Русский каучук в Америке: Иван Остромысленский(Елена Зайцева (Баум))
У Ивана Ивановича Остромысленского (1880–1939) уже в 1917 году, едва большевики пришли к власти, не возникало сомнений в том, что придется уезжать. И он стал оформлять зарубежные патенты на все свои изобретения. Ему приходилось спешить: хотя он пользовался необычными методами, сами решаемые им химические задачи были очень актуальны и он чувствовал, что конкуренты дышат ему в спину. Остромысленский преуспел во всем — однако не дожил десяти лет до полного признания своих заслуг.
Среди выдающихся исследователей эластомеров и каучука имя Ивана Остромысленского было одним из первых увековечено в галерее славы, основанной в 1958 году при Центре полимерных исследований имени Чарлза Гудиера Акронского университета при поддержке Американского химического общества. Портреты нашего соотечественника и самого пионера вулканизации каучука Чарлза Гудиера разместились здесь по соседству. И тут же рядом — нобелевские лауреаты в области макромолекулярной химии Герман Штаудингер и Пол Флори, первооткрыватели металлокомплексного катализа полимеризации Карл Циглер и Джулио Натта, проложившие человечеству путь к синтезу стереорегулярных каучуков. Мировое научное сообщество наконец-то оценило заслуги Остромысленского в полной мере, но, увы, уже после смерти ученого, скончавшегося в возрасте 59 лет в 1939 году в Нью-Йорке. Сегодня же некоторые исследователи и историки науки оценивают его открытия в области полимеров выше достижений нобелевских лауреатов. Рэймон Сеймур, ответственный редактор и один из авторов популярной книги «Пионеры науки о полимерах», сказал о нем:
Случись Остромысленскому волей Божьей прожить дольше, быть более твердым и напористым, более точным в экспериментах, входить в университетскую корпорацию и дольше проработать либо в СССР, либо в США, он был бы первым кандидатом на Нобелевскую премию по химии.
Действительно, некоторая нерешительность, неуверенность в своих силах и мнительность были присущи Ивану Остромысленскому с самого детства. Отчасти это, очевидно, было связано с тем, что он слишком рано, когда ему еще не было и семи лет, лишился отца, Ивана Ефимовича. Но, несмотря на груз переживаний, связанных с этой утратой, в 1898 году юноша успешно завершил учебу во Втором московском кадетском корпусе имени императора Николая I и сразу же поступил на механическое отделение ИМТУ (Императорского московского технического училища, из которого со временем выросла нынешняя «Бауманка»). Учеба не складывалась. Начала развиваться какая-то нервная болезнь. Его тогда оставили на второй год, а потом перевели на химическое отделение. Но и это не помогло — в итоге «по малоуспешности» Остромысленского и вовсе отчислили. История повторилась и год спустя: он снова поступил в ИМТУ на химическое отделение и на этот раз смог продержаться весь первый курс, но на втором его вновь отчислили по причине все той же «малоуспешности». И тогда Остромысленский решил попытать счастья за границей.
В 1903 году он записался сразу в два учебных заведения: в Политехническую школу Карлсруэ (Германия) и на философский факультет Цюрихского университета (Швейцария). К счастью, расстояние между Карлсруэ и Цюрихом всего 270 км, сущая мелочь по российским масштабам. И надо сказать, выбор оказался удачным, что кардинально изменило всю его дальнейшую жизнь.
Учеба в Цюрихе продлилась недолго — всего один семестр. Иван Остромысленский слушал курс химии на отделении математики и естествознания философского факультета Цюрихского университета в исполнении двух блистательных лекторов — будущего нобелевского лауреата Альфреда Вернера и Арутюна Абелянца. Вернер сосредоточился на теории, излагая свои взгляды на природу комплексных соединений, а Абелянц рассказывал о применении химии в медицине. Скорей всего, именно Абелянц способствовал формированию стойкого интереса молодого ученого к изучению химии лекарственных систем, сохранявшегося долгие годы.
В Политехнической школе Карлсруэ (Fridericiana), знаменитом Политехникуме, получившем в 1885 году статус высшей технической школы, что приравнивалось к университету, Остромысленский проучился дольше, до самого 1906-го. Основной акцент в обучении студентов химического факультета, на который поступил Остромысленский, делался на нуждах химической промышленности, особенно на методах, с помощью которых исследуются сырье, промежуточные и конечные продукты химико-технологических процессов. И практические занятия, и лекции проходили в специализированном химико-технологическом институте, созданном при Политехникуме. Для этого институт располагал одной большой аудиторией на 250 слушателей и двумя поменьше — на 90 и 56 соответственно. Все они были очень хорошо оснащены, что позволяло сопровождать лекции химическими опытами и демонстрацией исследовательской аппаратуры. Для сравнения: в здании химической лаборатории Московского университета в то время была всего одна большая аудитория для чтения лекций по химии.
Практические занятия в Карлсруэ проходили в нескольких специализированных лабораториях — качественного и количественного анализа, препаративной и органической химии, физической химии и электрохимии. Каждый студент-практикант располагал комфортным рабочим местом с индивидуальным освещением и подведенными к нему газом и водой.
В Политехникуме, погрузившись в новую для себя академическую культуру, Остромысленский пережил внутреннее взросление. От былой неврастении не осталось и следа! Обучение завершилось успешной защитой дипломной работы со специализацией в области электрохимии под научным руководством Макса Ле-Блана. Остромысленский почувствовал, что в его жизни наступила новая удачная полоса.
Наладилась и личная жизнь: за границей он встретил свою будущую жену Юлию Александровну Козлову и вернулся в Москву не только химиком-инженером, но также мужем и отцом. Полученное им прекрасное образование хорошо заметно уже в первых самостоятельно выполненных им работах — об образовании мочевой кислоты в организмах животных, о строении бензольного кольца и о некоторых характеристиках бензольных растворителей. Все они сразу получили признание российского научного сообщества.
В 1907 году Императорское общество любителей естествознания, антропологии и этнографии Московского университета присудило Остромысленскому премию им. В. П. Мошнина, что позволило молодому ученому без особого труда стать членом Русского физико-химическое общества. Перед ним открылась перспектива академической карьеры, но не это его интересовало.
Главный интерес Остромысленского в то время — получение искусственного каучука. Поначалу, правда, он пытался вписаться в университетскую корпорацию, проработав два года (1907–1909) в Московском университете в лаборатории неорганической и физической химии в качестве сверхштатного лаборанта (то есть без денежного обеспечения). Затем попробовал обосноваться в своей несостоявшейся alma mater ИМТУ, поступив уже на должность штатного лаборанта.
Он занимался выработкой технически доступных способов получения мономеров (изопрена и бутадиена) для того, чтобы затем перейти к синтезу каучука и его аналогов. При этом установил, что изопрен и его аналоги полимеризуются под действием ультрафиолетовых лучей в каучукоподобное вещество. Изучил контактную полимеризацию (под влиянием катализаторов) указанных мономеров и выяснил, что на свойства синтетического каучука большое влияние оказывает введение различных органических добавок. Одним из первых Остромысленский предложил для стабилизации синтезируемого каучука вводить различные органические основания (толуидины и нафтиламины) в качестве антиоксидантов.
Но недостатки в технической оснащенности лаборатории сильно тормозили работу. В январе 1912 года ученый обратился за финансовой поддержкой своих исследований в Общество содействия успехам опытных наук и их практических применений имени Х. С. Леденцова. Больше всего его тогда беспокоила перспектива упустить шанс российского приоритета:
В этом направлении успешно работают Гарриес и Гофман в Германии, Перкин — в Англии, — писал Остромысленский в своем обращении к совету Общества. — Затянувшаяся работа может быть выполнена и привилегирована независимо от меня другим лицом, и тогда техническая ценность ее в России окажется утерянной […]. Синтетический каучук еще не появлялся на мировом рынке, но известно, что эльберфельдская фирма Байера подарила саксонскому королю автомобильные шины, выполненные из синтетической резины. Предварительный расчет показал, что стоимость моих способов получения каучука (около 16–20 рублей за 1 пуд) значительно ниже способа Бушарда — Гарриеса — Гофмана (около 40–50 рублей за 1 пуд), привилегированного эльберфельдской фирмой.
Действительно, теоретический вопрос о строении и синтезе искусственного каучука и техническая проблема его получения занимали в то время умы многих химиков и промышленников. В России над решением этой проблемы работал Иван Лаврентьевич Кондаков, первым синтезировавший каучук из бутадиена, а в Германии — Карл Дитрих Гарриес и Фриц Гофман, получившие каучук из изопрена. Были и другие.
Поддержки ученых Остромысленский так и не получил. Зато получил поддержку промышленников, продав привилегии на производство синтетического каучука посредством полимеризации диолефинов акционерному обществу по производству и торговле резиновыми изделиями «Богатырь».
Как известно, Россия никогда не присоединялась к международным конвенциям в области патентного права. Правительство выдавало лишь «привилегии на изобретения», которые должны были рассматриваться как монаршая «милость» и в любой момент могли быть отозваны. Покупка привилегии промышленным предприятием позволяла не только продлить срок ее действия, но и рассчитывать на ее коммерциализацию, что, несомненно, воодушевило ученого. В 1912 году он по приглашению руководства АО «Богатырь» возглавил его исследовательскую лабораторию и стал разрабатывать там методы вулканизации каучука без серы посредством введения различных активаторов и ускорителей вулканизации, что позволяло добиваться различных физико-химических свойств получаемых резин, а также искать методы получения мономеров для синтеза каучука, позволяющие по возможности снизить его стоимость. Уже тогда Остромысленский правильно оценил перспективы синтеза каучука из бутадиена и хлористого винила.
Когда в 1914 году министерство финансов объявило международный конкурс на изыскание новых областей применения винного спирта, Остромысленский предложил разработанный им незадолго до того метод получения каучука из спирта через бутадиен и продемонстрировал образец резины, изготовленный из него. Метод ученого был премирован министерством, и впоследствии именно процесс каталитической конденсации этилового спирта с ацетальдегидом в бутадиен, лежащий в основе данной технологической схемы, стал именной реакцией Остромысленского. В ходе проведения конкурса министерством было высказано пожелание о создании «небольшого опытного завода по выработке каучука указанным процессом из спирта» с одновременным продолжением лабораторных работ по усовершенствованию технологии Остромысленского.
Завод, однако, открыт не был: началась война, и всем стало не до того. В результате первое в мире промышленное предприятие по производству синтетического каучука по методу Кондакова появилось в Германии. Но оно оказалось нерентабельным из-за высокой стоимости синтетического каучука и вскоре прекратило свое существование.
Впрочем, в военные годы внимание и самого Остромысленского переключилось на решение другой научной проблемы. Успешное сотрудничество с предприятием АО «Богатырь» принесло ученому хорошие дивиденды: в 1913 году он открыл собственную фирму «Частная химическая и химико-бактериологическая лаборатория», чтобы заняться исследованиями по второй давно волновавшей его теме — медицинской химии. В частности, его интересовал вопрос иммунологической специфичности и химической природы антител и антигенов. Тогда им была создана теория синтеза антител на антигене как на матрице — потом, в 1930–1960-е годы, такие теории стали очень популярны в иммунологии. Но война потребовала несколько расширить тематику исследований: противником России теперь стала страна, которая на протяжении многих лет была главным поставщиком на российском фармацевтическом рынке. А лекарственные средства для армии столь же необходимы, как снаряды или вооружение. И уже в августе 1914-го Русское физико-химическое общество в Петрограде организовало специальное совещание, посвященное вопросу неотложности создания новых отечественных производств в области лекарственных средств, развития научной базы в этом направлении. В военные годы ученый без устали работал над созданием и исследованием новых лекарственных препаратов для лечения тяжелых инфекционных заболеваний, в частности широко распространенных в то время туберкулеза и проказы. Для борьбы с возбудителями этих инфекций он предложил использовать гинокардовую кислоту и ее производные; для этой же цели исследовал действие антисептиков — пиридиума и пиразолона.
Не вызывает сомнения, что решение уехать из страны было принято Остромысленским сразу после революций 1917 года. Готовясь к отъезду, он стал отсылать в Америку одну за другой заявки на патенты, оформляя таким образом свои дореволюционные разработки в области синтетического каучука и его гомологов. К 1919 году у него уже было несколько свидетельств на использование ряда ароматических аминов в качестве антиокислителей для каучука, а в 1920-м — патент на пластификацию поливинилхлорида, то есть придание ему пластичности при переработке и эксплуатации.
Отъезд тем не менее состоялся только в 1921 году. Задержка была связана с новым этапом в работах по синтезу каучука после совещания ВСНХ в сентябре 1918 года, на котором было принято решение перейти к опытам по получению синтетического каучука в малом заводском масштабе. Были созданы две специализированные опытные станции: одна — на заводе «Красный богатырь» в Москве, другая — на заводе «Красный треугольник» в Петрограде. На первой проверяли метод Остромысленского получения каучука из спирта, на второй испытывали технологию Бориса Васильевича Бызова, по которой каучук получался из нефтяного сырья. На какой-то момент Остромысленский даже поверил, что и с новой властью можно конструктивно сотрудничать.
В 1918–1920 годах он успешно руководил Химико-терапевтической лабораторией Научно-исследовательского химико-фармацевтического института в Москве, продолжая там свои фармацевтические исследования и разрабатывая новый антибактериальный препарат арсенол, коллоидальный раствор мышьяка, и его модификации — арсол и острол. Они заменили на российском рынке известное лекарственное средство против сифилиса сальварсан германского производства, продававшееся также иногда как «препарат 606». Для производства арсола на продажу был создан специализированный химико-фармацевтический завод № 11, который называли иногда заводом Остромысленского. Арсол использовался также для лечения других инфекций — малярии и возвратного тифа. В тяжелые годы Гражданской войны и хозяйственной разрухи арсол и арсенол спасли много жизней.
Крест на всех надеждах поставил Декрет об изобретениях, опубликованный 30 июня 1919 года. Согласно ему все инновации объявлялись собственностью советского государства. Шансов получить патент на технологию производства искусственного каучука в родной стране не оставалось. Осенью 1921 года Остромысленский отправился в Ригу в качестве приват-доцента Латвийского университета на два семестра. Там он прочитал два курса: по химии каучука и химиотерапевтическим препаратам, а потом, в мае 1922-го, по приглашению американской каучуковой компании U. S. Rubber Company переехал в Нью-Йорк.
Английским языком Остромысленский овладел достаточно быстро, но на постижение американского менталитета у него ушли годы. Владимир Зензинов, журналист и политический деятель, в те же годы эмигрировавший из советской России, так описывал жизнь в США, к которой им приходилось приноравливаться: «[Это была] отчаянная борьба за существование, в которой побеждал сильный, а слабый безжалостно растирался между колесами бегущих все дальше колесниц». В этой отчаянной борьбе у Остромысленского, к счастью, было важное преимущество — запас собственных научных разработок и технических идей, нужных американским промышленникам. Некоторое время он работал исследователем одновременно в двух фирмах — U. S. Rubber Company и Goodyear Tire and Rubber Company. В дополнение к запатентованному в 1920-е методу получения поливинилхлорида в растворе Остромысленскому удалось на основе своих дореволюционных разработок показать, что поливинилхлорид обладает свойством формировать прочные и гибкие пленки из раствора в монохлорбензоле.
Для U. S. Rubber Company он создал уникальную технологию производства стирола из этилбензола, запатентованную им в 1926 году. Мономер стирола стабилизировали добавками хинона. Стирол оказался популярным сырьем для производства искусственного каучука. Эта технология активно использовалась в годы Второй мировой войны на заводах Dow Chemical Co и Monsanto. Кроме того, стирол стали применять для производства небьющихся лобовых стекол автомобилей посредством полимеризации стирола между слоями стекол. Для второй фирмы Остромысленский создал метод получения поливинилхлорида, разработанный ученым в 1930-е.
Казалось, у него все шло удачно. Быстро складывались и отношения внутри российской диаспоры. Русских эмигрантов в Нью-Йорке тогда было больше, чем в любом другом городе Америки, — более полумиллиона человек. В декабре 1923-го была создана Русская академическая группа в Америке для сохранения и расширения научных контактов, в том числе с американскими коллегами. Остромысленский стал одним из первых ее учредителей. В конце 1920-х он был принят в Общество российских врачей Нью-Йорка, а также подружился с Сергеем Васильевичем Рахманиновым. На протяжении довольно долгого времени ученый отказывался менять гражданство, к тому же в среде эмигрантов не умирала надежда на скорое возвращение на родину. Но многие профессиональные задачи при изменении статуса решались бы проще, и в 1930 году Остромысленский все же подал соответствующее ходатайство, которое вскоре было удовлетворено.
Сразу же после получения гражданства ученый был принят на работу в компанию Union Carbide Corp., которую интересовала технология каталитического производства бутадиена из спирта, разработанная Остромысленским еще в России. Именно она неожиданно оказалась востребована в Америке в годы Второй мировой войны, когда поставки натурального каучука были приостановлены, а опыта производства искусственного вещества в стране не было. В изменившихся обстоятельствах правительство срочно приняло в 1942 году программу по развитию промышленного производства искусственного каучука. Тут-то и обратились к технологии Остромысленского. Первый завод по производству мономера был запущен уже в январе 1943 года. Предприятия фирм Union Carbide Corp. и U. S. Rubber Company использовали метод Остромысленского в организованном ими в военные годы производстве бутадиен-стирольного каучука. К концу 1945 года США производили по этой технологии почти миллион тонн искусственного каучука в год. До сих пор она широко используется в Китае и Индии. Но увы, до этого триумфа Остромысленский не дожил: он умер незадолго до начала войны.
Не столь успешными оказались его разработки, связанные с лекарственной химией. Еще в 1925 году он открыл лабораторию Ostro Research Laboratory, в которой занимался изучением лечебного действия препаратов мышьяка, хинина и предложенных им аналогов, но организованная совместно с американскими партнерами корпорация для коммерческого производства разработанных им химиотерапевтических средств с течением времени изжила себя, и в 1936 году ее пришлось закрыть.
Настоящая слава пришла лишь спустя десятилетия после смерти ученого. И только в наши дни, благодаря деятельности американских исследователей, подлинное значение научного наследия нашего соотечественника становится явным.