Херман Колбе

Херман Колбе (1818–1884) не бил само научник; тој бил еден од столбовите врз кои се издигнала модерната органска хемија, но и нејзиниот најстрог критичар. Како првороден син на протестантски пастор од околината на Гетинген, уште од детството во себе ги вткал дисциплината и стремежот кон апсолутна вистина. Својот научен пат го започнал кај Friedrich Wöhler, а подоцна се оформил како истражувач работејќи како асистент кај Robert Bunsen. Престојот во Лондон, каде што соработувал со Edward Frankland, му дал поширока научна перспектива, но неговата вистинска лабораториска татковина останале Марбург и Лајпциг, каде што ја изградил својата научна школа.

Во времето кога Колбе ја започнувал својата кариера, витализмот сè уште имал силно влијание врз научната мисла. Верувањето дека органските супстанци можат да се создадат само под дејство на „животна сила“ било длабоко вкоренето. Колбе бил меѓу оние што решително се спротивставиле на ова гледиште. Со извонредна експериментална умешност успеал да синтетизира оцетна киселина од неоргански извори, демонстрирајќи дека границата меѓу живото и неживото е хемиска, а не мистична. Поедноставената шема на оваа трансформација може да се прикаже како низа од реакции:

CS₂  →  CCl₄  →  C₂Cl₄  →  CCl₂=CHCl  →  CH₃COOH

што симболично го претставува патот од едноставни неоргански соединенија до класично органско соединение.

Името на Колбе денес е нераскинливо поврзано со неколку фундаментални реакции што ја обликувале органската хемија. Неговата електролиза на соли на карбоксилни киселини претставува еден од првите јасни докази за постоењето на слободни радикали.

При овој процес, два ацетатни јони се трансформираат според равенката

2 CH₃COO⁻  →  C₂H₆  +  2 CO₂

при што на анодата се формира метил-радикал преку реакцијата

CH₃COO⁻  →  CH₃·  +  CO₂  +  e⁻

а потоа два вакви радикали се спојуваат во молекула на етан. Овој едноставен, но длабоко значаен механизам ја отвори вратата кон разбирањето на реакциите на радикали.

Колбеовата реакција, која се одвива како процес на електролиза, резултира со оксидативна декарбоксилација на карбоксилните киселини, при што се создаваат слободни радикали кои потоа се димеризираат, формирајќи симетрични продукти.

На пример, процесот на Колбеова електролиза може да се одвива во воден раствор на натриум ацетат. Ацетатните јони се декомпонираат и формираат метил радикали. Тие се комбинираат со други слободни метил радикали, што доведува до генерирање на етан. Општо земено, методот на Колбеова електролиза користи натриумови соли на масни киселини за да формира соодветни алкани како крајни продукти.

Слична електрохемиска синтеза може да се примени и за добивање на пософистицирани производи. Доколку почетната смеса вклучува две различни киселини, реакцијата резултира со три различни производи кои се добиваат преку вкрстена реакција (cross-reaction) на двата различни слободни радикали.

Електролитичката декарбоксилација на 1,2-дикарбоксилни киселини резултира со формирање на двојни или тројни хемиски врски. Кога карбоксилните групи во молекулата се наоѓаат на поголемо растојание една од друга, електролитичката декарбоксилација може да доведе до интрамолекуларна радикална циклизација на реакциониот продукти.

Подеднакво значајна е и Колбе–Шмит реакцијата, развиена во соработка со Rudolf Schmitt, која овозможува карбоксилација на натриум фенолат со јаглерод диоксид. Реакцијата може да се прикаже како

C₆H₅ONa  +  CO₂  →  C₆H₄(OH)COONa

 по што следи закиселување:

C₆H₄(OH)COONa  +  HCl → C₆H₄(OH)COOH  +  NaCl

Производот, салицилната киселина, станал клучен интермедиер во синтезата на аспиринот, што ја прави оваа реакција не само научно, туку и индустриски исклучително важна.

Друг значаен придонес е таканаречената Колбеова нитрилна синтеза, со која се овозможува продолжување на јаглеродната низа преку реакцијата:

R–X  +  KCN  →  R–CN  +  KX

Овој метод претставува едноставен, но моќен начин за добивање нови органски соединенија и одиграл важна улога во развојот на синтетичката органска хемија.

Приватниот живот на Колбе бил далеку помирен од неговата јавна научна дејност. Неговиот брак со Шарлота фон Барделебен бил стабилен и исполнет со меѓусебна почит, а нивниот дом во Лајпциг претставувал засолниште од научните конфликти. Сепак, по нејзината смрт во 1876 година, неговиот карактер станал уште поостар. Како уредник на списанието Journal für Praktische Chemie, тој не се воздржувал од остри и често сурови критики кон своите колеги. Особено жесток бил во нападите кон новите теоретичари.

За August Kekulé велел дека создава „научни бајки“, додека теоријата на Jacobus Henricus van 't Hoff за тродимензионалната структура на јаглеродот ја нарекол „халуцинација“. За него, секоја хемиска вистина морала да биде потврдена преку експеримент, а не преку апстрактна теорија.

Иронијата на неговата научна судбина лежи во фактот што токму тој обучил генерација хемичари, меѓу кои Alexander Zaitsev, Vladimir Markovnikov, Ernst Otto Beckmann и Theodor Curtius, кои подоцна станале носители на модерната органска хемија и ги развиле токму оние концепти што тој ги оспорувал.

Колбе починал ненадејно во 1884 година во Лајпциг, оставајќи зад себе сложено, но величествено наследство. Иако неговиот остар јазик му донел бројни непријатели, неговите експериментални достигнувања биле толку фундаментални што не можеле да бидат игнорирани. Тој останува запаметен како последната голема фигура што се обидела да ја одбрани класичната, строго експериментална хемија од надоаѓачкиот бран на апстрактната теорија.

Херман Колбе е пример за научник кај кого генијалноста и тврдоглавоста одат рака под рака. Неговото дело нè потсетува дека науката не напредува само преку хармонија и согласност, туку и преку судири, сомнежи и непопустлива потрага по вистината. За него, вистината никогаш не била прашање на претпоставка, туку на доказ – нешто што, како што самиот верувал, секогаш може да се пронајде на дното на епруветата.