Жизнь одного химика. Том 1 - Страница 123

123

В последние годы перед войной, в 19121914 г.г., мои научные исследования шли полным ходом в различных научных направлениях, — как с органическими, так и с неорганическими соединениями. Вначале я сконцентрировал усилия на изучении совместного действия катализаторов. Об’ектом исследования была взята реакция гидрогенизации терпенов камфоры, борнеола, фенхона, и др. Для гидрогенизации была взята смесь двух катализаторов: окись никкеля и окись алюминия.

С первого взгляда казалось, что окись алюминия, как не способная вызывать реакцию гидрогенизации, не должна играть какой-либо роли при этой реакции. Но она была взята не случайно, а на основании тех моих об’яснений о ходе восстановительного и окислительного катализа, которые я впервые высказал в своих работах, начиная с 1901 года, и особенно развил в 1907 году, — в работе: «Роль окислов в явлении катализатора». При совместном действии окиси никкеля и окиси глинозема гидрогенизация камфары борнеола происходит при 190200, при чем получается теоретический выход насыщенного углеводорода изокамфана, между тем как в присутствии одной только окиси никкеля Для гидрогенизации требуется температура около 400, при чем реакция протекает очень медленно с образованием побочных продуктов.

На основании имевшегося в то время в моем распоряжении опытного материала я об’яснял каталитическую гидрогенизацию активностью водорода, выделяющего nascendi при разложении воды при помощи того или другого катализатора. При участии еще другого катализатора (т. е. при совместном действии двух катализаторов) процесс может происходить интенсивнее вследствие того, что здесь может развиваться добавочное количество энергии вследствие происходящих реакций, обусловливаемых введением нового катализатора. Введение глинозема в процесс гидрогенизации может оказать помощь потому, что глинозем имеет cродство к воде, и может образовать ряд гидратов, при образовании которых выделяется тепло; эти гидраты могут легко диссоциировать и выделять воду, которая более легко будет реагировать с гидрогенизационным катализатором.

Высказанные мною об’яснения совместного действия металлических катализаторов на органические соединения не стоят особняком, а могут служить также для об’яснения дегидратационных, восстановительных и окислительных процессов, совершающихся в живой природе и явлениях метаболизма, где роль окислителя исполняет вода. Точно также подобные явления мы может наблюдать в организмах животных и растений, где происходят гидратационно-восстановительные и окислительные процессы, к которым относятся гидролиз белков и их окисление и т. п.; такие процессы совершаются также под влиянием совместного действия катализаторов, из коих одни могут быть минеральными (соли, кислоты, щелочи и т. д.), а другие органическими ферментами (пепсин, панкреатин и т. п.). Провести различие между действием промоторов и смешанных катализаторов во многих случаях очень затруднительно вследствие невозможности понять характер химических реакций, совершающихся в данных каталитических процессах. Если при гидрогенизации амилена водородом в присутствии восстановленной меди введенное железо сильно помогает присоединению водорода по месту двойной связи, то его мы могли бы назвать промотором. Но в гидрогенизации камфары в присутствии двух катализаторов окиси никкеля и окиси алюминия мы должны видеть типичный пример совместного действия двух катализаторов: сначала идет превращение кетона в спирт, этот последний дегидратируется под влиянием глинозема и полученный камфен гидрогенизируется в камфан. Это открытие в области катализа, позволяющее применять два различных по своей химической природе катализатора, получило впоследствии, как в науке, так и в технике, многочисленные применения. В настоящее время, когда я пишу эти строки, мой метод совместного действия различных катализаторов нашел себе, в частности, широкое применение для каталитических процессов, развиваемых ныне все более и более в нефтяной промышленности.

Далее мною была сделана очень интересная работа по гидрогенизации углеводов моно- и полисахаридов в моей бомбе под давлением водорода и невысоких температурах. Известные опыты Эмиля Фишера о восстановлении моносахаридов (глюкоза, фруктозы и др.) посредством амальгамы натрия показали, что эти реакции протекают очень медленно и требуют много манипуляций для, выделения алкоголя. Опыты, произведенные мною в моем аппарате высокого давления показали, что водород в присутствии катализаторов легко может превращать моно- и полисахариды в соответствующие (многоатомные) алкоголи. Катализаторами могут служить палладий, а также смесь восстановленного никкеля с окисью никкеля при температурах не выше 130°. Гидрогенизация производилась в водных и алкогольных растворах, причем раствор сахарида с катализатором помещался в стеклянную трубку, которая вставлялась в аппарат высокого давления, куда потом накачивался водород до 100 атмосфер. Для выполнения реакции необходимо, чтобы раствор в бомбе все время перемешивался; выходы многоатомных спиртов теоретические.

В настоящее время мой метод гидрирования Сахаров под давлением нашел широкое применение. На основании моего открытия в Германии Farben Industrie взял патент на получение таким путем сорбита, а в Соед. Штатах фирма «Атлас», также по взятому ею патенту, изготовляет в больших количествах многоатомный спирт сорбит. Этот сорбит, изготовляемый ныне в больших количествах, необходим в медицине для лечения диабетиков.

123