Коротко о самом лауреате

Герхард Эртль родился в 1936 г. в Штутгарте, Германия. С 1955 по 1957 г. учился в Техническом университете Штутгарта, затем в Университете Парижа (1957–1958) и позже в Университете им. Людвига Максимилиана в Мюнхене (1958–1959). В 1986 г. он стал директором Института имени Фрица Габера Общества Макса Планка, который возглавлял до 2004 г. В настоящее время Эртль уже не занимается активной исследовательской деятельностью, за ним сохранена почетная профессорская должность в берлинском Институте Ф. Габера.

Получение Нобелевской премии оказалось для Эртля совершенно неожиданным. Во-первых, за день до этого объявили, что премию по физике получил немецкий ученый Питер Грюнберг, и Эртль был уверен, что еще раз в этом году Германия победить не может и что немецкий ученый премию по химии точно уже не получит. Во-вторых, все журналисты предсказывали победу двум японцам: Сумио Иидзима, который доказал возможность получения нанотрубок из углерода с толщиной стенок в одну молекулу, обладающих большей жесткостью, чем все известные материалы, и Акихису Иноуэ, описавшего свойства металлического стекла из аморфных порошков. Прогнозы журналистов не оправдались.

Итак, Герхард Эртль стал вторым немецким лауреатом в 2007 г. Кроме того, это редкий случай, когда Нобелевская премия в области естественных наук присуждается одному человеку, а не делится между двумя или тремя учеными.

Эртль узнал о присуждении премии в тот день, когда ему исполнился 71 год, и в интервью сказал, что это лучший подарок ко дню рождения.

По мнению коллег, Эртль – блестящий лектор, его доклады на международных конференциях собирают огромные аудитории, куда люди специально приезжают из других стран. Речь Эртля – каскад точных образов, оригинальных и свежих идей. Это чувствуется даже по тому, как он представил свою работу в нобелевском докладе. Яркий рассказ ученый закончил, показав в заключение слайд с изображением картины Ван Гога «Звездная ночь» (рис. 5.28).

Эртль полагает, что знаменитый художник острым глазом давно сумел увидеть в окружающем мире то, что спустя более чем столетие ученые смогли обнаружить на поверхности платины, используя сверхчувствительные спектральные методы (имеется в виду каталитическое дожигание СО).

Герхард Эртль исключительно яркий, очень общительный и обаятельный человек, инициатор музыкальных вечеров, которые проходят в институте, сам он играет на виолончели.

Нельзя отказать себе в удовольствии привести выдержки из замечательной речи Эртля на нобелевском банкете, где он сказал, что в молодости мечтал быть музыкантом и потому позже рассматривал своих коллег-химиков как оркестрантов (рис. 5.29). Известно, что даже хороший дирижер не сможет достойно исполнить музыку с посредственным оркестром, однако Эртль считает, что ему очень повезло, он всегда был окружен группой превосходных научных сотрудников, которых можно сравнить если не с Королевским Стокгольмским филармоническим оркестром (шутливый реверанс в сторону организаторов нобелевской церемонии), то все же с Берлинским филармоническим оркестром.

В отличие от ситуации с реальным оркестром, где нюансы исполнения указаны композитором с помощью специальных нотных знаков, ученые, по мнению Эртля, представляют собой удачное сочетание и композитора, и исполнителя.

Чувства, которые возникают у ученого в случае научного успеха, очень точно, как считает Эртль, выразил великий немецкий поэт Иоганн Вольфганг Гёте, когда ему было уже более 80 лет: «Нет большей радости, чем изучать природу». Далее Эртль отмечает, что Гёте умер за год до того, как родился Альфред Нобель, и потому, естественно, не мог знать, что радость от изучения природы может быть еще больше, если она дополнена Нобелевской премией.

Бег по пересеченной местности

Да, будет пересечение шоссе

со светофором пешеходным переходом!

М. ЦИВЕЛ

Вместо фразы, стоящей в заголовке, обычно используют слово «кросс», существуют также авто-, вело- и мотокроссы. В последнее время словом «кросс» называют массовый бег по улицам города, но это неправильное использование термина, правильнее будет «забег». Точный перевод слова «кросс» – это пересечение: например, кроссворд – это пересечение слов. Поскольку далее речь пойдет об органической химии, напомним, что эта область химии изучает соединения углерода. Естественно, при получении новых органических соединений возникает задача – создавать химические связи между атомами углерода С – С, чтобы соединить между собой отдельные части будущей молекулы.

Славные имена

В органической химии есть добрая традиция называть некоторые особо значимые реакции именами их создателей. Это удобный прием, который позволяет быстро понять, о чем идет речь, и к тому же дает приятную возможность включать в повседневную рабочую речь не только громоздкие химические термины, но и живые имена великолепных химиков. То же самое у физиков, только они присваивают имена ученых явлениям или эффектам: например, Раман-спектр, эффект Мессбауэра и др.

Если атом углерода находится в составе насыщенного органического соединения, т. е. не содержащего кратных связей между атомами углерода, то часто он не испытывает никакого желания с чем-либо взаимодействовать. Соединить два таких атома С, расположенных в двух соседних молекулах, химической связью совсем не просто. Первым, кто нашел способ соединить подобные атомы, был химик А. Кольбе (рис. 5.30), правда, действовал он несколько необычным способом: в 1849 г. осуществил электролиз уксусной кислоты и получил этан, фактически соединив две группы СН3 (рис. 5.31).

Позже были найдены не электрохимические, а обычные химические способы. «Расшевелить» инертный атом углерода в органическом соединении можно, например присоединив к нему атом галогена; он также легко реагирует, когда находится в двойной связи, однако не все реакции, которые становятся благодаря этому возможными, устраивают химиков. Дело в том, что химики всегда стремились не только открыть новую реакцию или получить новое соединение, но и научиться управлять реакцией, чтобы направленно изменять свойства полученного вещества.

Один из самых известных способов, позволяющий создать связь С – С, – это реакция Вюрца, когда две галогенсодержащие органические молекулы взаимодействуют со щелочным металлом, например c натрием, который «забирает» атомы галогена, а органические группы соединяются между собой (рис. 5.32).

Сложность возникает, когда необходимо соединить различные органические группы, например C₄H₉ и C₅H₁₁. Реакция (рис. 5.33) Вюрца (рис. 5.34) не запрещает соединяться как различным, так и одинаковым химическим группам.

В результате образуется смесь трех продуктов: C₄H₉-C₄H₉, C₅H₁₁-C₅H₁₁, и C₄H₉-C₅H₁₁, и требуется трудоемкое разделение полученных соединений. Процесс, когда соединяются различные группы, называют перекрестным сочетанием, или кросс-сочетанием, именно о нем и пойдет речь.

Частично избежать соединения одинаковых групп и ориентировать процесс в направлении кросс-сочетания позволяет реакция Гриньяра. За открытие этой реакции Виктор Гриньяр (рис. 5.35) был удостоен в 1912 г. Нобелевской премии по химии. Вначале металлический магний реагирует с одним из галогенпроизводных, затем полученное магнийорганическое соединение реагирует с другим галогенпроизводным (рис. 5.36).

На самом деле эта реакция часто протекает не так однозначно, как показано на схеме. Если, например, группа R (или R′) имеет разветвленное строение либо содержит в своем составе карбонильную – С=О, нитрильную – С≡N или некоторые другие группы, то параллельно протекают побочные реакции, что в конечном итоге приводит к образованию смеси трудно разделяемых продуктов. В ряде случаях возможно также соединение одинаковых органических групп R – R. Таким образом, направить реакцию Гриньяра только в сторону кросс-сочетания удается далеко не всегда, в то же время чаще всего именно продукты кросс-сочетания R – R′ нужны химикам.