Одной из самых популярных личностей Гиссенского университета был тогда профессор Юстус Либих. Его новые методы обучения химии, введенные им обязательные лабораторные занятия стали известны и в Европе. Это привлекало в лабораторию Либиха многих молодых людей, решивших посвятить себя химии. Однако Август фон Гофман никогда не проявлял интереса к этой науке. Кроме лекций по праву, он посещал занятия по математике, натурфилософии и другим дисциплинам.
Но случилось так, что семья Гофмана сдружилась с семьей Либиха: постройкой новой лаборатории профессора руководил отец Августа. Молодой человек сначала стал посещать лекции профессора просто из вежливости. Химия казалась ему непостижимой загадочной наукой. То, что говорил Либих на лекциях, казалось совершенно непонятным Августу. Но постепенно он увлекся и вскоре целиком попал под влияние профессора. Теперь эта наука казалась ему такой же прекрасной, как поэзия, неисчерпаемой, как шедевры искусства. А через некоторое время Август бросил юридический факультет и перешел к изучению химии.
Но изучать ее необходимо было в лаборатории, и, несмотря на то что в ней никогда не было свободных мест, Либих принял Августа в число своих учеников. Он был наслышан о незаурядных способностях молодого Гофмана, да и дружеские отношения с семьей архитектора делали отказ невозможным. Всего за несколько месяцев Август усвоил основные методы органического анализа, доведенные до совершенства в лаборатории Либиха. Видя его успехи, Либих решил дать ему дополнительное задание. Работа по редактированию «Летописей» занимала большую часть времени профессора, и он поручил Гофману готовить резюме научных статей, связанных с изучением индиго. Эта работа дала возможность Августу познакомиться с методами исследовательской работы, с вопросами, которые все еще ждали своего решения, и, конечно, она многое дала ему самому. Теперь он владел уже достаточными знаниями я навыками, чтобы приступить к самостоятельной исследовательской работе. Надо было только выбрать интересную тему.
К концу 1838 года, спустя два года после поступления в университет, Гофману посчастливилось получить такую тему.
Студенты заканчивали работу в лаборатории, мыли посуду, тушили печи… Вошел Либих, строго и внимательно осмотрел столы. Он сделал несколько замечаний и, прежде чем выйти, сказал Августу:
— Гофман, прошу вас пройти со мной в кабинет.
Август последовал за профессором с чувством трепетного ожиданий. Либих сел в кресло и предложил ему стул.
— Хочу поручить вам одну работу. Гофман с волнением слушал его.
— Сегодня я получил очень интересный подарок, — продолжал Либих. — Один из моих бывших студентов, Эрнст Селл, прислал мне первые образцы каменноугольной смолы, полученной на построенной им фабрике.
— Эрнст Селл? — переспросил Гофман. — Мы с ним знакомы.
— Тем лучше.
Либих взял склянку с густой жидкостью и, наклоняя ее то в одну, то в другую сторону, чтобы лучше разглядеть, продолжал:
— Состав этой смолы определен далеко не полностью. Лоран выделил компоненты кислотного характера и даже установил строение одного из них, а именно карболовой кислоты. В каменноугольной смоле содержатся вещества и основного характера. Они еще не изучены. Вот вы и займитесь их изучением.
— Мне нужно начать с классического метода? Я имею в виду экстракцию кислотами.
— Думаю, что в данном случае экстракция кислотами — лучший метод, — сказал Либих.
— Как вы считаете, какую кислоту нужно взять для этой цели?
— Лучше всего соляную. Она не обладает окислительным действием и в силу своей летучести легко может быть удалена.
В тот же вечер Гофман приготовил необходимые для предстоящей работы материалы. На следующий день он провел экстракцию. Но, после того как с помощью едкого натра он изолировал содержащиеся в кислом растворе вещества, выяснилось, что количество продуктов, обладающих основными свойствами, незначительно. Во всяком случае, их было недостаточно для проведения дальнейшей работы, и Гофман поехал в поселок Офенбах к Селлу на правах старого знакомого, а тот любезно предоставил в его распоряжение лабораторию при фабрике. В течение восьми дней напряженной работы Гофман провел экстракцию 600 кг каменноугольной смолы и получил около 1 кг смеси, состоящей из веществ основного характера. Предстояла длительная и тяжелая работа по разделению компонентов смеси, их очистке и изучению свойств. Гофман подверг смесь многократной перегонке с водяным паром, обычной перегонке, перегонке при пониженном давлении… Полученные фракции он последовательно промыл кислотами и щелочами. В результате ему удалось выделить светло-желтую маслянистую жидкость, отгоняющуюся при температуре около 180°С. Еще во время предварительного анализа этой жидкости он убедился, что она идентична продукту, полученному русским ученым Карлом Юлиусом Фрицше при сухой перегонке индиго.
Термическое разложение индиго провел в 1826 году Отто Унфердорбен, но Фрицше изучил полученный продукт и назвал его анилином (от португальского слова «анил» — «синий» из-за синего цвета индиго — исходного продукта получения анилина).
Анилин оказался веществом, обладающим значительной реакционной способностью. Прежде всего Гофман проанализировал и изучил его соединения с кислотами. При охлаждении гидрохлорида или гидросульфата анилина он получил кристаллы, которые не окислялись воздухом, в то время как сам анилин быстро темнел и приобретал темнобурый цвет.
Кроме анилина, он попытался выделить и изучить другие вещества основного характера. По совету Либиха Гофман представил свое исследование в качестве диссертации на соискание степени. Защита прошла блестяще, и в 1841 году Гофман был удостоен степени доктора химии[458] с добавлением латинской фразы «summa cum laude», то есть «с большой похвалой». Это означало, что автор диссертации проявил исключительные способности и ему разрешается занимать научные должности, не сдавая дополнительного экзамена. Однако в Гиссенском университете не было вакантного места, и Либих предложил Гофману стать ассистентом в его частной лаборатории. Двадцатитрехлетний Август Гофман целиком посвятил себя науке. Параллельно с исследованиями, порученными ему Либихом, он продолжал изучать анилин с целью разработки более легкого способа его получения.
Гофман старался следить за работой наиболее крупных ученых мира. Он знал, что интересующим его вопросом занимается русский ученый Николай Зинин. Но ни у Гофмана, ни у Зинина, несмотря на упорные поиски, желаемых результатов пока не было. Минуты отдыха Гофман обычно проводил в обществе Гелены Мольденгауэр, племянницы жены Либиха. Девушка очаровала его с первого взгляда. Гофмана покорило ее женское обаяние. Жизнь приобрела новый смысл для него с той минуты, когда он впервые увидел Гелену. Сотрудничество с Либихом давало возможность Августу часто бывать в его доме и встречаться там с Геленой. Она полюбила его, но Август не решался просить руки девушки. «Приватный ассистент не может обеспечить будущее такой девушки, как Гелена, я должен найти себе другую, более надежную работу», — думал влюбленный ученый.
Гофман стал трудиться с еще большим усердием. Он предпринял успешные попытки получить некоторые производные анилина по методу Унфердорбена. Август подверг сухой перегонке хлорированное и Хромированное индиго и получил соответственно хлоранилин и броманилин. Затем, очищая образовавшиеся продукты, выделил моно-, ди- и трихлоранилин. Такое же разделение он провел и с бромными производными. Эти опыты еще раз подтвердили тот факт, что положительный атом водорода замещается отрицательными элементами, каковыми являются хлор, бром и иод. Это утверждение находилось в противоречии с электрохимической теорией Берцелиуса, которая уже подвергалась атакам со стороны некоторых ученых, и подкрепляло теорию замещения Дюма, согласно которой атомы в молекулах органических соединений могут замещаться другими атомами. Свойства галоидопроизводных анилина, однако, показывали совершенно иное. Чем больше число атомов галогена в молекуле, тем менее выражен основной характер производного. Согласно теории Берцелиуса, соединения обладают определенным зарядом. Основания, к которым причисляется и анилин, имели избыточный положительный заряд. Введение отрицательного атома галогена должно было привести к уменьшению положительного заряда производного, то есть галоидное производное анилина должно было проявлять слабо выраженные свойства основания, что и подтвердилось экспериментально. Этот факт как будто бы подтверждал теорию Берцелиуса. Такая дилемма сделала анилин одним из самых интересных соединений, привлекшим к себе внимание многих ученых.
458
Докторская диссертация Гофмана «Химическое исследование органических оснований каменноугольной смолы» была опубликована в 1843 г. в «Анналах» Либиха.