактом действительно существующим и теми учеными, которые относились с сомнением и враждебно к возможности существования изомеров, структурно идентичных. Теория строения не предвидела таких случаев изомерии… но стоило только формулам строения придать стереометрическое значение, как то, что казалось непонятным, приняло новую и ясную форму, нисколько не подрывая основ теории химического строения, но, напротив, все далее ее развивая и совершенствуя". Диссертация была блестяще защищена в 1891 году.
Летом 1891 года Зелинский получает неожиданное приглашение принять участие в глубоководной экспедиции по исследованию Черного моря. Во время экспедиции он взял для анализа пробы фунта с разных глубин в пяти различных пунктах Черного моря, чтобы выяснить источник сероводорода в Черном море. Анализы Зелинского убедительно показали, что сероводород в море является продуктом жизнедеятельности особых бактерий, живущих на дне моря.
Осенью 1893 года Николай Дмитриевич приступил к работе в Московском университете. Он возглавил кафедру органической химии и одновременно стал заведовать аналитической и органической лабораториями.
В Московском университете в полной мере проявились выдающиеся педагогические способности Зелинского. На основании существовавших учебников и собственного богатого опыта он создал свой оригинальный курс органической химии. Лекции по этому предмету Зелинский читал просто и понятно, сопровождая их постановкой многочисленных интересных и разнообразных опытов. Они помогали студентам лучше запомнить и понять обширный материал. Лекции Зелинского отличались логичностью построения, умелым увязыванием современных теоретических воззрений с экспериментальными данными.
Наряду с большой научно-педагогической деятельностью в университете Зелинский много времени уделял общественной работе вне университета. Он организовывает кафедру органической химии на вновь открывшихся в 1900 году Московских высших женских курсах и становится ее руководителем. В начале века по предложению министерства финансов Николай Дмитриевич оборудует в Москве Центральную лабораторию, из которой впоследствии вырос Институт химических реактивов и особо чистых химических веществ. В 1908 году он принимает деятельное участие в организации народного университета А. Л. Шанявского. Вступив в Русское физико-химическое общество еще в 1887 году, Зелинский за пятьдесят лет сделал на его собраниях около ста пятидесяти докладов. В 1924 году за эту педагогическую деятельность ему присудили большую премию им. А. М. Бутлерова.
Участие в перечисленных обществах давало Зелинскому возможность жить полнокровной общественной жизнью и в то же время продолжать активную экспериментальную и теоретическую работу в области органической химии, выявлять новые пути синтеза и новые закономерности.
У Зелинского была в распоряжении маленькая лаборатория с двенадцатью рабочими студенческими местами. В этой лаборатории ученый и продолжил экспериментальные исследования, вытекавшие из методов синтеза, примененных им ранее в работах по получению замещенных двухосновных кислот жирного ряда и по замыканию гетероциклов.
Теперь он решил попытаться подойти к замыканию алициклического кольца и синтетически получить углеводороды, содержавшиеся в нефти. Эту задачу Зелинскому удалось разрешить блестяще. Он синтезировал свыше двадцати пяти различных циклоалканов и изучил на индивидуальных соединениях их свойства и характерные для них реакции.
Последующие исследования Зелинского были направлены на определение химических свойств углеводородов, разработку синтетических методов их получения. Они сыграли особую роль в последующей многолетней работе ученого по созданию методов переработки нефти и по нефтехимическому синтезу. Особое внимание Зелинского привлекали циклические нафтеновые углеводороды.
Один за другим в лаборатории Зелинского синтезировались циклоалканы. Углеродные цепи приобретали все более причудливые очертания: за трехчленными циклами последовали четырехчленные, пятичленные и с большим числом атомов углерода. В 1905 году на заседании отделения химии Русского физико-химического общества Николай Дмитриевич докладывает о получении метилциклогептана, а в 1906-м - пропилциклогептана. Проходит еще один год, и ученый сообщает о синтезе девятичленного цикла. Еще через два года были получены циклы невиданных размеров - по двадцати и сорока атомов углерода в кольце.
Работа по синтезу циклических углеводородов и их производных приобретала все больший размах. Зелинский ставит перед руководством университета вопрос о расширении лаборатории. По примеру своего предшественника В. В. Марковникова он принимает деятельное участие в проектировании, а затем и в строительстве нового помещения, которое закончилось в 1905 году.
Во время событий 1904-1905 годов Зелинский открыто поддержал революционное движение студенческой молодежи. Когда полиция, направленная для подавления студенческих волнений, ворвалась в аудиторию и напала на учащихся, Зелинский выступил в защиту студентов.
В 1911 году царское правительство вновь попыталось вмешаться в жизнь Московского университета. В знак протеста Зелинский вместе с группой прогрессивных профессоров покинул университет и переехал в Петербург. В Петербурге ему не удалось получить место профессора в высшем учебном заведении. Он вынужден был работать в примитивно оборудованной лаборатории министерства финансов, лишенный своих преданных сотрудников. И, тем не менее, даже в таких условиях он сумел выполнить немало значительных работ.
Результаты исследований по катализу, проведенных Зелинским в годы перед Первой мировой войной, заслуженно выдвинули его в число выдающихся ученых, работавших в области органической химии.
Вклад Зелинского в развитие гетерогенного катализа заключается, прежде всего, в том, что он применил катализаторы в мелкораздробленном виде на веществах-носителях (асбест, уголь) и таким образом добился значительного увеличения их активной поверхности.
В 1911 году Зелинским при исследовании дегидрогенизации шестичленных циклов было открыто чрезвычайно интересное явление - необратимый катализ. В начале работ в этом направлении Николай Дмитриевич отмеченное явление называл "в высшей степени загадочным". Но последующие исследования показали общность описанного явления для всего класса соединений. Так был открыт дегидрогенизационный катализ - каталитические превращения насыщенных углеводородов, приводящие к образованию ненасыщенных соединений за счет отщепления водорода, ставший самостоятельным разделом каталитической химии и основой целой отрасли нефтепереработки.
Новое открытие ученого - гидрогенизационный катализ представляет собой каталитическую реакцию присоединения водорода к ненасыщенным соединениям. И, наконец, Зелинский стал пионером в области каталитической изомеризации - процессе изменения структуры соединения в присутствии катализаторов.
Многогранные исследования по органическому катализу Зелинского вылились в самостоятельное направление науки и промышленности - биохимию и нефтехимию.
Прошло много лет со дня публикаций трудов Зелинского по органическому катализу, но они по-прежнему являются образцом эксперимента и научного предвидения. Совершенствование экспериментальной техники сегодня заставило пересмотреть ряд положений, выдвинутых Зелинским, но, тем не менее, органический катализ как научное направление связан по-прежнему с именем замечательного ученого.
Зелинский работал в Петербурге, когда вспыхнула Первая мировая война. Германия первой применила химическое оружие. Когда стало известно об этом преступлении, Зелинский разработал специальный фильтр, защищающий людей от боевых отравляющих веществ с высокой молекулярной массой. Несмотря на значительное противодействие со стороны царских властей и прямую враждебность продажных чиновников, Зелинскому удалось при помощи изобретенной им угольной противогазовой маски спасти жизнь тысяч русских солдат.
В 1917 году Николай Дмитриевич смог вернуться в Московский университет. В тяжелые годы гражданской войны в 1918-1919 годов Зелинский разработал метод получения бензина из солярового масла и мазута. Последующие работы Зелинского были связаны с получением топлива и переработкой нефти. В то же время он продолжал свои исследования, начатые ранее в Москве и Петербурге.
Научная работа Зелинского была необычайно многообразной. Он изучал протекание реакций под давлением, процессы полимеризации, синтез каучука и каталитические процессы превращения углеводородов, занимался решением практических вопросов нефтехимии и техникой поглощения газообразных отравляющих веществ, пришел к новым выводам о природе белковых веществ.
Значительным был вклад Зелинского в учение о происхождении нефти. Он доказал экспериментально, что органические вещества средней или высокой молекулярной массы при сравнительно низкой температуре могут превращаться в смесь различных углеводородов в присутствии хлористого алюминия как катализатора. На основании этого Зелинский предположил, что нефть образуется в природе, если органические вещества длительное время соприкасаются с глинами в присутствии микроорганизмов.
На основании положений органического катализа Зелинский провел исследования белков и пришел к логическому выводу, что гидролиз белков при пищеварении является каталитическим процессом. Тем самым он внес выдающийся вклад в изучение носителей живой материи - белковых веществ.
После Великой Октябрьской социалистической революции Зелинский стал одним из известнейших профессоров Московского университета. Число студентов, слушавших лекции Зелинского, постоянно росло, а руководимые им лаборатории и исследовательские отделы расширялись. Так, после переезда в 1934 году Академии наук из Ленинграда в Москву Зелинский провел огромную работу по созданию Института органической химии в системе Академии наук. Ныне этот институт носит его имя.
Рабочий день Зелинского был очень напряженным. С утра он читал лекции, проводил лабораторные занятия со студентами, давал многочисленные консультации заводским инженерам и работникам главков и наркоматов. Во второй половине дня Зелинского можно было увидеть за лабораторным столом, проводящим опыт или обсуждавшим с сотрудниками полученные результаты.
Интересы Николая Дмитриевича за пределами его научной и общественной деятельности отличались необыкновенной широтой и разнообразием. Он глубоко понимал и ценил литературу, музыку, театр. На его рабочем столе рядом с химическими журналами лежали томики Льва Толстого, Гоголя, Достоевского. Его любимыми композиторами были Бетховен, Чайковский, Рахманинов. Ученого нередко можно было видеть в театре, чаще всего во МХАТе.
Николай Дмитриевич умел быстро и правильно оценивать действительную глубину и достоинства своего собеседника. К понравившемуся ему человеку он проявлял искреннее, дружеское расположение, симпатию, готовность к услугам и помощи. Зато при грубости, нескромности и неискренности собеседника Зелинский хотя и никогда не отвечал ему резко или оскорбительно, но сдержанность и молчание давали сразу почувствовать его собеседнику, что он понят и оценен по "заслугам".
После начала Великой Отечественной войны Зелинский с группой других ведущих ученых был эвакуирован в Северный Казахстан. В 1942 году Николай Дмитриевич предложил метод получения толуола на основе бензола и метана. В сентябре 1943 года он вернулся в Москву и приступил к своим многочисленным обязанностям в университете и Академии наук СССР.
Несмотря на свой почтенный возраст, ученый продолжает активно трудиться. Исследования в области спироцикланов, ароматических углеводородов, химии аминокислот и белка - вот круг его научных интересов в эти годы.
Осенью 1952 года здоровье Николая Дмитриевича резко ухудшилось, и 31 июля 1953 года его не стало.
Химик Зелинский - выдающийся русский ученый, специализировавшийся на органической химии. Он был одним из основоположников и создателей научной школы органического катализа и нефтехимии. Наибольшую известность в научных кругах получил в качестве создателя активированного угля, а в 1915 году изобрел первый в мире эффективный противогаз.
Биография ученого
Химик Зелинский родился в 1861 году. Он появился на свет в Тирасполе на территории Херсонской губернии. Его родители были дворянами. Отец происходил из рода потомственных волынских дворян. Когда герою нашей статьи было всего два года, он скоропостижно скончался от чахотки. Спустя еще два года по этой же причине умерла его мать.
Мальчик остался сиротой, его воспитанием занялась бабушка Мария Павловна Васильева. Все лето он провел у нее в деревне. Когда Николаю исполнилось 10 лет, он начал учиться в уездном училище, готовился к поступлению в гимназию. Окончив их досрочно, поступил в Ришельевскую гимназию в Одессе, причем сразу во второй класс. Мальчик еще в раннем детстве зарекомендовал себя как талантливый и пытливый ребенок.
Учеба в университете
После окончания гимназии Зелинский становится студентом Новороссийского университета. Для получения высшего образования он выбирает физико-математический факультет. В 1884 году он его успешно оканчивает. Успехи молодого ученого так впечатлили его профессоров, что его оставили при университете, позже отправив в Германию. Целых два года он повышал свою квалификацию в лабораториях в Геттингене и Лейпциге.
В 1887 году его назначили приват-доцентом на кафедре химии родного Новороссийского университета. Выдержав магистерский экзамен, в 1889 году он защитил диссертацию, которая была посвящена изомерии. В 1891 году Зелинский становится доктором наук, защитив диссертацию о явлениях, развивающиеся в предельных углеродистых соединениях.
В 1893 году химик Зелинский получает место профессора своего университета, которое занимает вплоть до самой смерти за исключением небольшого перерыва. С 1911 по 1917 год ученый покидает университет вместе с группой известных профессоров в знак протеста против политики царского министра просвещения Льва Кассо. Тот был убежденным консерватором, выступал за исключительно охранительную политику в сфере образования, из-за чего постоянно конфликтовал с представителями либеральной общественности. В период управления министерством просвещения значительно ограничил уступки, сделанные после революции 1905 года.
Работа в Московском университете
Химик Зелинский возвращается в Московский университет в 1917 году после победы в стране Октябрьской революции и прихода к власти большевиков. На протяжении многих лет он руководит различными кафедрами. Сначала кафедрой органической химии, затем химии нефти, заведует лабораторией антибиотиков и биогенных оснований на химическом факультете.
В 1935 году ученый-химик Зелинский принимает непосредственное участие в организации Института органической химии, который начинает свою работу при советской академии наук. В нем он руководит рядом лабораторий, ставит опыты, проводит уникальные исследования.
Научная работа
Биография химика Зелинского свидетельствует о том, что этот ученый многого достиг. В первую очередь он прославился благодаря работам по химии тиофена, а также изучая органические двуосновные кислоты.
В 1891 году герой нашей статьи отправился в экспедицию на Черное море и Одесские лиманы. Там ему впервые удалось доказать, что сероводород, который содержится в воде, имеет бактериальное происхождение. За то время, которое химик Зелинский Н. Д. прожил в Одессе, он написал и опубликован около 40 научных работ.
Некоторые из них были также посвящены проблеме электропроводности в аминокислотах и неводных растворах. При этом самые главные его научные достижения связаны с органическим катализом и химией углеводородов. Открытия химика Зелинского в этих областях наиболее значимы.
Открытия Зелинского
В период с 1895 по 1907 год Зелинский синтезировал циклогексановые и циклопентоновые углеводороды, которые послужили эталонами для изучения химического состава и стали основой искусственного моделирования нефтяных фракций и самой нефти.
В 1910 году открытия химика Зелинского были связаны с явлением катализа, который заключался в избирательном действии платины и палладия при воздействии на ароматические углеводороды. Ученый доказал, что в идеальных условиях они зависят исключительно от температуры.
В 1911 году им был совершен еще один важный прорыв в науке. Зелинскому удалось провести регидрогенизацию циклогексана в присутствии палладиевого и платинового катализаторов. Он начал широко использовать данную реакцию, чтобы выяснить содержание циклогексановых углеводородов в керосиновых и бензиновых фракциях нефти. Над этими проектами он усиленно трудился в 1920-1930 годах. Ученый работал над промышленным методом получения ароматических углеводородов из нефти. Данные исследования Зелинского легли в основу процессов катализа в нефтяных фракциях.
Крекинг нефти
В 1915 году Зелинский, несмотря на то что отошел от дел в Московском университете, продолжал активную научную работу. В частности, с большим успехом применял окисные катализаторы во время крекинга нефти. Это привело к снижению температурного процесса и росту выхода ароматических углеводородов.
Итогом этих исследований стал метод получения бензина с помощью крекинга нефти и солярового масла. К таким открытиям ученый пришел в 1918-1919 годах. Он запустил этот метод в промышленных масштабах, сыграв ключевую роль в обеспечении Советского союза бензином. Улучшив реакцию каталитического уплотнения, он предложил использовать активированный уголь в качестве катализатора. Вместе со своими учениками герой нашей статьи изучал дегидрогенизацию парафинов в присутствии других окисных катализаторов.
Зелинский при этом был сторонником органического происхождения нефти, проводил исследования, стремясь связать ее происхождение с горючими сланцами, а также различными иными органическими синтетическими веществами. Важным стало сформулированное доказательство промежуточного образования метиленовых радикалов в каталитических реакциях. Отдельно нужно упомянуть его работы, посвященные созданию угольного противогаза и адсорбции. Их он проводил совместно с ученым Кумантом. Противогаз удалось запустить в промышленное производство в 1915 году, поэтому его оперативно приняли на вооружение во время Первой мировой войны не только в русской армии, но и в армиях союзников.
Работа педагогом
Зелинский занимался не только исследовательской, но и педагогической деятельностью. Им была создана крупная школа российских, а затем и советских ученых, которые внесли фундаментальный вклад в развитие самых различных областей химии. Среди его учеников и последователей много известных имен. Это Кочешков, Верещагин, Изгарышев, Лавровский, Успенский, Раковский, Казанский.
Именно Зелинский стал основателем и одним из главных организаторов Всесоюзного химического общества, которое носило имя Дмитрия Ивановича Менделеева. В 1941 году его избрали почетным членом этого общества. Ранее он был почетным членом Московского общества испытателей природы, а в 1935 году стал президентом этой научной организации.
Личная жизнь
Зелинский был женат трижды. Брак с первой супругой, которую звали Раисой, продолжался 25 лет. Она скончалась в 1906 году. Во второй раз исследователь женился на пианистке Евгении Кузьминой-Караваевой, прожив вместе с ней еще четверть века. У них родилась дочь Раиса в 1910 году. Она известна под фамилией Зелинская-Платэ. Третьей женой Зелинского стала Нина Евгеньевна Жуковская-Бог. Она была художницей, у них родились два сына - Николай и Андрей. Их совместный союз продолжался еще около 20 лет.
Любопытные факты
Известно много интересных фактов о химике Зелинском. Например, он принципиально не стал получать патент на изобретенный им противогаз, потому что был убежден, что наживаться на человеческих несчастьях недопустимо. Поэтому Россия безвозмездно передала права союзникам на его производство. В его квартире до сих пор хранится единственный экземпляр первого противогаза, сделанного самим Зелинским.
Любопытно, что, когда ученый находился на стажировке в Германии, ему впервые удалось синтезировать хлорпикрин. Он стал первым ученым, который на себе испытал его токсическое действие. Когда Зелинский официально открыл хлорпикрин, его стали активно использовать в качестве отравляющего вещества.
Заключение
Химик Дмитриевич ушел из жизни в 1953 году, ему было 92 года. Ученого похоронили в столице, на Новодевичьем кладбище. Вклад этого человека в науку переоценить действительно сложно.