Великие ученые. Лебедев Сергей Васильевич

Место рождения: Люблин

Семейное положение: женат на Анне Петровне Остроумовой-Лебедевой (1905-1934)

Деятельность и интересы: наука о превращении веществ: полимеризация, изомеризация и гидрогенизация непредельных соединений

Впервые нечто похожее на каучук в 1909 году Лебедев синтезировал из дивинила. Правда, работа длилась долго, а в итоге получилось всего 19 граммов вещества. Представив образец на заседании Русского химического общества и выслушав поздравления коллег, сказал: «Видите, два года работы - и лишь полчаса результатов. Такова жизнь химика: за каждым словом - годы труда. Но зато в этом наша сила». Еще факты

Образование, степени и звания

до 1895 , Варшавская гимназия, Польша, Варшава

1932 , Академия наук СССР: академик

Работа

1902-1904 , Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург (Петроград), Университетская наб., д. 7/9. Отделение технической и аналитической химии, лаборатория А.Е. Фаворского: лаборант

1928-1934 , Ленинградский государственный университет, Ленинград, Университетская наб., д. 7/9. Лаборатория синтетического каучука (впоследствии НИИ синтетического каучука): создатель и руководитель

Открытия

В 1908-1913 годах провел исследование по кинетике и механизму термической полимеризации углеводородов ряда бутадиена (дивинила), его производных и углеводородов ряда аллена. Установил фундаментальные закономерности, известные теперь как законы термополимеризации диеновых углеводородов. Предложенная Лебедевым трактовка этого процесса отвечает современным представлениям о механизме цепных реакций.

В 1909-1910 годах впервые получил образец синтетического бутадиенового каучука.

Биография

Сергей Васильевич Лебедев - советский ученый-химик, академик, ученик А.Е. Фаворского, создателя одной из школ современных химиков-органиков, работавшего в том числе у Д.И. Менделеева.

Лебедев - основоположник промышленного способа получения синтетического каучука, одного из важнейших разделов современной химической промышленности. Провел цикл работ в области высоко- и низкотемпературной полимеризации изобутилена, лежащей в основе методов производства бутилкаучука (новейшая разновидность синтетического каучука), 100-октановых компонентов моторных топлив и загустителей смазочных масел.

Один из немногих исследователей, внесших столь значительный вклад в развитие промышленности, в том числе оборонного значения.

С широкой научной деятельностью совмещал активную преподавательскую. После революции, когда в вузы стали принимать всех желающих, в том числе полуграмотных представителей беднейших сословий царской России, проявил себя как талантливый и терпеливый педагог.

Каучук получил свое название от индейского слова «каучу», означающего буквально «слезы дерева». Майя и ацтеки добывали его из сока бразильской гевеи (Hevea brasiliensis или резинового дерева), похожего на белый сок одуванчика, который темнел и отвердевал на воздухе. Из сока они выпаривали липкое темное смолообразное вещество «каучу», изготавливая из него примитивную непромокаемую обувь, ткани, сосуды, детские игрушки.

Также у индейцев существовала напоминающая баскетбол командная игра, в которой применялись специальные каучуковые мячи, отличающиеся удивительной прыгучестью. Во времена Великих географических открытий Колумб привез в Испанию среди прочих диковин Южной Америки несколько таких мячей. Они полюбились испанцам, которые, изменив правила индейских соревнований, изобрели нечто, ставшее прообразом нынешнего футбола.

Следующее упоминание о каучуке появилось лишь в 1735-ом году, когда французский путешественник и естествоиспытатель Шарль Кондамин, исследуя бассейн Амазонки, открыл для европейцев дерево гевею и его млечный сок. Обнаруженное членами экспедиции дерево выделяло странную, быстро затвердевающую смолу, которой мыслители из Парижской академии наук позже дали название «резина». После того, как в 1738-ом Кондамин привез на континент образцы каучука и различные изделия из него вместе с подробным описанием способов добычи, в Европе начались поиски способов применения этого вещество. Французы сплетали резиновые нитки с хлопком и использовали как подвязки и подтяжки. Потомственный английский сапожник Самуэль Пил в 1791-ом году получил патент на изготовление тканей, пропитанных раствором каучука в скипидаре, создав фирму Peal & Co. В это же время возникли первые эксперименты по защите обуви чехлами из такой ткани. В 1823-ем году некий Чарлз Макинтош из Шотландии придумал первый непромокаемый плащ, добавляя между двумя слоями ткани тонкий кусок резины. Плащи быстро стали популярными, получили название в честь создателя и положили начало настоящему «резиновому буму». А вскоре в Америке в сырую погоду стали надевать поверх башмаков неуклюжую индейскую обувь из резины – галоши. Макинтош до самой смерти продолжал смешивать каучук с различными веществами вроде сажи, масел, серы в попытках изменить его свойства. Но его эксперименты к успеху не привели.

Из прорезиненной ткани делали одежду, головные уборы, крыши фургонов и домов. Однако у подобных изделий был один недостаток – узкий температурный диапазон эластичности каучука. В холодную погоду такая ткань твердела и могла потрескаться, а в теплую, наоборот, размягчаясь, превращалась в зловонную липкую массу. И если одежду можно было убрать в прохладное место, то обладателям крыш из прорезиненной ткани приходилось мириться с неприятными запахами. Таким образом, увлечение новым материалов быстро прошло. А жаркие летние дни приносили разорение компаниям, наладившим производство резины, поскольку вся их продукция превращалась в дурно пахнущие кисели. И мир вновь на несколько лет забыл про каучук и все связанное с ним.

Пережить второе рождение резиновым изделиям помог случай. Живший в Америке Чарльз Нельсон Гудьир всегда верил, что каучук способен превратиться в хороший материал. Он вынашивал эту идею много лет, упорно смешивая его со всем, что попадалось под руку: с песком, с солью, даже с перцем. В 1939-ом году, потратив все свои сбережения и задолжав более 35 тысяч долларов, он добился успеха.

Современники насмехались над чудаковатым исследователем: «Если вы встретите человека в резиновых ботинках, резиновом пальто, резиновом цилиндре и кошельком из резины, в котором не будет ни одного цента, то будьте уверены – перед вами Гудьир».

Ходит легенда, что открытый им химический процесс, получивший название вулканизации, появился благодаря забытому на печке куску плаща макинтоша. Так или иначе, но именно атомы серы объединили молекулярные цепи натурального каучука, превратив его в тепло- и морозоустойчивый, эластичный материал. Именно его и принято сегодня называть резиной. История этого упорного человека имеет счастливый конец, он продал патент на изобретение и оплатил все свои долги.

Еще при жизни Гудьира началось бурное производство каучука. США сразу захватили лидерство по производству галош, которые продавали по всему мира, включая и Россию. Стоили они дорого, и позволить их купить могли только богатые люди. Самое любопытное, что галоши применяли не для сохранения от промокания основной обуви, а как домашние тапочки для гостей, дабы они не запачкали ковры и паркет. В России первое предприятие, изготавливающее резиновые изделия, открылось в Санкт-Петербурге в 1860-ом году. Немецкий делец Фердинанд Краузкопф, уже имевший завод по производству галош в Гамбурге, оценил перспективы нового рынка, нашел инвесторов и создал «Товарищество Российско-американской мануфактуры».

Мало кто знает, что финская компания «Nokia», помимо прочего, с 1923-ий по 1988-ой год специализировалась на выпуске резиновых сапог и галош. Собственно в годы кризисов это и помогло удержаться компании на плаву. Всемирно известной же «Nokia» стала благодаря своим сотовым телефонам.

Во второй половине 19-го века Бразилия переживала пик своего расцвета, являясь монополистом по выращиванию гевеи. Манаус, бывший центром каучуконосных районов, стал богатейшим городом на западном полушарии. Чего только стоил потрясающий оперный театр, построенный в скрытом джунглями городе. Его создавали лучшие архитекторы Франции, а стройматериалы для него везли из самой Европы. Бразилия тщательно охраняла источник своей роскоши. За попытку вывоза семян гевеи полагалась смертная казнь. Однако в 1876-ом году англичанин Генри Уикхем тайно вывез в трюмах корабля «Амазонас» семьдесят тысяч семян гевеи. Они послужили основой первых плантаций каучуконосов, заложенных в колониях Англии в Юго-Восточной Азии. Так на мировом рынке возник дешевый натуральный британский каучук.

Вскоре разнообразные резиновые изделия завоевали весь мир. Из каучука изготавливались транспортерные ленты конвейеров, всевозможные приводные ремни, обувь, гибкая электроизоляция, бельевые резинки, детские воздушные шары, амортизаторы, уплотняющие прокладки, шланги и многое-многое другое. Другого похожего на каучук продукта просто не существует. Он обладает изоляционными свойствами, водонепроницаем, гибок, может растягиваться и сжиматься. При этом прочен, крепок, легко обрабатывается и устойчив к истиранию. Наследие индейцев оказалось куда более ценным, чем всё золото знаменитого Эльдорадо. Без резины невозможно представить всю нашу техническую цивилизацию.

Основное применение новый материал получил с открытием и распространением сначала резиновых экипажных, а потом уже автомобильных шин. Несмотря на то, что экипажи с шинами из металла были очень неудобны и издавали страшный шум и тряску, новое изобретение было встречено неохотно. В Америке даже запретили экипажи на массивных цельнолитых шинах, поскольку они слыли очень опасными из-за невозможности шумом предупредить прохожих о близости транспортного средства.

В России подобные конные экипажи тоже вызывали недовольство. Основная проблема крылась в том, что они зачастую обливали грязью не успевших отскочить пешеходов. Московским властям пришлось выпустить специальный закон об оснащении экипажей с резиновыми шинами особыми номерными знаками. Это делалось для того, чтобы горожане могли заметить и привлечь своих обидчиков к ответственности.

Производство каучука выросло во много раз, но потребность в нем продолжала расти. Около ста лет ученые люди по всему миру искали способ научиться изготавливать его химическим путем. Постепенно обнаружилось, что натуральный каучук представляет собой смешение нескольких веществ, но 90 процентов его массы представляет собой углеводород полиизопрен. Подобные вещества относятся к группе полимеров – высокомолекулярных продуктов, образующихся соединением очень многих, одинаковых молекул гораздо более простых веществ, называющихся мономерами. В случае каучука – это были молекулы изопрена. При благоприятных условиях молекулы-мономеры соединялись между собой в длинные, гибкие ниточки-цепи. Подобная реакция возникновения полимера получила название полимеризации. Остальные десять процентов в каучуке составили смолоподобные минеральные и белковые вещества. Без них полиизопрен становился очень неустойчивым, теряя на воздухе свои ценные свойства эластичности и прочности. Таким образом, чтобы научиться получать искусственный каучук, ученым было необходимо решить три вещи: синтезировать изопрен, полимеризовать его и защитить от разложения полученный каучук. Каждая из этих задач оказалась чрезвычайно сложна. В 1860-ом году английский химик Вильямс получил изопрен из каучука, который представлял собой бесцветную жидкость со специфичным запахом. В 1879-ом году француз Густав Бушард, нагрел изопрен и с помощью соляной кислоты смог осуществить обратную реакцию - получить каучук. В 1884-ом году британский ученый Тилден выделил изопрен, разложив скипидар в ходе нагрева. Несмотря на то, что каждый из этих людей внес свой вклад в изучение каучука, тайна его изготовления осталась неразгаданной в XIX-ом веке, потому что все обнаруженные способы были непригодны для промышленного изготовления вследствие малого выхода изопрена, дороговизны сырья, сложности технических процессов и ряда других факторов.

В начале двадцатого века исследователи задумались, а действительно ли изопрен нужен для изготовления каучука? Существует ли способ получить из других углеводородов необходимую макромолекулу? В 1901-ом году русский ученый Кондаков обнаружил, что диметилбутадиен, оставленный на год в темноте, превращается в каучукоподобное вещество. Этот способ позже использовала во время Первой мировой войны Германия, отрезанная от всех источников. Синтетический каучук получался очень плохого качества, процесс изготовления был очень сложен, а цена непомерно высока. После войны подобный метил-каучук нигде и никогда больше не производился. В 1914-ом году ученые-исследователи Мэтьюс и Стрендж из Англии получили очень неплохой каучук из дивинила используя металлический натрий. Но дальше опытов в лаборатории их открытие не пошло, потому что не было понятно, как в свою очередь производить дивинил. Также они не сумели создать установку для синтеза в заводских условиях.

Спустя пятнадцать лет ответ на оба этих вопроса нашел наш соотечественник Сергей Лебедев. До мировой войны русские фабрики производили из привозного каучука около двенадцати тысяч тонн резины в год. После того как закончилась революция потребности новой власти, проводящей индустриализацию промышленности, в каучуке многократно выросли. Один танк требовал 800 килограмм резины, автомобиль – 160 килограмм, самолет – 600 килограмм, корабль – 68 тонн. Каждый год покупки каучука за границей все возрастали и возрастали, несмотря на то, что в 1924-ом году его цена достигала двух с половиной тысяч золотых рублей за одну тонну. Руководство страны было озабочено не столько необходимостью платить такие огромные деньги, сколько зависимостью, в которую ставили Советское государство поставщики. На высшем уровне было принято решение разработать промышленный способ изготовления синтетического каучука. Для этого в конце 1925-го года ВСНХ предложило конкурс на самый лучший способ его получения. Конкурс был международным, однако согласно условиям каучук должен был изготавливаться из продуктов, добываемых в Советском Союзе, а цена на него не должна была превышать среднемировой за последние пять лет. Итоги конкурса подводились 1 января 1928-го года в Москве по результатам анализа предоставленных образцов весом не менее двух килограмм.

Сергей Васильевич Лебедев появился на свет 25 июля 1874-го года в семье священника в Люблине. Когда мальчику исполнилось семь лет, его отец умер, а мать была вынуждена перебраться с детьми к родителям в Варшаву. Учась в Варшавской гимназии, Сергей подружился с сыном знаменитого русского ученого-химика Вагнера. Часто бывая в их доме, Сергей слушал увлекательные рассказы профессора о своих коллегах-друзьях Менделееве, Бутлерове, Меншуткине, а также о таинственной науке, занимающейся превращением веществ. В 1895-ом году, успешно окончив гимназию, Сергей поступил на физико-математический факультет Петербургского университета. Все свободное время молодой юноша проводил в доме Марии Остроумовой, являвшейся сестрой его матери. У нее было шестеро детей, но особенно Сергея интересовала кузина Анна. Она была многообещающим художником, училась у Ильи Репина. Когда молодые люди поняли, что их чувства далеки от родственных, то решили обручиться. В 1899-ом году Лебедев был арестован за участие в студенческих беспорядках и выслан на год из столицы. Однако это не помешало ему в 1900-ом блестяще закончить университет. Во время русско-японской войны Сергей Васильевич был призван в армию, а вернувшись в 1906-ом, всецело посвятил себя исследованиям. Он целые дни жил в лаборатории, соорудив себе ложе из хранящихся на случай пожара одеял. Анна Петровна Остроумова несколько раз обнаруживала Сергея в больнице, лечащегося от ожогов, полученных в результате опасных экспериментов, которые химик проводил всегда сам. Уже в конце 1909-го года он, работая практически один, сумел добиться впечатляющих результатов, продемонстрировав коллегам каучукоподобный полимер дивинила.

Сергей Васильевич Лебедев прекрасно представлял себе все трудности производства синтетического каучука, однако решил принять участие в конкурсе. Время было трудное, Лебедев возглавлял в Ленинградском университете кафедру общей химии, поэтому трудиться приходилось по вечерам, выходным дням и совершенно безвозмездно. К счастью несколько студентов решили помочь ему. Чтобы успеть к сроку, все работали с большим напряжением. Сложные эксперименты проводили в самых плохих условиях. Участники этого предприятия позже вспоминали, что абсолютно ничего не хватало и приходилось делать или находить самостоятельно. Например, лед для охлаждения химических процессов все вместе кололи на Неве. Лебедев помимо своей специальности освоил профессии стеклодува, слесаря и электромонтера. И все-таки дело двигалось. Благодаря предыдущим многолетним исследованиям Сергей Васильевич сразу отказался от экспериментов с изопреном и остановился на дивиниле в качестве исходного продукта. В качестве легкодоступного сырья для производства дивинила Лебедев попробовал нефть, но потом все же остановился на спирте. Спирт оказался самым реальным начальным сырьем. Основная проблема реакции разложения этилового спирта на дивинил, водород и воду состояла в отсутствии подходящего катализатора. Сергей Васильевич предположил, что им может являться одна из природных глин. В 1927-ом году, проводя отпуск на Кавказе, он постоянно искал и изучал образцы глин. Нужную он отыскал на Коктебеле. Реакция в присутствии найденной им глины дала отличный результат, и в конце 1927-го года был получен дивинил из спирта.

Супруга великого химика Анна Лебедева вспоминала: «Иногда он, отдыхая, лежал на спине с закрытыми глазами. Казалось, Сергей Васильевич спит, и тут он доставал записную книжку и начинал писать химические формулы. Много раз, сидя в концерте, и будучи взволнованным музыкой он поспешно доставал свой блокнот или даже афишу и начинал что-то записывать, а потом убирал все в карман. То же самое могло произойти и на выставках».

Полимеризацию дивинила Лебедев проводил по способу британских исследователей с присутствием металлического натрия. На конечном этапе полученный каучук смешивали с магнезией, каолином, сажей и некоторыми другими компонентами для предохранения от распада. Поскольку готовый продукт получался в мизерных количествах – пара грамм в сутки – работы шли почти до последних дней конкурса. В конце декабря синтез двух килограммов каучука был окончен, и его отправили в столицу.

Анна Петровна писала в своих мемуарах: «В последний день в лаборатории царило оживление. Присутствующие были радостны и довольны. По обыкновению Сергей Васильевич был молчалив и сдержан. Слегка улыбаясь, он смотрел на нас, и все говорило о том, что он доволен. Каучук выглядел как большая коврижка, похожая цветом на мед. Запах был резкий и довольно неприятный. После того, как описание способа изготовления каучука было закончено, его упаковали в ящик и повезли в Москву».

Жюри закончило изучать присланные образцы в феврале 1928-го года. Их оказалось совсем немного. Результаты работ ученых из Франции и Италии, но основная борьба развернулась между Сергеем Лебедевым и Борисом Бызовым, который получил дивинил из нефти. В итого каучук Лебедева был признан наилучшим. Получение дивинила из нефтяного сырья было труднее реализовать в промышленных масштабах в то время.

Об изобретении синтетического каучука в России написали газеты по всему миру. Многим это пришлось не по душе. Знаменитый американский ученый Томас Эдисон публично заявил: «Изготовить синтетический каучук в принципе невозможно. Я попытался проделать опыт самостоятельно и убедился в этом. Поэтому новость из Страны Советов является очередной ложью».

Событие имело огромное значение для советской промышленности, позволив уменьшить потребление натуральных каучуков. Также синтетический продукт обладал новыми свойствами, например, стойкостью к бензину и маслам. Сергею Васильевичу было поручено продолжить исследования и изготовить промышленный способ производства каучука. Снова началась тяжелая работа. Однако теперь возможностей у Лебедева было хоть отбавляй. Понимая всю важность работ, правительство дало все нужное. В Ленинградском университете создали лабораторию синтетического каучука. За год в ней была построена экспериментальная установка, производившая по два-три килограмма каучука в сутки. В конце 1929-го года технология заводского процесса было закончена, а в феврале 1930-го в Ленинграде началось строительство первого завода. Заводская лаборатория, оборудованная по распоряжениям Лебедева, являлась настоящим научным центром синтетического каучука и одновременно одной из лучших химлабораторий того времени. Здесь прославившийся химик позже сформулировал правила, позволявшие его последователям правильно определять вещества для синтеза. Кроме этого, Лебедев имел право подбирать себе любых специалистов. По возникавшим вопросам он обращаться лично к Кирову. Постройка опытного завода было закончена в январе 1931-го года, а в феврале уже были получены первые дешевые 250 килограмм синтетического каучука. В этом же году Лебедева наградили орденом Ленина и избрали в Академию наук

Вскоре было заложено строительство еще трех заводов-гигантов по единому проекту – в Ефремове, Ярославле и Воронеже. А перед войной появился завод и в Казани. Мощность каждого из них составляла десять тысяч тонн каучука в год. Их строили возле мест, где производился спирт. Сырьем для спирта изначально служили пищевые продукты, в основном картофель. На одну тонну спирта требовалось двенадцать тонн картофеля, а для изготовления шины для автомобиля в то время уходило около пятисот килограммов картошки. Заводы объявили комсомольскими стройками и сооружали с ошеломительной быстротой. В 1932-ом первый каучук дал Ярославский завод. Изначально в производственных условиях синтез дивинила проходил с трудом. Требовалась наладка оборудования, поэтому Лебедев вместе со своими сотрудниками отправился сначала в Ярославль, а потом в Воронеж и Ефремов. Весной 1934-го года в Ефремове Лебедев подхватил сыпной тиф. Он умер вскоре после возвращения домой на шестидесятом году жизни. Его тело было похоронено в Александро-Невской лавре.

Однако дело, которому он дал такое значимое основание, развивалось. В 1934-ом году Советский Союз выпустил одиннадцать тысяч тонн искусственного каучука, в 1935-ом – двадцать пять тысяч, а в 1936-ом – сорок тысяч. Сложнейшая научная и техническая задача была успешно разрешена. Возможность оборудовать автотехнику шинами отечественного производства сыграла немаловажную роль в победе над фашизмом.

На втором месте по производству синтетических каучуков в то время были немцы, которые активно готовились к войне. Их производство было налажено на заводе в городе Шкопау, который СССР после победы по условиям репараций вывез в Воронеж. Третьим производителем стали Соединенные Штаты Америки после потери в начале 1942-го года рынков природных каучуков. Японцы захватили Индокитай, Нидерландскую Индию и Малайю, где добывалось более 90 процентов натурального продукта. После вступления Америки во Вторую Мировую продажа им была приостановлена, в ответ правительство США менее чем за три года построило 51 завод.

Наука также не стояла на месте. Совершенствовались способы изготовления и сырьевая база. Синтетические каучуки по применению разделились на общие и специальные со специфическими свойствами. Возникли особые группы искусственных каучуков вроде латексов, отверждающихся олигомеров, пластификаторных смесей. К концу прошлого века мировое производство этой продукции достигло двенадцати миллионов тонн в год, производимой в двадцати девяти странах. Вплоть до 1990-го года наша страна удерживала первое место по объемам производства синтетического каучука. Половина произведенных в СССР искусственных каучуков шла на экспорт. Однако после развала Советского Союза ситуация изменилась в корне. С лидирующих позиций наша страна попала сначала в число отстающих, а потом опустилась до категории догоняющих. В последние годы наблюдается улучшение ситуации в этой отрасли промышленности. Доля России на мировом рынке производства синтетического каучука сегодня составляет девять процентов.

Основные периоды жизни

В 1874 году в Польше в городе Люблине в семье преподавателя (позже отец стал священником) родился будущий академик наук - Лебедев Сергей Васильевич.

После смерти отца, в девятилетнем возрасте, воспитывался у бабушки и дедушки.

В 1885 году пошел учиться в первый класс в гимназию в Варшаве. Учился неохотно, больше всего любил читать. Однако химию полюбил рано и уже в возрасте 17 лет начал ее преподавать.

По окончании гимназии Лебедев поступает на физико-математический факультет в Петербургский университет.

Замечание 1

В возрасте 26 лет с дипломом первой степени окончил Петербургский университет. После института в течение шести лет поочередно трудится в Петербургском жировом заводе, в институте путей сообщения, Петербургском университете, в Новоалександрии состоит на военной службе.

С 1906 года на протяжении 10 лет Лебедев работает в лаборатории А.Е. Фаворского в Петербургском университете, являясь одновременно с 1915 года профессором Женского педагогического института.

Некоторое время в 1906 году Лебедев проводит во Франции, где обучается у профессора Виктора Анри.

1908 год – первый доклад С.В. Лебедева о скоростях полимеризации эфиров акриловой кислоты на заседании Русского физико-химического общества.

В 1913 году Лебедев защищает диссертацию, получает золотую медаль и премию от Российской академии наук. В этом же году его избирают приват-доцентом Петербургского университета.

С 1916 года С.В. Лебедев – профессор Военно-медицинской академии в Ленинграде. В это же самое время он руководит созданной им в 1925 году лабораторией нефти в Ленинградском институте, позже преобразованной в лабораторию синтетического каучука, руководителем которой он являлся до конца своей жизни.

С 1932 года – академик наук СССР.

Умер С.В. Лебедев в возрасте 59 лет.

Научная деятельность

Замечание 2

Основные исследования С.В Лебедева лежат в области органической химии: изомеризации, полимеризации, а также гидрогенизации непредельных соединений.

Основные научные достижения:

1. Впервые в 1908-1913 годах были проведены исследования механизма и кинетики термической полимеризации диеновых углеводородов ряда аллена и дивинила. Лебедев выяснил условия раздельного синтеза циклических димеров ряда циклогексана и полимеров. Установил зависимость полимеризации от структуры начальных углеводородов.
2. В 1910 году впервые синтезировал синтетический бутадиеновый каучук.
3. Вел работы по изучению полимеризации этиленовых углеводородов, являющие основой современных методов промышленного полиизобутилена и бутилкаучука.
4. Разработал способ получения бутадиена из этанола, протекающий в одну стадию путем сочетанной каталитической реакции дегидрогенизации и дегидратации на цинк-алюминиевом катализаторе.
5. Получил синтетический каучук полимеризацией бутадиена под действием металлического натрия. Позже на основе данного каучука Лебедев разработал методы получения резины и резинотехнических изделий.
6. Благодаря исследованиям С.В. Лебедева, в СССР с 1932 года начала создаваться промышленное производство синтетического каучука.
7. В 30-е гг. был осуществлен цикл исследований в области гидрогенизации этиленовых углеводородов. В результате проведенных опытов была установлена зависимость скорости присоединения водорода по двойной связи от природы, величины и месторасположения заместителей в молекуле этилена.
8. Были разработаны методы получения загустителей смазочных масел из нефтяных фракций, которые широко используют для авиационных двигателей в производстве высоковязких смазок.

ЛЕБЕДЕВ Сергей Васильевич
(25.VII 1874 - 2.V 1934)

Российский химик, академик (с 1932 г.). Родился в г. Люблине. Окончил Петербургский университет (1900 г.). В 1900-1902 гг. работал на Петербургском жировом заводе (ныне завод им. Л. Я. Карпова) и в Институте инженеров путей сообщения.
В 1902-1904 гг. - в Петербургском университете, в 1904-1906 гг. - на военной службе в Новоалександрии. В 1906-1916 гг. - вновь в Петербургском университете в лаборатории А. Е. Фаворского, одновременно в 1915 г. - профессор Женского педагогического института.
С 1916 г. - профессор Военно-медицинской академии в Петрограде и одновременно руководитель организованной им в 1925 г. лаборатории нефти в Ленинградском университете, преобразованной затем в лабораторию синтетического каучука, руководителем которой он оставался до конца жизни.

Основные научные исследования посвящены полимеризации, изомеризации и гидрогенизации непредельных соединений. Впервые исследовал (1908-1913 гг.) кинетику и механизм термической полимеризации диеновых углеводородов ряда дивинила и аллена, установил условия раздельного получения циклических димеров ряда циклогексана, с одной стороны, и полимеров, с другой; определил зависимость полимеризации от структуры исходных углеводородов.

Впервые получил (1910 г.) образец синтетического бутадиенового каучука. Его книга "Исследование в области полимеризации двуэтиленовых углеводородов" (1913 г.) впоследствии стала научной основой промышленного синтеза каучука. С 1914 г. начал работы по изучению полимеризации этиленовых углеводородов, которые легли в основу современных промышленных методов получения бутилкаучука и полиизобутилена.

Разработал (1926-1928 гг.) одностадийный промышленный способ получения бутадиена из этилового спирта путем совмещенной каталитической реакции дегидрогенизации и дегидратации на смешанном цинк-алюминиевом катализаторе. Получил (1928 г.) синтетический каучук полимеризацией бутадиена под действием металлического натрия. На основе этого каучука разработал (1930 г.) методы получения резины и резинотехнических изделий.

С 1932 г. по способу Лебедева в СССР начала создаваться впервые в мире промышленность синтетического каучука. Осуществил (1930-е гг.) цикл исследований в области гидрогенизации этиленовых углеводородов, установил зависимость скорости присоединения водорода по двойной связи от величины, природы и местоположения заместителей в молекуле этилена. Разработал способы получения из нефтяных фракций загустителей смазочных масел, используемых в производстве высоковязких смазок для авиационных двигателей.

Всесоюзному НИИ синтетического каучука присвоено (1945 г.) имя С. В. Лебедева.

Сергей Васильевич Лебедев
1874– 1934

Имя С.В.Лебедева, известное химикам всего мира, неразрывно связано в нашем представлении с именем творца промышленности синтетического каучука.

А.Е.Арбузов

О сновные исследования С.В.Лебедева посвящены полимеризации и гидрогенизации непредельных соединений. Его имя связано с разработкой первого в мире промышленного способа получения синтетического каучука.

Сергей Васильевич Лебедев родился 25 июля 1874 г. в г. Люблине в семье священника. Сереже не было и семи лет, когда умер отец, и мать с детьми переехала к родителям в Варшаву. Среднее образование мальчик получил в Варшавской гимназии. Там он подружился с Егором Вагнером, сыном известного русского химика Е.Е.Вагнера, занимавшего тогда кафедру органической химии Варшавского университета. Он часто бывал в гостеприимном доме Вагнеров. Рассказы профессора о Н.Н.Зинине, А.М.Бутлерове, Д.И.Менделееве, Н.А.Меншуткине и других стали, по-видимому, одной из причин раннего увлечения юноши химией.

В 1895 г., получив аттестат об окончании гимназии, Лебедев отправился в Петербург и поступил на естественное отделение физико-математического факультета Петербургского университета. В этом городе жила родная тетка его матери, Мария Клементьевна. Она была замужем за тайным советником Петром Ивановичем Остроумовым, и у них было шестеро детей, близких по возрасту Сергею. Вскоре юноша стал желанным гостем в их семье. Особенно быстро он сблизился со своей двоюродной сестрой, художницей Анной, ставшей впоследствии его женой. Молодых людей часто можно было видеть на художественных выставках, в Эрмитаже, Русском музее.

Но не только на выставках и в музеях проводил время будущий ученый. В университете он увлеченно изучал неорганическую химию у Д.П.Коновалова, органическую – у Н.А.Меншуткина и А.Е.Фаворского, аналитическую – у В.Е.Тищенко. На третьем курсе Лебедев начал свои первые научные исследования и под руководством Фаворского успешно выполнил дипломную работу «Исследования трихлорметил-о -метоксифенилкарбинола», опубликованную позже в журнале Русского физико-химического общества.

В 1899 г. за участие в студенческих волнениях Лебедев был арестован и почти на год выслан из Петербурга. Лишь в 1900 г. он блестяще закончил университет, но остаться там для продолжения научной работы не удалось. Пришлось поступить лаборантом на мыловаренный завод А.М.Жукова. Вскоре Лебедев перешел на работу в комиссию по исследованию рельсовой стали при Институте инженеров путей сообщения, разработки которой были удостоены золотой медали на Международной железнодорожной выставке в Милане в 1907 г.

В 1902 г. Лебедева по ходатайству Фаворского пригласили на должность лаборанта отделения технической и аналитической химии Петербургского университета. Но это отнюдь не дало ученому возможности целиком посвятить себя научной работе. Даже получив желанное место, он не мог свести концы с концами (при окладе 800 рублей в год) и продолжал работать в комиссии по исследованию рельсовой стали, а затем, вплоть до завершения магистерской диссертации, постоянно давал уроки в средних учебных заведениях или проводил анализы, которые, как правило, не входили в круг его научных интересов.

В 1904 г. Лебедев вынужден был на время прервать работу в университете. Началась русско-японская война, и его призвали в действующую армию. Лишь через два года он наконец приступил к интенсивным исследованиям процессов полимеризации. Работа настолько занимала его, что, по словам Анны Петровны, они почти не виделись. Сергей Васильевич уходил в университет ранним утром, на час приходил к обеду, потом опять – в лабораторию и возвращался лишь поздней ночью.

В 1908 г. на заседании Русского химического общества он сделал предварительное сообщение о скорости полимеризации эфиров акриловой кислоты. Однако вскоре, оставив работы в этой области, ученый приступил к классическим исследованиям процессов полимеризации диеновых углеводородов. И уже на декабрьском заседании 1909 г. Лебедев демонстрировал каучукоподобный термополимер дивинила. Трудно представить, как мог ученый в такой короткий срок достичь столь поразительных результатов. Необходимо учесть, что всю работу Сергей Васильевич фактически выполнил один и ему только частично помогли два вольнослушателя Петербургского университета. После заседания многие из присутствовавших остались в зале, чтобы поздравить ученого. В ответ на поздравления Лебедев заметил: «Видите, два года работы – и лишь полчаса результатов. Такова жизнь химика: за каждым словом – годы труда. Но зато в этом наша сила».

С 1908 по 1912 г. Лебедев изучал кинетику и механизм термической полимеризации дивинила, его производных и углеводородов ряда аллена, установил фундаментальные закономерности, известные теперь как законы термополимеризации диеновых углеводородов.

Прежде всего он показал, что дивинил – простейший аналог изопрена и диизопропенила – также способен давать каучукоподобные продукты. Исследовав затем аналоги дивинила, ученый доказал, что все диеновые углеводороды этого ряда обладают данным свойством. Таким образом, Лебедев сформулировал фундаментальное правило, позволяющее исследователям рационально выбирать вещества для синтеза каучука.

Кроме того, Сергей Васильевич выявил, что в процессе полимеризации параллельно идет образование каучукоподобного полимера и димера – побочного нежелательного продукта, – одновременно показав: чем выше температура, тем больше образуется димера, т. е. определил температурные условия процесса получения синтетического каучука.

Результаты работ Лебедев обобщил в магистерской диссертации «Исследования в области полимеризации непредельных углеводородов», которую блестяще защитил в апреле 1913 г. Этот труд ученого часто называют классическим. Такая высокая оценка дана не только за исключительную ценность и значимость исследований автора, но и за строгую логичность изложения, четкость языка. Много лет спустя на торжестве в честь двадцатипятилетия деятельности ученого один из присутствовавших отметил, что в диссертации юбиляра кроме выдающегося научного содержания «есть большая красота. В ней есть удивительное равновесие, краткость и четкость формы». В ответном слове Лебедев сказал: «Если Вы находите эти качества в моей работе, то благодарите Анну Петровну – в ее искусстве я этому всему научился».

В 1914 г. Российская Академия наук наградила Сергея Васильевича премией и почетной золотой медалью.

В 1916 г. Лебедева избрали профессором Военно-медицинской академии по кафедре общей химии. Вся последующая педагогическая и научная деятельность ученого связана с академией. Здесь с учениками он выполнил и опубликовал цикл работ по полимеризации непредельных углеводородов, каталитической гидрогенизации непредельных органических соединений и по изучению действия флоридина (кислый алюмосиликат) на непредельные углеводороды; разработал одностадийный способ получения дивинила (бутадиена) непосредственно из этилового спирта в результате совмещенной каталитической реакции дегидрогенизации и дегидратации на смешанном цинкалюминиевом катализаторе:

По данным Лебедева, выход дивинила при этом составляет до 20%. Процесс идет при пропускании паров спирта над катализатором при температуре 400–500 °С. Получаемый продукт – дивинил – газ с температурой кипения, равной –4 °С. Он может быть получен также при сухой перегонке различных веществ, в том числе нефти и каменного угля. Однако простейшим способом получения дивинила является метод, предложенный Лебедевым.

Таким образом, исследование полимеризации ацетиленовых и этиленовых углеводородов, начатое еще в университетской лаборатории, он продолжил в академии.

Сергей Васильевич был всегда очень требователен к себе и другим. Он говорил, что химик должен быть чернорабочим, мыслителем, исследователем вещества. Необычайно высоко ценил ученый умение правильно выбрать и хорошо поставить опыт, чтобы получить надежный ответ на интересующий вопрос. «Побеждает в науке тот, – говорил он, – кто работает правильно». Немало приборов в лаборатории было сконструировано и собрано его руками. С большой ловкостью и мастерством выполнял он обязанности стеклодува, механика, монтера и своих учеников приучал работать так же. На работе он никогда не нервничал. Самое резкое его осуждение: «Это нехорошо». Иногда Сергей Васильевич работал до 4–5 часов утра. Но так было не всегда.

«Он умел отдыхать, – вспоминала Анна Петровна. – Лежал, разглядывал букашек, разбирал по лепесткам цветы, на Кавказе наловил черепах, устроил им загончик и часами наблюдал их сонный мир. Любил путешествовать». Сам Лебедев признавался: «Мне химии в лаборатории довольно. Когда я прихожу домой, я хочу отдохнуть. А отдыхаю я, когда смотрю красивые вещи». Он также не раз говорил, что после химии любимой его наукой была небесная механика. Он часами мог рассказывать о планетах, звездах, строении Вселенной.

Но вот другие строки из воспоминаний Анны Петровны: «Иногда он лежал на спине, и мне казалось, что он спит, а он вдруг вынимал записную книжку и писал в ней химические формулы... Вообще я много раз замечала, как Сергей Васильевич, сидя в концерте и, видимо, взволнованный музыкой, вдруг поспешно вынимал свою записную книжку или, если ее не было, торопливо брал афишу и начинал на ней записывать химические формулы и потом прятал ее в карман. То же самое происходило и на выставках».

Р аботая в Военно-медицинской академии, Лебедев выполнил самую важную из своих работ: решил задачу промышленного получения синтетического каучука (СК). В 1926 г. правительство объявило конкурс на лучшую работу по синтезу СК с премией в 100 000 рублей. Срок окончания конкурса был установлен 1 января 1928 г. По условиям, кроме описания способа, требовалось представить два килограмма СК и разработанную схему его заводского получения. Сырье для СК должно было быть доступным и дешевым, а каучук из этого сырья по качеству не ниже натурального и по стоимости не выше его.

С самого начала вопрос, участвовать или не участвовать в конкурсе, перед Лебедевым не стоял. Он организовал из своих учеников и сотрудников группу из семи человек и приступил к работе. В ее состав вошли: А.И.Якубчик, С.Г.Кибиркштис, Я.М.Слободин, В.П.Краузе, И.А.Волжинский и др. Якубчик так характеризует рабочую обстановку в лаборатории Военно-медицинской академии во время конкурса: «Работа никем не субсидировалась. Работали безвозмездно, во внеслужебное время по вечерам и в выходные дни. С.В. всем руководил, все направлял, вникая во все детали, каждую новую операцию он проводил сам и только после этого передавал ее помощникам. С осени 1927 года работа велась лихорадочным темпом с большим напряжением сил. Поспели ее выполнить к сроку только благодаря большому опыту С.В., его блестящей интуиции и его умению своим примером зажигать энтузиазмом помощников. Сырьем для получения дивинила вначале была нефть, но вскоре перешли на спирт».

В качестве катализатора полимеризации дивинила в каучукообразное вещество Лебедев предложил использовать металлический натрий. Это предложение встретило резкую критику и сопротивление со стороны многих химиков и инженеров. Использование больших количеств металлического натрия при повышенных температурах в среде углеводородного газа в заводских масштабах пугало многих своей необычностью и новизной. Ученый преодолел и это сопротивление, а практика снова доказала целесообразность предложенного им способа полимеризации.

Последующая практика блестяще подтвердила перспективность применения щелочных металлов и металлорганических соединений как инициаторов и катализаторов в реакциях полимеризации. В результате напряженной работы Лебедев с сотрудниками немногим более чем за полтора года разработал способ получения синтетического натрийбутадиенового каучука из этилового спирта. 1 января 1928 г. в жюри конкурса (находилось в Москве) поступило 2 кг полученного им каучука.

«В день отправки каучука в Москву, – пишет А.П.Остроумова-Лебедева, присутствовавшая при этом, – в лаборатории царило большое оживление. На всех лицах были написаны радость и удовлетворение. Сергей Васильевич по обыкновению был сдержан и молчалив, но по тому, как он смотрел и слегка улыбался, чувствовалось, что он доволен. Работа шла полным ходом до последней минуты. Сергей Васильевич торопился окончить описание процесса получения каучука. Каучук представлял собой большой кусок, формой напоминавший коврижку, цветом похожий на липовый мед. Он имел довольно резкий неприятный запах. Наконец описание способа получения каучука окончено, каучук упакован в небольшой ящик и в последнюю минуту, с риском опоздать на поезд, повезли его в Москву».

Условия конкурса были столь жесткими, что ни один из представленных образцов не отвечал полностью всем требованиям. Однако способ, разработанный Лебедевым, был признан лучшим и оказался единственным премированным на конкурсе. Экспертиза показала, что выход дивинила на затраченный спирт равен 22% вместо указанных Лебедевым в описании способа 20% (позже выход дивинила был доведен до 40%).

Способ получения СК из спирта был признан весьма ценным, и на его дальнейшую разработку отпущены необходимые средства. Осенью 1928 г. Лебедев представил в Главхимпром план дальнейших работ, необходимых для составления проекта опытного завода. Работа развернулась в Военно-медицинской академии, а также в лаборатории синтетического каучука Ленинградского университета. В течение 1930 г. в Ленинграде был построен Опытный завод лит. Б.

Сергей Васильевич был руководителем и вдохновителем всех работ, проводимых в лаборатории и на заводе. Им он отдавал все силы, считая, что уже «участие в грандиозном развертывании промышленного синтетического каучука есть награда, так как величайшее счастье видеть свою мысль превращенной в живое дело такой грандиозности».

С осени 1930 г. на Опытном заводе начались систематические работы по изучению свойств СК и приготовлению из него резины. Вскоре была доказана высокая техническая ценность изделий из СК. В 1931 г. Лебедев был награжден орденом Ленина за «особо выдающиеся заслуги по разрешению проблемы получения синтетического каучука».

В 1930-е гг. Лебедев провел исследования в области гидрогенизации этиленовых углеводородов, установил зависимость скорости присоединения водорода по двойной связи от величины, природы и местоположения заместителей в молекуле этилена. Он разработал способы получения из нефтяных фракций загустителей смазочных масел, используемых для авиационных двигателей.

Широкая научная деятельность ученого получила признание в Академии наук СССР. В 1928 г. он был избран членом-корреспондентом, в 1932 г. – действительным членом академии.

В Академии наук Лебедев с присущей ему энергией быстро организовал лабораторию высокомолекулярных соединений. В феврале 1934 г. она начала функционировать, но не прошло и трех месяцев, как неожиданная болезнь в короткий срок сломила хрупкий организм ученого.

Сергей Васильевич скончался 2 мая 1934 г. от сыпного тифа. Он похоронен в Александро-Невской лавре, в некрополе деятелей искусств, и его могила расположена недалеко от могил П.И.Чайковского и А.П.Бородина, Н.А.Римского-Корсакова и А.И.Куинджи. На памятнике лаконичная надпись: «Академик Сергей Васильевич Лебедев – изобретатель синтетического каучука».

Л и т е р а т у р а

Андрусев М.М., Андрусева Е.М. С.В.Лебедев . Пособие для учащихся. М.: Просвещение, 1981, 92 с.

Книга содержит много интересных сведений о жизни и деятельности С.В.Лебедева, людях, с которыми он общался и работал. Адресуя издание школьникам, авторы подробно разбирают основные этапы научных исследований ученого, посвященные полимеризации, изомеризации и гидрогенизации непредельных углеводородов. Специальные главы рассказывают о работах по синтезу синтетического каучука, строительстве и пуске опытного завода, вводе в эксплуатацию заводов в Ярославле, Воронеже. Увлекательно написана заключительная глава, повествующая о длинной истории изучения каучука, его использовании индейцами, первом знакомстве европейцев с «эластичной древесной смолой», отчете французского ученого Ш. де Кондамина о добыче, переработке и применении каучука и многом другом.

Пиотровский К.Б. Лебедев в Петербурге – Петрограде – Ленинграде. Выдающиеся деятели науки и культуры в Петербурге – Петрограде – Ленинграде. Л.: Лениздат, 1986, 222 с.

Почти сорок лет жизни, научной и педагогической деятельности С.В.Лебедева предстанут перед читателем этой прекрасно написанной книги. Большой интерес вызывают страницы, рассказывающие о приезде Лебедева в город на Неве, знакомстве с Анной Петровной и ее друзьями – А.Н.Бенуа, Е.Е.Лансере, Л.С.Бакстом, В.Ф.Нувелем, А.П.Нуроком, А.Л.Обером, – путешествии в Италию, первых шагах в науке, защите магистерской диссертации, работе над созданием синтетического каучука.
Автор талантливо характеризует Лебедева как человека, описывает среду, в которой он жил и работал. Так, Лебедевы часто встречались с семьями Келлер, Анненковых, Нарбут, Бакста, были в очень хороших отношениях с К.А.Сомовым, дружили с К.С.Петровым-Водкиным и его женой. Зимой Сергей Васильевич вместе с Кузьмой Сергеевичем часто катался на коньках.
Немало встреч за дружеской беседой проводили Лебедевы со скульптором П.П.Трубецким, работающим над памятником Александру III. Любили Лебедевы заходить к Бенуа, у которого, по воспоминаниям Анны Петровны, хотя и не бывало особенно весело, но всегда можно было увидеть интересных людей. У Бенуа Лебедевы встречали французских и английских посланников, дипломатов, известных артистов. Это лишь незначительная часть любопытных фактов из жизни Лебедева, представленных в книге. Автор широко использовал архивные документы, воспоминания людей, близко знавших ученого.

Р е к о м е н д у е м т а к ж е:

Голованов Я.К. Сергей Лебедев . Этюды об ученых. М.: Молодая гвардия, 1983, с. 215–218; Сергей Васильевич Лебедев . Книга для чтения по химии. Ч. 2. М.: Учпедгиз, 1961, с. 427–433; Сергей Васильевич Лебедев . Книга для чтения по органической химии. М.: Просвещение, 1985, с. 120–125; Балезин С.А., Бесков С.Д . Сергей Васильевич Лебедев . Выдающиеся русские ученые-химики. М.: Просвещение, 1972, с. 191–197; Сергей Васильевич Лебедев . Люди русской науки. Кн. 1. М.: Физматгиз, 1961, т. 1, с. 582–587; Арбузов А.Е . Академик Сергей Васильевич Лебедев . Избранные работы по истории химии. М.: Наука, 1975, с. 220–233; Пиотровский К.Б . Сергей Лебедев. (Жизнь замечательных людей.) М.: Молодая гвардия, 1960, 233 с.; Сергиенко С.Р . Академик Сергей Васильевич Лебедев : Жизнь и научная деятельность. М.: Изд-во АН СССР, 1959, 126 с.

Г.В.Шандуренко