Триумф и трагедия Владимира Ипатьева
У него была счастливая судьба ученого, но нелегкая доля человека. Истинный патриот России, он последние десятилетия прожил в далекой заокеанской стране. Его называли крупнейшим русским химиком XX в., а свыше было велено не упоминать о его работах.
Его имя вычеркнули из списков действительных членов Академии наук СССР. У него и в мыслях не было совсем покидать страну, а сын счел его действия «несовместимыми с достоинством советского гражданина». Как и многим другим соотечественникам, оставшимся по разным причинам за границей в 1920—1930-х гг., ему приклеили гнусный ярлык — «невозвращенец». Многие из них потом вернулись на Родину. В большинстве не сами— своими делами.
Этого человека звали Владимиром Николаевичем Ипатьевым. Никто из русских ученых в двадцатом столетии не удостоился стольких почетных титулов и научных наград: член Парижской Академии наук, Национальной Академии наук США; почетный член Немецкого и Югославского химических обществ, университетов Геттингена, Мюнхена, Страсбурга; «кавалер» медалей Лавуазье, Бертло, Гиббса - этот перечень можно продолжать. В России он стал одним из первых лауреатов премии им. В.И. Ленина и заслуженных деятелей науки и техники (но было время, когда и этих званий его лишили).
Фундаментальный вклад Ипатьева в химическую науку можно охарактеризовать короткой фразой — каталитические реакции при высоких температурах и давлениях. Так формулировалась тема докторской диссертации ученого. Так будет называться его классическая монография, написанная уже на склоне лет. Этой проблемой он станет в основном заниматься на протяжении всей жизни, а те результаты, которые получит, окажутся принципиально новыми достижениями в учении о катализе.
Надо сказать, исследование каталитических явлений в отечественной химии всегда занимало видное положение и находилось на мировом уровне. Первую каталитическую реакцию получения виноградного сахара из крахмала открыл еще в 1811 г. петербургский химик К.С. Кирхгоф, задолго до того, как Й. Берцелиус произнесет само слово «катализ». В XIX в. вопросами катализа занимались Г.Г. Густавсон, Д.П. Коновалов; в нашем столетии заметный след оставили работы НД. Зелинского и Л.В.Писаржевского. Особенно существенна роль отечественных ученых в осмыслении теоретических аспектов каталитических процессов (А.А.Баландин, С.З.Рогинский, Н.И.Кобозев, Г.К.Боресков и другие).
Ипатьев, разумеется, входит в этот ряд как один из самых ярких его представителей. Но, с другой стороны, и не «укладывается» в него, ибо представляет собой личность гораздо большего масштаба: «Ипатьев был одним из тех очень немногих естествоиспытателей, которые соединяли в себе уникальные способности прокладывать новые пути в фундаментальных исследованиях, с одной стороны, и создавать новые виды материального производства на этой основе, - с другой» [1], - писали биографы ученого.
И, может быть, один из удивительных парадоксов жизни Владимира Николаевича Ипатьева состоит в том, что он не получил высшего химического образования.
В 1945 г. он издает в США двухтомник воспоминаний «Жизнь одного химика», который до сих пор так и не издан на родине. Откровенно и беспристрастно рассказывает о перепетиях своего жизненного пути. И, в частности, о том, как химия постепенно завладевала его интересами. В шестом классе гимназии, весной 1882 г., он прочитал небольшую главу, посвященную химическим явлениям, в учебнике физики. Неожиданно сведения, извлеченные из нее, прямо-таки потрясли его: «Мне казалось, что я впервые посмотрел на мир открытыми глазами, и мне захотелось учиться, чтобы полнее и лучше его понять».
Но житейские обстоятельства переплелись так, что, получив гимназический аттестат, Владимир не поступил в высшее учебное заведение, где он мог бы всерьёз заниматься химией. Юнкер Ипатьев осваивал программу Александровского военного училища в Москве. Преподавания «невоенного» предмета — химии — там по существу и не велось. Ипатьев самостоятельно учился по «Курсу неорганической химии» А. Кольбе, переведенному с немецкого. В то время он служил основным учебником для осваивающих основы химии.
Затем последовало Михайловское артиллерийское училище в Петербурге; здесь он продолжал увлеченно заниматься химией, а его «путеводителями» стали «Основы химии» Д.И. Менделеева и «Аналитическая химия» Н.А. Меншуткина. Шествие «по военной дороге» продолжалось, и в 1889 г. двадцати двухлетний Ипатьев выдерживает сложные конкурсные экзамены в Михайловскую артиллерийскую академию. Рассказывали, что он привел экзаменаторов в изумление уровнем своих химических знаний.
Особенно хорошо разбирался он в качественном анализе. Вскоре его пригласили участвовать в анализах сталей и чугунов на Колпинском и Обуховс ком заводах, где слушатели академии проходили практику. Скорее всего эти исследования стали одним из оснований для приема Ипатьева в Русское физико-химическое общество, что произошло уже в 1890 г. По возрасту он оказался самым молодым его членом.
На одном из заседаний общества Ипатьев встретился с крупным металлургом Д.К.Черновым и под его руководством занялся химическими исследованиями структуры стали. В этом же году он познакомился с Д.И. Менделеевым и Д.П.Коноваловым. Менделеев весьма лестно отозвался о докладе Ипатьева, который тот сделал в феврале 1892 г. После доклада его маленькую домашнюю лабораторию посетил Н.С.Курнаков.
В мае Ипатьев с блеском окончил академию. Возможно, благожелательное внимание «светил» русской химии способствовало тому, что его оставили в академии в должности «репетитора» для подготовки к преподавательской деятельности.
А истинное призвание осознавалось постепенно. Курс органической химии в 1891 г. начал читать приват-доцент Петербургского университета А.Е.Фаворский, ученик А.М.Бутлерова. В одной из бесед он сказал Ипатьеву: «Нигде вы не научитесь так точно мыслить и рационально ставить опыты, как при изучении органической химии». Эта фраза запала Ипатьеву в душу, пробудила интерес к новой области знаний. Фаворский подсказал и тему диссертации: «Действие брома на третичные спирты и присоединение бромистого водорода к алленам и двузамещенным ацетиленам».
В мае 1895 г. она была блестяще защищена — первая в истории академии диссертация по химии. «…Если он будет продолжать работать в том же духе, то из него выйдет хороший химик», — заметит Фаворский. Русское физико-химическое общество присудит Ипатьеву за эту работу малую премию имени А.М. Бутлерова.
Говоря красиво, яркой кометой ворвался Ипатьев на небосклон органической химии. А если серьезно: лишь весьма незаурядный человек буквально за считанные годы мог открыть и разработать очень интересную и важную реакцию. Ученая степень позволила ему стать штатным преподавателем академии. В лаборатории он начал цикл работ по изучению структуры изопрена. В частности, разработал ставшую общепринятой методику гидрогалогенирования изопрена. Достижения Ипатьева стали основой для решения Петербургской Академии наук отправить его в заграничную командировку. По совету Фаворского в мае 1896 г. он переступил порог знаменитой либиховской лаборатории в Мюнхене, которой в те годы руководил крупнейший немецкий химик-органик Адольф Байер. Всего лишь 10 месяцев пробыл там Ипатьев, но за это ограниченное время он по поручению Байера синтезировал в достаточных количествах карон (представитель класса терпенов) и изучил продукты его окисления, а затем самостоятельно осуществил классическое исследование по синтезу и установлению строения изопрена, принесшее ему мировую известность.
После Мюнхена Ипатьев побывал во Франции, где познакомился с Марселеном Бертло и Шарлем Фриделем. В Париже он занимался проблемами изготовления бездымных порохов. Но, пожалуй, наиболее важным для Ипатьева оказалось то обстоятельство, что ему удалось получить представление о работах Поля Сабатье в области гетерогенного катализа.
В феврале 1899 г. в стенах Михайловской артиллерийской академии защищается вторая диссертация по химии, посвященная на сей раз синтезу изопрена. Она приносит Ипатьеву звание профессора. Но, наверное, только он знает, что ему скоро предстоит открыть новую страницу в своем творчестве.
Конечно, их интенсивно изучали и до Ипатьева, на протяжении без малого ста лет. Предмет исследования фактически составляли лишь гомогенные органические реакции в растворах. Но стремительно развивавшийся органический синтез уделял, однако, мало внимания применению специальных катализаторов; обычно каталитическое действие связыва ли с ролью промежуточных соединений в процессе реакций. Хотя именно синтез и вывел органическую химию на ведущее место и привел к получению множества практически важных продуктов.
Были у него и слабые стороны, прежде всего, это — исключительная трудоемкость: для синтеза необходимого соединения порой требовалось провести добрый десяток последовательных операций. Во многих случаях использовались дефицитные исходные продукты (скажем, различные спирты, альдегиды, кетоны, кислоты, непредельные углеводороды и т. п.; часто их самих приходилось предварительно получать). И, наконец, удручающе низкими оказывались конечные выходы нужных веществ: было величайшей удачей, если они достигали 30%. Немалая доля реагентов превращалась в побочные продукты.
Подлинным бичом Божьим при синтезе был процесс осмоления — образование смол в результате «параллельно возникающих» реакций крекинга, полимеризации и конденсации. И потому в синтетической органической химии многие исследователи стали исповедовать «принцип мягких условий», старались проводить синтезы, которые, по словам А.М. Бутлерова, «совершаются при температуре мало повышенной и вообще при условиях, где можно следить за ходом постепенного усложнения химической частицы» [2]. Понятно, что при подобной ситуации гомогенные каталитические процессы в органической химии вызывали второстепенный интерес, поскольку особого толка от них, как казалось, не было.
Разумеется, ученые имели представление о том, что может существовать и гетерогенный органический катализ. Он напрочь отвергал «тепличные», «мягкие» условия и требовал применения как высоких температур, так и высоких давлений, измеряемых сотнями атмосфер.
На стыке столетий оказалось, что гетерогенный катализ внес в органическую химию могучий дух созидания. Выяснилось: многостадийные процессы уступают место прямым одноступенчатым, существенно повышаются выходы конечных продуктов, а в качестве изначальных реагентов вполне пригодными становятся предельные углеводороды, которые за свою химическую «неподатливость» уже давно были окрещены «химическими мертвецами».
Имена энтузиастов — Владимир Ипатьев в России и Поль Сабатье во Франции. Они положили начало эпохе гетерогенного катализа в органической химии, проводившегося в экстремальных условиях.
Работы ученых развивались параллельно, дополняли друг друга. П. Сабатье большее внимание уделял подбору и приготовлению катализаторов, изучал влияние примесей на протекание реакций, тогда как температурный фактор в его исследованиях не играл первенствующей роли. Для Ипатьева объектом были пирогенетические реакции, а катализатор служил своеобразным «ограничителем» разрушающего эффекта тепла. Кроме того, Ипатьев первым ввел в органический катализ высокие давления.
В январе 1901 г. в Химическом обществе он сделал доклад «О двойном каталитическом разложений алкоголей», чем начал цикл своих фундаментальных исследований. Только за один год он опубликовал почти столько же статей, сколько за все предшествующее время. За короткий период ученый разработал новые «высокотемпературные» методы получения олефинов из спиртов и, в частности, этилена из винного спирта. В качестве катализатора с успехом применил глинозем А12О3. Впоследствии оксид алюминия сделался не только самым распространенным катализатором, но и одним из лучших носителей. Важным достижением ученого стала полимеризация этилена, осуществленная в 1913 г.
Введение в каталитическую практику высокого давления потребовало революционной перестройки лабораторного оборудования. Ипатьев сконструировал специальный аппарат — «бомбу», снабженную термометром и термопарой для измерения давления и температуры. Она стала прототипом современных автоклавов.
Петербургская Академия наук в 1914 г. избрала Ипатьева членом-корреспондентом, а спустя два года — академиком. В действительные члены его рекомендовали П.И.Вальден, Б.Б.Голицын и Н.С.Курнаков. Подчеркивая важность и новизну его исследований, они заявляли, что «работы Ипатьева отличаются большим разнообразием, нежели работы П.Сабатье, удостоивщегося в 1912 г. Нобелевской премий... Россия заняла в области изучения контактного катализа новую, более твердую, бесспорно совершенно самостоятельную позицию» [см.1].
Поскольку Ипатьев окончил военное учебное заведение, он считался военнослужащим и потому «повышался в чинах»: в 1904 г. его произвели в полковники, а в 1910 г. он стал генерал-майором. Это был первый русский генерал, имевший степень доктора наук по химии (диссертацию Ипатьев защитил 20 марта 1908 г. в Петербургском университете). В годы первой мировой войны он проявил и свои исключительные организаторские способности — в качестве председателя Комиссии по заготовке взрывчатых веществ и руководителя Химического комитета Главного артиллерийского управления (к этому времени — 1916 г. — он уже имел чин генерал-лейтенанта). Комитет, в который входили многие крупнейшие русские химики, держал в руках организацию производства порохов, взрывчатых веществ и лекарств, руководил поисками новых источников сырья. По роду службы Ипатьеву неоднократно приходилось встречаться с высшими военными чинами и с императором Николаем II. Научная же работа, понятно, отошла на второй план. В 1915-1917 гг. ученый не напечатал почти ни одной статьи.
Октябрь 1917 г. поставил Ипатьева, как и многих его соотечественников, перед выбором. Ученый оказался в сложном положении. Высокий военный чин, контакты с генералитетом и императорским домом не сулили ему ничего утешительного. Он понимал также, что в условиях начинающейся разрухи тяжело придется русской науке. И в то же время знал, что крупнейшие зарубежные лаборатории примут его с распростертыми объятиями и обеспечат все условия для исследований.
Но он остался, полагая, что и в таких условиях сможет продуктивно работать на благо страны. В нем всегда было сильно чувство долга перед ней. Сам ученый не предлагал свои услуги: советское правительство скоро проявило к нему интерес.
В 1919 г. его назначают председателем Технического совета химической промышленности при ВСНХ. В руках Ипатьева теперь находится организация научных работ в области химии, фактическое управление химической промышленностью, проектирование новых химических институтов и предприятий. По его инициативе создается Добровольное общество помощи развитию химии и химической промышленности в СССР. В.И. Ленин назвал Ипатьева «главой нашей химической промышленности».
Как всенародное событие отмечался в 1927 г. 60-летний юбилей Ипатьева. Газеты помещали его портреты на первых полосах. А с трибуны торжественного заседания неслись слова: «Начиная с первых послеоктябрьских дней 1917 г. Ипатьев был первым начальником химической промышленности.
Все, что было сделано потом, было сделано им... Если мы когда-нибудь поставим химическую промышленность на уровень с западноевропейской, то мы можем тогда смело сказать: это было сделано благодаря трудам Владимира Николаевича» [см. 1].
Несмотря на огромную занятость, ученый находил время для собственных исследований: в 1920-х гг. напечатал около ста работ. В это десятилетие он поддерживал тесные научные и деловые контакты с зарубежными учеными и промышленниками в Германии, Франции, Бельгии, Англии, Голландии, Японии.
На первых порах Ипатьев, быть может, и не замечал, как над ним начинают сгущаться тучи. В середине 1920-х гг. в верхушке государственного руководства происходят перемены. После того как Л.Д.Троцкий лишился былых властных полномочий, Ипатьев, который был с ним в тесных деловых отношениях, вскоре ощутил последствия этого. Его вывели из Президиума ВСНХ, а руководство Техническим советом поручили другому человеку. Празднование юбилея фактически оказалось последним «светлым пятном» жизни ученого на родине. Былые контакты с Троцким приобретали все более зловещую окраску, а на Лубянке начали накапливаться доносы с клеветническими измышлениями по поводу его частых поездок за границу. Ипатьева глубоко тревожат аресты его коллег и близких знакомых. Ему напоминают, что в свое время он отказался вступить в партию, хотя предложение исходило из высоких инстанций. Отказался потому, что считал: «часть убеждений» его «не совпадает с коммунистическим учением». Он хотел приносить пользу стране, не будучи членом партии.
Словом, с каждым днем им все более овладевало леденящее ощущение ожидания ареста. Ипатьев понимал, что никакие регалии и прошлые заслуги этого предотвратить не могут. И принял решение: уехать за границу. Конечно, до поры до времени, до тех пор, пока не переменятся обстоятельства. Если бы он знал, что пройдет более полувека прежде, чем они действительно переменятся!
Возможность представилась: в июне 1930 г. в Берлине созывался Международный энергетический конгресс. В нем принимала участие советская делегация. Ипатьев был включен в нее лишь благодаря случайности, но ему удалось получить разрешение и на выезд жены, нуждавшейся в лечении. Поскольку ему самому требовалась операция, он попросил правительство и Президиум Академии наук предоставить годичный отпуск для поправки здоровья. Потом отпуск был продлен еще на год. Между тем известия, которые он получал с Родины, становились все тревожнее...
Сначала ученый искал пристанища во Франции. Здесь он мог найти вполне приличные условия для жизни и научной работы. Однако русская эмиграция встретила его недоброжелательно. Она не могла ему простить «трансформацию» из генерала императорской армии в деятеля большевистского государства. Имя Ипатьева вызывало у нее острую неприязнь еще и потому, что в доме его брата Николая в Екатеринбурге была в 1918 г. расстреляна царская семья. В сентябре 1930 г. чета Ипатьевых оказалась в Соединенных Штатах Америки.
Здесь ему предстоит прожить 22 года. В воспоминаниях он напишет с горечью: «...У меня самого в душе до конца моей жизни останется горькое чувство: почему сложились так обстоятельства, что я все-таки принужден был остаться в чужой для меня стране, сделаться ее гражданином и работать на ее пользу в течение последних лет моей жизни» [см. 1].
Первое время он не терял надежды вернуться в СССР. Посылал результаты своих исследований в советские журналы; отправлял в химические институты дефицитное лабораторное оборудование и реагенты; беседовал с приезжавшими в командировку коллегами-земляками. Его переписка с родственниками свидетельствует о нарастающей ностальгии. Казалось бы, что мешает вернуться? Одно за другим получает он послания из Президиума Академии наук СССР; они все требовательнее зовут Ипатьева возвратиться. Но в стране начинался «большой террор», и ученый не мог не понимать, что его ждет. Он отвечает лишь одним письмом от 1 декабря 1936 г. Письмом предельно корректным, весьма логичным и убедительным, содержащим в подтексте вежливый отказ.
«Аутодафе» последовало незамедлительно: 23 декабря 1936 г. собирается Общее собрание академии, посвященное развитию химии в СССР. На его последнем заседании Ипатьева большинством голосов лишают звания действительного члена. Там же его сын Владимир, как следует из протокола заседания, отрекается от отца. Только спустя много лет выяснится, что слова сына в протоколе фактически были фальсифицированы. Но «что написано пером»... А вскоре ученого ставят в известность о лишении советского гражданства. Изымаются все его печатные издания, запрещаются ссылки на опубликованные работы. Словом, не было такого человека — Владимира Николаевича Ипатьева — в истории России и мировой науки. Двадцать с лишним лет пребывает он в должности профессора и директора лаборатории катализа и высоких давлений Нортуэстернского университета близ Чикаго. Эта лаборатория создана благодаря его собственным сбережениям. В ней он с успехом продолжал свои фундаментальные исследования, в частности, исследуя практически важные процессы циклизации олефинов. Открытия Ипатьева оказались весьма ценными для производства высокооктановых бензинов и авиационного топлива. В день своего 70-летия на заседании Американского химического общества ученый сделал доклад «Катализ - химия будущего». Юбиляра поздравляли коллеги из 30 стран. Из отечественных химиков только академик А.Е.Чичибабин, такой же «невозвращенец», как и он, горячо приветствовал его из Франции. Еще более торжественно отмечалось в 1942 г. 75-летие Ипатьева.
В разгар второй мировой войны острее стала тоска по Родине. Угнетала невозможность оказать ей посильную помощь. В 1944 г. он сделал попытку хлопотать о возвращении: через посла А.А. Громыко передал соответствующую просьбу советскому правительству. Ответ был отрицательным. Так же равнодушно прореагировали власти предержащие на повторную попытку в 1951 г. А жизнь его была уже на излете, ему шел восемьдесят шестой год... Но до последних дней ученый продолжал работать в лаборатории. «...Я как военный старый конь, который как услышит военную музыку, тотчас начинает проявлять особую живость, вспоминая прежнюю службу, так и я, пришедши в лабораторию, не могу удержаться от того, чтобы не взять пробирку в руки и не начать проверку новых опытных результатов», -говорил он.
Ипатьев умер 2 декабря 1952 г. Кончил земную жизнь яркий созидатель нового химического знания. Его творческое наследие составили около 400 научных статей и несколько десятков книг, более 200 изобретений.
Имя Владимира Николаевича Ипатьева вернулось на родную землю 38 лет спустя после кончины Исследователя: в 1990 г. Академия наук восстановила его «в правах».
