Из девственной субстанции крахмала в сторону цветка развертывается богатый спектр субстанций. В направлении корня крахмал уплотняется в субстанцию каркаса – в целлюлозу. Целлюлоза, древесина, представляет в растении принцип прочности. Корень, соответственно все корневое, больше всего эмансипируется от годового ритма. Листья и цветы преходят, корень же, перезимовав, весной выпускает из себя новую жизнь. Но даже когда все растение целиком погибает, целлюлозные части продолжают далее свою мумифицированную жизнь. Определенные обстоятельства метеорологического и геологического характера способствуют этому процессу мумификации. Так, в земных слоях мы находим давно исчезнувший растительный мир в виде залежей бурого и каменного угля.
Древнейший уголь – это каменный уголь, его происхождение уходит в первобытные времена. Понятно, что растительность, лежавшая в основе образования каменного угля, нельзя сравнить с нашими сегодняшними формами растений, и остается под вопросом, были ли они и насколько вообще по своей структуре такими плотными и твердыми, как наши сегодняшние физические растения.
Если уголь не просто сжигать, но нагревать без доступа воздуха (сухая перегонка), то в процессе полукоксования, в зависимости от вида и происхождения угля, выделится больше или меньше газа. Уже в начале нашего столетия сначала в Англии, а затем повсюду на континенте это свойство использовалось для получения светильного газа. Светильный газ представляет собой смесь огненного вещества и различных углеогненных веществ, таких как метан, этан, этилен, ацетилен и другие.
Остатком при сухой перегонке является кокс, используемый для обогрева домов, позднее он стал использоваться для плавки железной руды, особенно для получения определенных сортов железа.
Побочный продукт, который образуется при этих процессах, – это смола (деготь). Вначале смола рассматривалась только как бесполезный побочный продукт, пока техника не научилась использовать ее составные части. Сегодня смола не только не является бесполезным побочным продуктом, но служит основой для большой части всей нашей химической индустрии.
При выделении отдельных фракций из смол посредством дистилляции получают, наряду с твердым остатком, отдельные продукты дистилляции, от фракций, кипящих при низких температурах (легкие масла), через средние масла к тяжелым маслам. В зависимости от вида и происхождения угля также и продукты дистилляции по своей химической природе различны.
Смола бурого угля содержит по большей части парафины, тогда как каменноугольная смола состоит почти исключительно из циклопарафинов. Эти химические различия важны для понимания последующего и должны быть здесь кратко пояснены. Обеим группам веществ свойственен характер химической инертности. Отсюда название парафина (parum affinis – без сродства). В самом деле, эти вещества так мертвы, что не подвержены действию сильнейших химических агентов. Их можно кипятить в сильнейших растворах кислот, например, в концентрированной серной кислоте, без того чтобы в них что-либо изменилось.
Анализ показывает, что они состоят из углерода и огненного вещества, то есть являются угле-огненными веществами (углеводородами). Однако структура этих угле-огненных веществ различна, в зависимости от того, из бурого или каменного угля они получены. Ранее мы говорили, что необычная формирующая сила угля в углеродной химии находит свое выражение в том, что обладающий четырьмя силовыми связями углерод может соединяться с самим собой, отсюда возникает колоссальное разнообразие комбинаций структур. Так, парафины являются угле-огненными веществами с открытой цепью, тогда как циклопарафины имеют цепь циклической структуры, а именно шестичленное кольцо. Вследствие этого отличия структур парафинов и циклопарафинов определяется их пригодность для химических преобразований, как это станет ясным в дальнейшем.
Нефть (сырая нефть) показывает состав, подобный смоле, полученной из бурого угля. При фракционной дистилляции она также дает продукты парафинового ряда: бензин, керосин, парафиновое масло, парафин. Нефть можно рассматривать как естественную смолу, которая, возможно, образовалась в результате коксования обуглившихся растительных остатков в результате земных катастроф.
В то время как смола, полученная из бурого угля, уже сравнительно давно перерабатывается в горючие вещества, смазочные вещества и парафин, и таким образом превратилась в предпосылку расцвета машинной техники, каменноугольные смолы еще до середины 19-го столетия были бесполезным побочным продуктом, опустошавшим поля в окрестностях газовых фабрик и коксохимических комбинатов. Только с 1846 года начали использовать отдельные фракции для пропитки железнодорожных шпал и потом вообще древесины, поскольку было обнаружено бактерицидное, враждебное жизни действие этих фракций.
Причина этого лежала в устойчивости продуктов каменноугольной смолы при воздействии как химических, так и окисляющих агентов. Продукты каменноугольной смолы не так легко сгорали, как продукты бурого угля, и поэтому не годились в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания. Поскольку они не обладали также вязкостью парафинов, они не могли быть использованы как смазочные материалы.
И только когда удалось найти в смеси серной и азотной кислоты средство, способное воздействовать на циклопарафины, лед был сломан. При обработке бензола названной нитрирующей смесью получался нитробензол, названный также ложным миндальным маслом.
Этот нитробензол имеет выраженный аромат и используется сегодня для ароматизации ваксы для паркета, сапожного крема и т.п. Отсюда вся обширная область химии циклопарафинов названа «ароматической химией». В противоположность этому химия открытых цепей названа «алифатической химией», поскольку посредством предварительного окисления этих продуктов получают вещества, имеющие характер жирных кислот (алифатическое = жирное).
Нитрация бензола действительно была настоящим прорывом. Отсюда ароматическая химия начала развиваться гигантскими шагами. Путем различных процессов синтеза будут, очевидно, получены миллионы новых веществ.
Из нитробензола посредством восстановления при помощи огненного вещества получают анилин. Когда удается при помощи изощренных процессов (диазотирование и копулирование) добиться накопления воздушного вещества, возникают первые синтетические красители.
В 1856 году Перкин выпустил в продажу первые анилиновые красители. В 1866 году Байер нашел метод технического синтеза индиго, и вскоре после этого поступили в продажу кубовые красители группы индантрена, бензантрена и т.д. и прочие современные красители.
На это грандиозное техническое развитие было направлено колоссальное прилежание и сила рассудка. Непрекращающееся человеческое самопожертвование и необычные стечения обстоятельств характерны для жизненного пути людей, способствовавших этому развитию. Потрясает, например, судьба Рунге, как он при тяжелых личных обстоятельствах снова и снова обращается к проблеме каменноугольной смолы, пока в 1834 году ему удалось при обработке определенных фракций каменноугольной смолы хлорной известью получить голубовато окрашенный продукт реакции. Но прошло два столетия, пока острый ум Гофмана позволили это наблюдение Рунге обратить на технические нужды.
В 1858-1865 годах Кекуле создал новую структурную химию, что способствовало исследованиям новых красителей. Пример того, какую роль сыграла судьба: Кекуле сидел на крыше лондонского омнибуса и задремал. Он проехал свою остановку, но зато увидел сон, в котором атомы углерода, взявшись за руки, кружились вокруг него хороводом. Это вдохновило его на создание структурной химии.
Немного прошло времени, пока открыли, что вещества из этой области, промежуточные продукты при получении синтетических красителей, оказывают воздействие на человеческий организм, и так началась эра синтетических лекарств. Из фенола стали получать салициловые препараты, аспирин и др.
Возникла химиотерапия, которая пыталась применить опыт исследований в химии красителей. Так же, как в химии красителей посредством добавления боковых цепей к бензольному кольцу получают различные оттенки цвета, которые даже можно рассчитать заранее, так химиотерапия имеет ядро, реагирующее с плазменным веществом организма, и посредством добавления побочных цепей достигается вариация его действия. Таким образом, например, возник препарат сальварсан, полное научное название которого следующее: солянокислый пара-диокси-мета-диамино-арсенобензол.
Среди промежуточных продуктов производства красителей были обнаружены сладкие на вкус вещества, тогда началось систематическое производство синтетических веществ, максимально сладких на вкус. Так возникли сахарин, дульцин и другие синтетические сладкие вещества.
Прасубстанцией всего этого развития является нитробензол, имеющий, как было сказано, ароматический характер; но здесь также посредством планомерного синтеза было получено множество других ароматических веществ. Развилась целая ветвь парфюмерной промышленности, знающая сегодня целый ряд синтетических соединений, имитирующих различные ароматы растений.
Нельзя отрицать, что все развитие химии смол представляет собой колоссальный триумф человеческого интеллекта. Но какая мировая духовность стоит за всеми этими явлениями и что представляют собой эти субстанции в связи с мировым целым?
Давайте еще раз оглянемся на путь становления естественного спектра субстанций, исходя от крахмала, представив его в образе: как в мировом дыхании разрыхляется субстанция крахмала и следом за сахаром возникает окраска цветка, ароматические вещества, мед, масла и лекарственные вещества растения. Развитие вниз идет в направлении уплотнения и минерализации, через целлюлозу, через биологический нулевой пункт, то есть уголь и соответственно угольные смолы. В них человеческий интеллект начаровывает отраженную область синтетических красителей, синтетических ароматических веществ, сахарина и других синтетических сладостей, область минеральных масел и синтетических лекарственных средств.
Когда мы сопоставим обе области, то создается впечатление, что вверху, в вечном сглаживании между живыми действенными полярностями, в бесконечных метаморфозах между Небом и Землей, лежит биологическая область динамической действительности. Напротив, образно говоря, подземное царство химии смол представляется нам фантомным отражением того, что Космос создает динамически. В этой подземной области господствует не динамика, а статика атомного мира, исчислимые явления. Несмотря на исчислимость явлений, нам этот мир не может казаться более реальным, чем зеленеющий, цветущий и плодоносящий растительный мир.
