Когда химия была царицей наук

Ярко выраженных межпредметных разграничительных линий в науке и технике не существует. Химия — не исключение: один и тот же химический процесс может использоваться при изготовлении лекарственного вещеста, минерального удобрения, топливного компонента и взрывчатки. Сегодняшний рассказ посвящен важнейшим драйверам, которые в XIX и XX веках обусловили бурный научно-технический прогресс в промышленной химии и смежных отраслях, включая нефтехимию и нефтепереработку.

Опыты на дому

Все началось с того, что в 1856 году Уильям Перкин, 18-летний студент лондонского Королевского химического колледжа, ученик выдающегося немецкого химика Августа фон Гофмана, в своей домашней лаборатории на Кэйбл-стрит в Ист-Энде сделал великое открытие: из анилина, частично преобразованного химической реакцией в сырую смесь, с помощью экстракции спиртом была выделена субстанция ярко-пурпурного цвета, названная мовеином.

Сильное слово «великое» употреблено неслучайно — недорогой и стойкий перкинский краситель существенно, в несколько раз удешевил производство тканей. Кроме того, важно учитывать, что именно текстильная индустрия Англии (наряду со сталелитейной) была основным движителем промышленной революции и в туманном Альбионе, и в Европе в целом.

Перкин собрал внушительную коллекцию почетных званий и престижных наград, был произведен в рыцари Британской империи и стал первым обладателем награды, названной в его честь — медали Перкина, которая сегодня является высшей наградой в области промышленной химии. А вот с точки зрения бизнеса фундаментальное перкинское открытие, как и изобретение других синтетических красителей, более эффективно коммерциализировала Германия, имевшая мощную научно-исследовательскую, лабораторную и промышленную базу химической отрасли, ядром которой была Badische Anilin und Soda Fabrik (BASF). 

Два Фридриха

BASF была создана в 1865 году в Людвигсхафене (Рейнская область, ныне — земля Рейнланд-Пфальц) богатым шахтовладельцем Фридрихом Энгельхорном (не путать с Фридрихом Энгельсом, который тоже был крупным фабрикантом, но только в другой отрасли — текстильной). Изначальная задача угледобытчика была локальной и заключалась в утилизации каменноугольной смолы (дегтя), побочного продукта производства каменноугольного кокса и коксового газа, применяемых в черной металлургии. 

Почти сразу предприимчивый Энгельхорн понял, что нащупал «золотое дно» — производство красителей приносило кратно бóльшие доходы, нежели добыча коксующихся углей. При этом дальновидный Фридрих не только не жалел денег на науку, но сделал НИОКР одной из приоритетных задач компании. 

Более того, владелец BASF пригласил на пост президента компании молодого талантливого химика Генриха Каро, ученика великого Роберта Бунзена. До прихода в бизнес Каро успел синтезировать индулин (пищевое волокно, сырье для получения фруктозы) и разработать промышленные методы получения новых красителей — коричневого («Бисмарк») и желтого («Марциус»). Став топ-менеджером, Каро не прекратил научную деятельность, открыв формулы и разработав техпроцессы новых красителей всех цветов радуги, а также лекарственных и ароматических средств — ализарина, акридина, эозина, хризоидина, метилена, хлоридидина, индола, нафтола, аурамина. После ухода из компании ученый увековечил свое имя в обозначении открытой им мононадсерной кислоты H₂SO_5, названной «кислотой Каро».

За 20 лет руководства BASF Каро открыл в Людвигсхафене 19 химических лабораторий! Количество патентов, зарегистрированных компанией, перевалило за сотню. Немудрено, что к концу XIX века BASF, практически монополизировавшая химпром в Германии, стала крупнейшей химической и фармакологической корпорацией мира.

«Наследила» компания и в России, открыв в Москве, в Бутырском районе, на улице Вятской крупную фабрику. Отметим, что для BASF Россия была третьим по значимости рынком сбыта после Великобритании и США.  

Жизнь и смерть

Фриц Габер

В начале века BASF решила создать новые продукты — минеральные удобрения — и новую отрасль — агрохимию. По заказу компании очередные талантливые ученики Роберта Бунзена и Августа фон Гофмана — Фриц Габер и Карл Бош — разработали названный впоследствии их именами процесс получения аммиака из водорода и атмосферного азота в условиях высоких температур и высокого давления и в присутствии катализатора.

Карл Бош

Процесс Габера — Боша стал важнейшей вехой в промышленной химии, поскольку он сделал производство азотных удобрений, взрывчатых веществ и химического сырья независимым от поставок полезных ископаемых, добываемых на удаленных месторождениях (например, нитрат натрия — чилийская селитра — добывался практически исключительно в далекой Чили). Дешевизна азотных удобрений резко повысила плодородность почв и благосостояние миллиардов людей. Так, в настоящее время общее производство удобрений на основе синтезированного аммиака составляет около 150 млн тонн в год, и плодами их применения пользуется половина населения Земли. И Габер, и Бош получили Нобелевскую премию.

При этом оба выдающихся ученых — персонажи, скажем так, «черно-белые». Так, Габер по праву считается «отцом химического оружия». Более того, в разгар Первой Мировой войны он, получив звание капитана инженерных войск, помимо научных штудий и лабораторных опытов, лично организовал первую крупную газовую атаку немецких войск. Это произошло 22 апреля 1915 года в северо-западной Бельгии, недалеко от печально знаменитого города Ипр. Там, атакуя позиции британских войск, немцы выпустили сразу 180 тонн хлора. Были отравлены 15 тыс. англичан, треть из которых погибли. (Не стоит забывать, что германский приоритет в использовании отравляющих веществ на поле боя исключительно ситуативен. Все воюющие державы разрабатывали и имели на вооружении химическое оружие. Уже 25 сентября 1915 года оно было применено британцами на западном фронте. А Уинстон Черчилль, например, так отзывался о применении отравляющих веществ во время операции в Афганистане (1919 год): «I am strongly in favour of using poisoned gas against uncivilised tribes» — ред.). Спустя 10 дней жена Габера, Клара Иммервар, тоже талантливый химик, категорически возражавшая против разработки и применения боевых отравляющих веществ, выстрелила себе в сердце из табельного револьвера своего мужа. (Точные причины самоубийства неизвестны и могут быть любыми, в том числе и сугубо бытовыми, никак не связанными с профессиональной деятельностью мужа; вскрытие также не проводилось, что оставляет открытым вопрос о возможных патологиях, в том числе и энцефалопатий различной этимологии. — прим. ред.)

Опора режима

С Бошем ситуация была еще сложнее. Он работал на BASF с 1899 года, с 1907 года возглавлял в компании экспериментальную лабораторию по фиксированию атмосферного азота. В 1925 году, после слияния BASF с пятью другими химическими и фармакологическими компаниями (Bayer, AGFA, Hoechst, Weiler ter Meer и Griesheim-Elektron) и образования гигантского концерна Interessen-Gemeinschaft Farbenindustrie AG (IG Farben) Бош был назначен президентом этого монстра. 

Бывший головной офис IG Farben

С приходом к власти нацистов в 1933 году Бош был повышен до председателя Совета директоров IG Farben, а в 1937 году стал преемником великого Макса Планка на посту президента Общества кайзера Вильгельма (по сути, академии наук Германии) и, таким образом, руководителем всей немецкой науки. 

IG Farben был важнейшей экономической опорой нацистского режима — в 1939 году этот промышленный гигант давал рейху 90% валюты от экспорта. Соответственно, концерн был напрямую замешан в многочисленных преступлениях против человечности — например, на всех заводах IG Farben по производству синтетического бензина работали, в основном, заключенные концлагерей (подробнее об этом — в материале «Синтетика на крови»). Очевидно, что часть ответственности за это лежит и на руководителе концерна. 

Справедливости ради отметим, что Бош очень негативно относился к антисемитскому законодательству, активно поддерживал преследуемых еврейских ученых и в весьма сильных выражениях критиковал антинаучную нацистскую политику. В конце жизни Бош сильно запил и вошел в полосу затяжных депрессий. В 1939 году, после начала Второй Мировой войны, он предпринял неудачную попытку самоубийства. Скончался Бош в апреле 1940 года, прожив ровно столько же, сколько и его «подельник» Габер — 65 лет. 

Тем временем, научная и опытно-технологическая работа в IG Farben кипела — в 1928 году там был разработан первый коммерческий антифриз (торговая марка Glysantin), в 1929 — налажено крупнотоннажное производство стирола (базового сырья для производства пластмасс и синтетических волокон), в 1931 — пенополистирола (пенопласта), в 1932 — магнитной ленты для аудио- и видеозаписи, 1939 — капрона. 

После войны концерн был денацифицирован и разделен на 12 компаний. Огромное здание штаб-квартиры IG Farben во Франкфурте-на-Майне было передано университету имени Гете. Немецкий химпром и отраслевая наука от децентрализации и демонополизации только выиграли.