中外科学家发明家丛书:肖莱马-第4部分
按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
异构物：
而戊烷（CH）则有三种异构物。随着碳原子数的递增，异构物数目剧
512
增，这可以从理论上计算出来。比如CH有75种异构物，而CH则有802
1022 1328
种。就这样，肖莱马对烷烃的异构现象做出了合理的理论解释。
在此以后，肖莱马还研究了脂肪醇系列的异构现象。他指出，醇系列中
异构的伯醇、仲醇和叔醇，可以通过氧化法从其氧化产物中来鉴定。伯醇氧
化的最初产物是醛，进一步氧化就得到了酸。仲醇氧化得到酮，叔醇氧化和
酮酸进一步氧化一样。依靠这个原理，就得以确定一些未知醇的化学结构。
肖莱马第一个从杂醇油中分离出伯丙醇，这在前面已经说到了。这项工作不
仅仅是一项重要的发现，同时也具有相当大的理论意义。他在这方面的工作
表明，一元醇系列的异构现象不仅仅取决于醇基本身的异构，还取决于羟基
（OH）在醇基上的不同位置。例如，肖莱马认为丙醇（CHOH）应有两种异
37
构物——伯丙醇与仲丙醇：
但在肖莱马以前，化学界只发现了仲丙醇，伯丙醇是否存在曾受到了怀
疑。肖莱马成功地得到了伯丙醇，这就通过实验证实了自己理论观点的正确
性。
恩格斯在1868年5月10日致马克思的信中，提到了肖莱马的这项发现：
“……此外，他又有一项卓越的发现……伯丙醇与仲丙醇是两种同分异构化
合物。在很长的一段时间里，还没有分离出伯丙醇；因此有的化学家甚至断
言，伯丙醇是根本不存在的，存在的只是仲丙醇。肖莱马在去年秋季举行的
自然科学家会议上回答他们说，在不久的将来他就能够把伯丙醇分离出来，
现在他确实做到了这一点。”
另外，肖莱马通过自己坚持不懈的研究，还确定了烷、醇类化合物其它
一些异构物的结构。例如，他确定了正辛醇是：CH…CH…CH…CH…CH…CH…
3 2 2 2 2 2
CH…CHOH；仲辛醇是：CH…CH…CH…CH…CH…CH…CH（OH）…CH；正己烷是：
2 2 3 2 2 2 2 2 3
CH…CH…CH…CH…CH…CH；“二异丙基”是：CH…CH（CH）…CH（CH）…CH
3 2 2 2 2 3 3 3 3 3
… Page 16…
等等。
由于肖莱马的这些工作，在相当程度上引起了化学观念上的革命性变
革。从化学史的角度来分析，它至少引出了下列三点直接后果：（1）对有机
物的异构现象作出了合理的解释，使此前虚构的复杂异构系列得以简化，进
一步充实了凯库勒…库帕的假说，并使之得到有效的应用； （2）通过实验方
法，证实了碳原子四个化合价的同一性，给了类型论以致命一击，为原子结
合理论扫清了前进道路上的重要障碍；（3）为建立正确的化学结构式与命名
法提供了有力的科学基础，并通过合成途径制得理论上预见的未知物而表明
原子结合理论的正确有效性，促进了该理论的定型化。
正如生物进化论是生物学基本理论的基础一样，有机物分子中原子结合
理论正是有机化学的基本理论基础。原子结合理论在19世纪60年代初期有
了雏型，是诸多科学家共同努力的结果，也是历史发展的必然趋势。没有这
一理论，便不可能建立起有机化学的科学体系，而这一理论又为后来的有机
合成的成功实践所证实，并有力地指导了有机合成实践。而肖莱马的有机化
学理论，正是原子结合理论形成中的重要一环。肖莱马在参与奠定这一理论
后，还在他所著的《有机化学教程》一书中，以此理论为基础，打破了以往
传统体系，从而开创了新的有机化学科学体系与有机化学教程的新体制。因
此，我们可以认为，肖莱马是近代有机化学的奠基人之一。
恩格斯在悼文中概括肖莱马对有机化学的贡献时写道：“在60年代，他
完成了在化学领域内的一些划时代的发现。有机化学大大发展，终于以一堆
零星、或多或少不完备的关于有机物成分的资料变成一门真正的科学。……
我们现在关于脂肪烃所知道的一切，主要应归功于肖莱马。他研究了已知的
属于脂肪烃类的物质，将它们一一加以分离，其中的许多种是由他第一次提
纯的；另一些从理论上说，应当存在但一直还没有为人所知的脂肪烃，也是
由他发现并制得的。这样一来，他就成为现代的科学的有机化学的奠基人之
一。”
肖莱马对有机化学发展的这一功绩，也很快被与他同时代的其他化学家
所认同。1873年俄国化学家布特列洛夫在肖莱马所著的《有机化学教程》一
书的俄译本序言中写道：“至于说到理论观点，则化学结构原理现今已满足
了一切需要，这个原理为大多数化学家们所接受与贯彻……肖莱马的简明教
程奠定了化学结构原理的基础，而且在我看来，它还有恰当地选择实际资料
的特点。”英国化学家罗斯科在谈到肖莱马的化学工作时也指出：“这项工
作得出的结果，全然改变了当时存在的关于脂肪烃结构的不完全观点，并奠
定了有机化学的现代科学基础。”德国化学家罗塔·迈尔在其著作中说道：
“自从肖莱马证实了至今所承认的在氢化乙基和甲基 （或二甲基）之间不存
在区别以来，氯化甲基同简单的氯化沼气的同一性也就不再有什么怀疑了。
于是在以前所有的考察也都被认为是错误的了。而关于碳原子化合价相异的
看法，也就是多余的了。”
… Page 17…
另一位德国化学家拉登堡在其《化学发展史讲义》中，当论述有机物化
学结构理论的先驱工作时写道：“所有这些考察中，具有决定性意义的是通
过肖莱马确定的甲基与氢化乙基的同一性，只有在这个事实得到解决以后，
碳的四个化合价的同一性才能被确认，至今常用的结构式才能信以为真。”
尽管肖莱马对有机化学的发展作出这么大的贡献，但在自己所著的 《有
机化学的产生和发展》中，却只是极为谦逊地说：“我对烃的异构物做了一
点初步的研究。”肖莱马对于名利看得很淡，他进行科学研究的目的是：在
他所开辟的领域内把基础打好，把存在的问题弄清楚，使自己所衷爱的化学
得到不断的发展。
四、科学著作 留名青史
19世纪60年代，肖莱马主要致力于以脂肪烃系列为对象的基本理论研
究，从而完成了一些具有重大意义的发现这些成果均发表在多篇具有创造性
的科学论文中。从70年代起，他又把研究对象扩充到烃的含氧衍生物，如醇、
醛、酮、酸以及脂环烃与芳香族染料方面，同时对脂肪烃作了总结性研究，
也对次氯酸、硫酸与亚硫酸等无机物作了深入的研究。关于以上一系列的研
究，肖莱马总共发表的论文有60多篇。这60多篇科学论文中研究的对象可
分为以下几类：（1）脂肪烃及其脂肪族其它衍生物；（2）无机物；（3）芳
香族染料； （4）脂环烃衍生物；（5）生物碱；（6）化学史。
除发表了数量如此之多的科学论文外，自从肖莱马当选为皇家学会会员
与欧文斯学院有机化学教授以后，在科研与教学的同时，他还从事着科学著
述工作，以系统总结其多年的实验与理论研究的心得。肖莱马生前总共发表
了四部专著，此外还留下了大量未正式出版的讲义与手稿。这些专著，如同
他的科学论文一样，都是用德文与英文同时发表的。
在1867年，针对德国的化学教育现状，为了给祖国的青年学生提供更加
科学的化学教材，肖莱马用德文将罗斯科的 《基本化学教程》予以改写。此
书原来主要是无机化学方面的内容，在改写过程中肖莱马重新加写了有机化
学部分，由于他的这一改写与补写，使此书的内容更为全面与充实。
这本书的全名为： 《简明化学教程·按最新观点编写。德文版由肖莱马
同作者（罗斯科）共同整理》。此时的肖莱马，通过自己的专题研究，早已
掌握了丰富的无机化学知识，因此他在改写罗斯科的著作时，删除了一些陈
旧的内容，并“按最新观点编写”。这部书所探讨的对象已经涉及到了整个
化学领域，可以说是肖莱马日后的巨著——《化学教程大全》的最初雏型。
《简明化学教程》问世后，马上受到了德国、俄国等国家读者的欢迎。第二
年 （1868）此书就被译成了俄文在圣彼得堡出版；俄文本的序言是由俄国著
名的化学家、元素周期律的发现者门捷列夫所作；不久，此书就成为俄国、
保加利亚等国的大学化学教科书。
… Page 18…
随着对于有机化学研究的不断深入，肖莱马决定将他在《简明化学教程》
中单独所作的有机化学部分扩写成一部专著。从肖莱马的助手施皮格尔的回
忆中得知：这一时期肖莱马在授课之余，每天都从下午四点起一直连续工作
到深夜，收集整理了大量资料，结合自己的研究经验，进行书稿的写作。经
过近两年的不懈努力，1872年一部名为《碳化合物教程或有机化学教程》的
独特教科书，在德国的不伦瑞克出版。此书是世界上最早按化学结构理论编
写的有机化学教本。这部被施皮格尔称为是化学界“人手一册”的教科书，
培养了几代有机化学家。这部优秀作品的出版，马上使在此之前通行的其它
有机化学教本都相形见绌，很快就在欧洲化学界传播起来。
《有机化学教程》德文版面世后，1885年发行第二版，到1897年发行
了第三版。1873年，也就是在德文版发行后的第二年，此书被译成了俄文，
由俄国著名有机化学家布特列洛夫作序。1874年，此书的英文版在伦敦发
行。80年代，该书又被译成意大利文在米兰出版。当此书的英文版刊行后，
一家著名的英国药物学杂志评论说：“这是一部真正的好书……总之，它比
迄今用任何一种语言所写的有机化学教科书都要好。”这部书好就好在它的
创新性。在此以前的有机化学教科书，可以说是体制混乱，五花八门，各章
之间缺乏内在联系，而且也没有正确的理论将各种观点统一为一个整体。
肖莱马的《有机化学教程》，开创了有机化学著作编写的新体系。他在
这部教科书的叙述程序上作了这样的安排：（1）全书的开始是总论，介绍有
机化学的定义、发生发展的历史、有机分析及有机物的一般研究方法； （2）
接下来的各章先是叙述了烃 （脂肪烃及不饱和烃）、卤化物、醇、醛、酮、
酸等脂肪族化合物； （3）然后是芳香烃及其衍生物；（4）最后是脂环烃、
杂环化合物、生物碱、蛋白质等内容。肖莱马所开创的这种教程的编写法影
响巨大，此后的几十年内，有机化学教程体制基本上都是这样安排的。
限于篇幅，我们无法详细介绍这部书，只能指出它的几个突出特点。
首先，肖莱马对有机化学这门科学给了一个较为合理的定义。此前，李
比希曾把有机化学定义为“复杂基的化学”，可是化学界不久就发现在无机
物中也存在着复杂基，因此李比希的定义也就被放弃了。1848年，葛梅林又
将有机化学定义为“含碳化合物的化学”，后又修改为“含一个以上碳原子
化合物的化学。”这一定义后来逐渐被许多人所采纳，如凯库勒、艾伦迈以
及布特列洛夫等人都把有机化学定义为碳化合物化学。然而，这个定义始终
无法摆脱这样一种困境：除非将一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO）、二硫化
2
碳（CS）等矿物来源的物质列入有机物中，否则是无法自圆其说的；但要这
2
样做，就将违背无机化学与有机化学的最根本差别：无机化学主要是研究矿
物来源的物质，而有机化学则主要是研究生物来源的物质。
对于许多有机化学家来说，给自己所研究的这门科学下个明确的定义是
如此之难，以致在教科书中常常干脆回避这个问题。而肖莱马根据自己多年
的实验研究与理论探索，第一个把有机化学定义为“碳氢化合物（烃）及其
… Page 19…
衍生物的化学”。他在论证这一定义时指出，只要搞清楚一种有机含碳化合
物的结构，就能最终将它变成相应的烃，或反过来从烃中取得它。肖莱马对
有机化学的这个定义是按原子结合理论的原理拟定的，所以比以前的定义均
有大的进步。
其次，肖莱马在其教程中，概括了他对有机物中的异构现象、同系现象
以及有机物性质与结构的研究，提出了对众多的有机物的科学分类。在此以
前，类型论把有机物简单地归纳为氢、水、盐酸、氨和沼气四大类型，以为
有机物就是从上述四种类型化合物中以有机基团取代其中的一个或几个氢原
子而衍生的。由于这种分类法没能考虑到有机物分子�
![(科学的超电磁炮同人)[黑琴]末世之我一直在封面](http://www.baxi2.com/cover/noimg.jpg)