Виланд (Wieland), Генрих Отто

Немецкий химик Генрих Отто Виланд родился в Пфорцхайме, в семье фармацевта Теодора Виланда и Элизы (Блом) Виланд. Получив начальное и среднее образование в местных школах, он изучал химию в университетах Мюнхена, Берлина и Штутгарта. В 1901 г. в Мюнхенском университете ему была присуждена докторская степень, затем он работал здесь лектором, а в 1909 г. стал адъюнкт-профессором. Четыре года спустя Виланд был назначен профессором Мюнхенского технического университета. Во время первой мировой войны, находясь в отпуске, ученый с 1917 по 1918 г. работал у Фрица Габера в Институте физической химии и электрохимии кайзера Вильгельма в Берлине, где принимал участие в осуществляемых Германией усилиях по разработке химического оружия. После войны он вернулся в Мюнхенский технический университет, на свою прежнюю должность, которую занимал до 1921 г., после чего в течение трех лет работал во Фрейбургском университете. С 1924 г. Виланд вновь в Мюнхенском техническом университете, но теперь уже в должности заведующего кафедрой органической химии и директора лаборатории Байера (названной именем Адольфа фон Байера). Этот пост он занимал вплоть до ухода в отставку в 1950 г.

Не разделяя наблюдавшуюся среди ученых тенденцию к сосредоточению внимания на все более узких областях науки, Виланд внес значительный вклад в развитие самых разных направлений органической химии. Он занимался также многими проблемами, не затронутыми его предшественниками.

Сначала Виланд изучал химию органических азотных соединений, особенно механизм присоединения оксидов азота к углерод-углеродной двойной связи и нитрирование ароматических углеводородов, затем последовательность происходящих реакций и промежуточные соединения, возникающие при синтезе гремучей кислоты из этанола, азотной кислоты и ртути. Анализ цветной реакции гидразина привел ученого к открытию свободных радикалов азота (высокоактивных групп атомов, обладающих неспаренным электроном). Виланд и его коллеги опубликовали более 90 статей, посвященных исследованиям азотных соединений.

В 1774 г., когда французский химик Антуан Лавуазье описал роль кислорода в реакциях горения, химики полагали, что этот процесс вызывается «активированным» (высокоактивным, нестабильным) кислородом. Опираясь на исследования, проводимые его предшественниками в течение десятилетий, Виланд создал теорию дегидрирования, основанную на активации водорода. Он объяснял окисление многих органических и неорганических соединений как дегидрирование (например, удаление атомов водорода из фосфористой и муравьиной кислот или образование серной кислоты из диоксида серы). Виланд объединил предметы органической химии и биохимии, продемонстрировав процесс дегидрирования в живых клетках (например, превращение ацетатов в янтарную кислоту в обедненных кислородом дрожжевых клетках).

Еще одна тема исследований ученого, которой он заинтересовался в 1912 г. и продолжал заниматься всю жизнь, касается химии желчных кислот – веществ, содержащихся в желчном пузыре и способствующих усвоению липидов. Используя классические методы органической химии, лишенный возможности применить такие современные технологии научного исследования, как спектрометрия, хроматография и рентгеновский анализ, Виланд предпринял то, что он позднее описал как «долгий и невыразимо изнуряющий переход через бесплодную пустыню структуры». Факт, что холевая, дезоксихолевая и литохолевая кислоты могут быть превращены в холановую кислоту, указывал на то, что эти желчные кислоты обладают одинаковым углеродным каркасом и отличаются друг от друга только числом присоединенных гидроксильных (–ОН) групп. Приблизительно в то же самое время Адольф Виндаус превратил холестерин в холановую кислоту, доказав таким образом тесную структурную связь между желчными кислотами и холестерином. Тогда группа ученых под руководством Виланда осуществила следующий шаг – расщепление желчных кислот, что привело к неубедительным результатам относительно размеров углеродных колец. В 1932 г. английские химики Отто Розенхейм и Хэролд Кинг с помощью рентгеновской кристаллографии показали, что все эти вещества являются стероидами (органическими соединениями со структурой, состоящей из четырех углеродных кислот). Виланд отметил, что, поскольку желчные кислоты соединяются с жирами и углеводородами с образованием коллоидного раствора в воде, физиологическая функция желчных кислот заключается в переводе пищевых жиров в водную среду.

В 1927 г. ученому была присуждена Нобелевская премия по химии «за исследования желчных кислот и строения многих сходных веществ». В своем вступительном слове от имени Шведской королевской академии наук X.Г. Седербаум подчеркнул важность решения Виландом проблемы, которую Седербаум назвал, «без сомнения, самой сложной из всех, с какими когда-либо сталкивалась органическая химия». Отметив, что «Виланду удалось получить из желчи насыщенную кислоту, которую можно рассматривать как исходное вещество для получения желчных кислот», Седербаум сравнил это с подобными же открытиями, сделанными Виндаусом: «Когда Виндаус... получил такое же исходное вещество, холановую кислоту, из холестерина, это ясно указывало на тесную связь между холестерином и желчными кислотами».

В других своих работах Виланд занимался изучением химии веществ, встречающихся в природе: морфия и стрихнина, алкалоидов кураре и лобелии, ядовитых циклопентидов – фаллоидина и аманитина, – выделяемых из бледной поганки, яда поганок и пигментов крыла бабочки (птеринов).

В 1908 г. Виланд женился на Жозефине Бартманн. У них было три сына (один из них, Теодор, определил точную структуру фаллоидина) и дочь, которая вышла замуж за Феодора Линена. Виланд был человеком бьющей через край энергии и чрезвычайной работоспособности, очень любил рисовать и музицировать и нередко принимал участие в домашних музыкальных представлениях. Умер Виланд в возрасте 80 лет в Старнберге (Германия).

Прославившийся своими энциклопедическими знаниями в области химии, ученый в течение 20 лет был редактором «Liebig's Annalen der Chemie». К числу многих научных обществ, в которых он состоял, относятся: Лондонское королевское общество, американская Национальная академия наук. Американская академия наук и искусств, химические общества Лондона, Румынии, Японии, Индии и Советского Союза, а также академии наук в Мюнхене, Геттингене, Гейдельберге и Берлине. В 1955 г. Германское химическое общество наградило Виланда первой премией Отто Гана за достижения в области физики и химии. Ему были присуждены почетные степени университетов Фрейбурга и Афин.