Академик И.И. МОИСЕЕВ: «ХИМИЯ ФОРМИРУЕТ БУДУЩЕЕ»

— Я очень польщен тем, что стал лауреатом. Я глубоко уважаю всех своих предшест-венников-химиков, удостоенных этой награды, и, конечно, считаю очень почетным оказаться в одной компании с нынешними лауреатами — Евгением Николаевичем Аврориным и Евгением Максимовичем Примаковым. Одно из главных достоинств Демидовской премии заключается в том, что будущий лауреат не знает, кто его выдвинул и кто проголосовал за присуждение ему престижной награды. И я благодарен этим инкогнито за то, что вошел в демидовское сообщество. 

— Каждый ученый рассказывает свою особенную историю зарождения любви к науке. У вас есть такая история? 

— Любовь и химия связаны в моей жизни самым тесным образом, но об этом я скажу чуть позже. Сначала о том, как возник интерес к предмету. После войны, в 1945 году в мирную жизнь стали возвращаться люди, прошедшие фронт, суровые и принципиальные. Таким был мой школьный учитель химии Сергей Николаевич Успенский. До него оценки по химии у меня были хорошие, но на самом деле предмет я толком не знал и заслуживал двойки.  Сергей Николаевич относился ко мне очень по-доброму, он превозмог себя и поставил «три», но и удовлетворительная оценка оказалась для меня в высшей степени оскорбительной. Я начал основательно учить химию, причем не только по учебникам. Была такая замечательная книжка Дж.Р. Партингтона «История химии». Я прочел ее от корки до корки. Вторым, кто привлек меня к химии, стал замечательный химик-органик Николай Алексеевич Преображенский. Он, кстати, синтезировал глазное лекарство «пилокарпин», очень популярное в те годы, когда я искал место для продолжения образования. В те времена по школам ходили университетские и институтские профессора и агитировали ребят заниматься наукой. Преображенский был одним из них, он захватывающе интересно рассказывал о своей специальности. И, наконец, мой будущий учитель в науке Яков Кивович Сыркин, я слушал его лекции в Доме ученых. Я тогда посещал самые разные лекции, например, лекции по логике Асмуса. Мне многое было интересно, шел интенсивный поиск призвания, но, послушав Сыркина, я понял, что физической химии я могу посвятить жизнь. Благодаря всему этому я поступил в Московский институт тонкой химической технологии (МИТХТ) им. М.В. Ломоносова. 

О профессоре Я.К. Сыркине хочу сказать особо. Мой учитель был человеком очень нелегкой судьбы. Он заведовал кафедрой физической химии в МИТХТ  им. М.В. Ломоносова, был членом-корреспондентом, а впоследствии был избран академиком АН СССР. На его лекции сходилась вся Москва — все скамейки и ступеньки огромной римской аудитории были заняты студентами, а на его кафедре царила атмосфера напряженного творческого поиска. Однако в течение многих лет Сыркину не давали аспирантов, видимо, подозревая в «неблагонадежности». Была в свое время дискуссия о философских «ошибках» химиков, связанных с теорией резонанса. Об идеологических гонениях химиков известно меньше, чем, например, о травле генетиков, тем не менее в 1950-е годы также прошли дискуссии в разных учреждениях об идеологических ошибках в химии, организованные по указанию ЦК КПСС. Идеологические ошибки тогдашние «философы» нашли в теории резонанса, согласно которой молекулярная структура любого соединения описывается не единственной возможной структурной формулой, а сочетанием (резонансом) всех альтернативных структур. Примером такого соединения может служить бензол — цикл, где чередуются двойные и одинарные связи. В результате резонанса разных структур получается энергетический эффект. «Философы» заявили, что недопустимо описывать молекулярное строение реально существующего соединения с помощью неких гипотетических, не существующих в действительности резонансных структур. В действительности речь шла лишь об одном из возможных методов расчета. Поскольку теория резонанса пришла к нам с Запада, Якова Кивовича как сторонника этой теории на одной из многочисленных «дискуссий» даже спросили: «Профессор Сыркин, кто стоит за вашей спиной?» Он обернулся и ответил: «Профессор такой-то». Яков Кивович помимо всего прочего был очень остроумным человеком. 

А теперь о химии и любви. Абитуриенты, как правило, мало осведомлены о своей будущей специальности. Поступив в МИТХТ, я выбрал сначала неорганическую химию и учился в группе, которая готовила специалистов по технологии редких и рассеянных элементов. А потом  встретил одну девушку, она была старше на год и делала курсовую по технологии основного органического синтеза. Я вместе с ней пропадал в ее лаборатории основного органического синтеза. Девушка была необыкновенно красивая, все в институте на нее заглядывались. Я, вероятно, был настойчивее и преданнее других, и в 1951 году Раиса Исааковна стала моей женой, мы и теперь вместе. Так что любовь сыграла решающую роль в выборе будущего научного направления.  

— Координационная химия — раздел, в котором изучаются химические соединения, состоящие из центрального атома (или иона) и связанных с ним молекул или ионов — лигандов. Основателем координационной теории был великий швейцарский химик Альфред Вернер, а в России ее развивал Лев Чугаев.  Координационные соединения могут быть как неорганическими, так и органическими, т.е. ион металла может координировать, приближать к себе не только неорганический ион, но и органическое соединение, органический лиганд. В продолжение моей дипломной работы, спустя почти пять лет после окончания института (все эти годы я не прерывал связи с моей лабораторией) меня заинтересовали  координационные соединения палладия и этилена. Когда я начинал этим заниматься, обсуждался вопрос, как можно использовать палладий — благородный металл платиновой группы серебристо-белого цвета. Одна из сумасшедших идей, которая родилась в недрах министерства финансов, заключалась в том, чтобы покрывать им дверные ручки. Вероятно, так бы оно и случилось, если бы не одно событие. Мне удалось открыть реакцию, в которой этилен, связанный с палладием, превращался в уксусный альдегид. 

— Нет. Это еше не реакция Моисеева. Но получение уксусного альдегида из этилена имело в свое время большое практическое значение. Уксусный альдегид применяется для получения уксусной кислоты, бутадиена, некоторых органических веществ, альдегидных полимеров. Сегодня в мире производится около миллиона тонн уксусного альдегида в год. Вместе с профессором Сыркиным, общение с которым как раз и подтолкнуло меня к изучению пи-комплексов, в том числе соединений палладия с этиленом, мы пошли по советским министерствам с вопросом, можно ли опубликовать этот результат, и с предложением о внедрении его в производство.  Нам ответили: публиковать нельзя, поскольку эта информация может иметь стратегическое значение. И внедрить невозможно, потому что нет свободных ресурсов этилена — он весь использовался тогда для производства полиэтилена. И так мы безуспешно пытались реализовать нашу идею до 1959 года, пока немцы не опубликовали работу, в которой была представлена эта реакция, — они пришли к ее открытию параллельно с нами. А точнее, выяснилось, что мы опережали немецких ученых и двигались более экономичным путем. Выдающийся химик, лауреат Нобелевской премии Эрнст Отто Фишер, ученики которого открыли «мою» реакцию, приезжал в Москву, чтобы познакомиться со мной. Но это было позже, а в тот момент, в 1959 году, я, конечно, был несколько подавлен: какие-то люди опубликовали результат, полученный мной ранее, т.е. вся моя работа оказывалась как бы напрасной. Можно было опустить руки. Но я поступил по-другому. Сделал шаг, который не догадались сделать немцы, и получил из этилена винилацетат. Вот это и есть реакция Моисеева — прямое высокоселективное окисление этилена в винилацетат. Сегодня объем производства винилацетата из этилена в мире превышает 4 миллиона тонн в год.

Однако открыть химическую реакцию и запустить химический процесс — это не одно и то же. Реакция — это только начало, а процесс — это триумф. Я не могу сказать, что являюсь автором процесса. Есть, например, люди, которые создали промышленный катализатор, сконструировали реактор, разработали промышленную технологию. Но однозначно можно сказать, что благодаря моему открытию родилось новое направление, новая область катализа — металлокомплексный жидкофазный катализ. Это мой термин, я его ввел в научный оборот.

— Раздумали, слава Богу. Поскольку был открыт способ получения уксусного альдегида из этилена в присутствии катализатора палладия, стало ясно, что у палладия большое химическое будущее. Я тогда даже хотел  написать в ЦК партии о том, что надо быть осторожнее с рынком палладия, потому что цены на него сильно вырастут. Год спустя это поняли все. Палладий стал самым модным металлом, его начали использовать в самых разных областях. Он занял свое место в многофазном металллокомплексном катализе. 

Благодаря открытию каталитических свойств палладия и пониманию того, что координационные соединения в жидкой фазе могут работать так же активно, как ферменты, в химической промышленности дорогой ацетилен был заменен на этилен и, что очень существенно, удалось отказаться от использования ртути. Еще до палладия я занимался реакцией Кучерова, который получил уксусный альдегид гидратацией ацетилена. Этой теме были посвящены моя дипломная работа и кандидатская диссертация. Я долго изучал эту реакцию и пришел к выводу, что настоящим ее катализатором являются соли ртути. Однако многие крупные химики были иного мнения. Так, на одном совещании того времени профессор Николай Михайлович Чирков заявил, что в жидкофазном катализе нет другого катализатора, кроме протона. Другим апологетом протонного катализа был выдающийся химик Михаил Исаакович Темкин. Оба они впоследствии стали оппонентами моей кандидатской диссертации, содержание которой было ярким примером жидкофазного катализа координационными соединениями. Недостаток был в том, что состав и строение этих соединений были неизвестны. Этого недостатка были лишены реакции, катализируемые соединениями палладия, именно по этой причине они заняли такое важное место в катализе и в координационной химии и рождение новой области катализа датируется открытием реакций, катализируемых комплексами палладия.

Введение в катализ комплексов палладия решило еще одну задачу —  экологическую. В ходе гидратации ацетилена ртуть восстанавливается, часть ее оседает в реакторе в виде шлама, а часть в виде пара покидает  промышленный реактор и сорбируется повсюду, особенно деревянными покрытиями. Регулярно, раз в месяц надо было снимать всю опалубку, сжигать все деревянное и получать ртуть обратно. Чтобы рекуперировать ртуть, приходилось окислять шлам кипящей азотной кислотой, при этом образовывались окислы азота. Производство было крайне вредным. Теперь этот процесс заменен гораздо более экологичным и эффективным благодаря использованию этилена и координационных соединений палладия. 

— Вся моя профессиональная деятельность — пример использования фундаментальных результатов для практических целей. Современный промышленный метод получения ацетальдегида из этилена, разработанный на основе открытой мной реакции, внедрен в Омске на заводе синтетического спирта. В 1980-е годы совместно с сотрудниками Бориславского филиала ГосНИИ органической химии и технологии мы разработали процесс производства муравьиной кислоты из окиси углерода и воды. Процесс защищен патентами во всех странах Европы, продана лицензия фирме «Salzgitter» (ФРГ), сооружен цех на заводе «Нитрон» в Саратове. Мною и моими учениками предложен экологически чистый синтез 2-этилантрахинона — ключевого компонента каталитической системы при производстве пероксида водорода гидрированием кислорода. В сотрудничестве с коллегами из Института нефтехимического синтеза РАН открыта реакция, в ходе которой спирты, липиды, другие сложные эфиры теряют атомы кислорода, превращаясь в алканы и другие компоненты моторных топлив. Этот перечень можно продолжить.

— С хемофобией надо бороться мирными способами — отказываться от грязных технологий в пользу зеленой химии. Мои ученики сейчас активно занимаются химией возобновляемого сырья. Когда-то растительное сырье использовалось только в легкой промышленности, в парфюмерии, фармацевтике, а теперь оно становится исходным материалом для крупнотоннажной промышленности. Так, при производстве полиэтилена среднего давления используется 1,4-бутандиол — соединение, которое раньше получали из ацетилена и формальдегида, а сегодня биохимики синтезируют из углеводов. За промышленный способ получения ферментативными методами янтарной кислоты —  исходного соединения для изготовления пластиковых бутылочек — «дерутся» крупнейшие компании «Дюпон» и «Кока-Кола». А я собираюсь написать статью «Зеленая химия — место встречи растительных соединений и основного органического синтеза». 

Недавно в московском Доме ученых с участием одного из гигантов Германии, компании Lanxess прошла международная встреча-конференция «Chemistry shaping future» — «Химия, формирующая будущее». Я думаю, это хороший лозунг. Химия — один из инструментов, который открывает для человечества новые перспективы.