中外科学家发明家丛书:布特列洛夫-第3部分

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合方式会对化合物的性质产生影响。”　

　　　　　过去还没有人提出过类似的设想。　

　　　　　　“也许这样一个时刻已经到来，”布特列洛夫接着说，“就是我们的研　

究成果一定能成为物质比学结构新理论的基础。这种理论不会像数量定律那　

样精确，但是它却能使我们预见到有机化合物的各种性质。”　

　　　　　这真是有先见之明的预言！　

　　　　　布特列洛夫在武慈的实验室里工作了两个月，正是在这里，他开始从事　

实验研究，在以后的二十年间，发现了数十种新物质和新反应。“布特列洛　

夫进行的大量标准合成——乙醇、乙烯、二异丁烯、叔醇、六次甲基四胺、　


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三聚甲醛、乙烯烃的聚合——开了一系列工业部门的先河，从而对工业起了　

最直接的促进作用。化学结构理论已毫不例外地成为合成化学各现代分支的　

基本原理。人们按照结构化学划分的范畴考虑问题，工程师和技术员们也据　

以建立新的生产部门和从事设计。”　

　　　　　几年后，布特列洛夫第二次出国访问时，曾把他创立的理论提交大会讨　

论。他还在施佩耶尔举行的德国自然科学家和医生第三十六届代表大会上作　

了报告。　

　　　　　这次代表大会召开于1851年9月。布特列洛夫去施佩耶尔的唯一目的就　

是会晤德国化学界人士，向他们介绍自己关于有机物质结构的观点，以便在　

讨论中改进这一理论，并且公诸于世。　

　　　　　他在化学分组会上作了报告，题目十分简单：《略论物体的化学结构》。　

　　　　　　“物体包括的每一个化学原子都参加物体的构成，并具有一定的作用　

力。这种力能对周围的其他原子产生影响，结果使原子结合成化学微粒——　

分子。我把这种能使原子按一定顺序结合的作用力的分布称为化学结构。由　

此可以得出结论，复杂微粒的化学性质取决于组成它的基本微粒的性质、数　

量和化学结构。”　

　　　　　布特列洛夫讲得简明扼要，他避开那些不必要的细枝末节，只向听众介　

绍了有机物化学结构的新理论。他的报告引起了大家的莫大兴趣，使艾米　

尔·艾伦迈尔和奥古斯特·凯库勒产生了极深的印象。直到大家都已离开会　

场，他们还在继续交谈。　

　　　　　　“碳原子是四价的，并具有连成链状的特性，这种假设是您的理论的一　

个基本点。”艾伦迈尔说。　

　　　　　　“正是这样”，布特列洛夫肯定地点点头。　

　　　　　　“但是第一个得出这个结论的是我的同事凯库勒！”艾伦迈耶尔和凯库　

勒交换了一下眼色。　

　　　　　　“不错”，布特列洛夫表示同意，“毫无疑问，库柏第一个试图写出有　

机化合物的结构式，但这种努力并未成功，因为当时还不具备这种条件。”　

　　　　　凯库勒聚精会神地倾听着，一直凝视着布特列洛夫兴致勃勃的面孔。　

　　　　　　“不管怎么说，类型论仍然是我们这门科学的支柱。”凯库勒在竭力掩　

饰自己的激动心情。　

　　　　　　“类型论？决不是这样！”布特列洛夫提高了声音，“连类型论的创始　

人热拉尔自己都不能自圆其说，他一方面否认原子团的存在，另一方面在许　

多情况下又利用原子团来解释化合物的性质。例如……”　

　　　　　布特列洛夫忙从书堆里抽出一本小册子，匆匆翻看了一下，查找着要看　

的地方。　

　　　　　　“我在自己的新理论中坚持的主要论点是：原子化合时相互间占有一定　

位置。它们会发生不同反应的原因就在这里。换句话说，它们所以会表现出　

不同的性质，也是由这一点决定的，而不是其他。”　

　　　　　　“噢，您关于触须的比方非常恰当，”艾伦迈耶尔说，“显而易见，如　

果我们把原子价的作用力比做触须，那么在两个原子使邻位或对位的原子价　

饱和时就会表现出差别来。可是，对这种既看不见，又不能证明的东西，我　

们能不能做这样的类比呢？”　

　　　　　　“不错，我们既不知道化学键是什么，也不清楚原子实际上是什么。甚　

至我们可以不承认原子在空间进行排布的这个物理概念，但是却无法否认化　


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合物的化学性质取决于组成它们的元素之间的结合关系。化学结构理论提供　

的方法不仅能解释各种现象，而且能够预见到构成新物质的可能性。”　

　　　　　布特列洛夫的话伤害了凯库勒和艾伦迈耶尔的虚荣心。由于感到类型论　

显然无法站得住脚，他们两人已在探索解释有机化学现象的新途径，并且已　

经接近提出与布特列洛夫的思想十分类似的概念。可是这位年轻的俄国学者　

突然说出并且出色地证明了他们长期以来没有做到的事情。　

　　　　　凯库勒还在为自己辩解，“要知道，即使是这个理论，也可能没有成效”，　

　“也许是最好回过头来搞老的经验式？也不行。总之，只有当一切都最终明　

朗以后，并且积累了足够的事实，能够证明它确实是一种真正的理论，这时　

我才能接受它……”　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　四、化学结构理论的创造者　



　　　　　新理论从此宣告诞生，它需要进一步得到发展，这项工作理当在喀山进　

行，因为喀山既是新理论的发祥地，又是新理论创始人工作的地方。但是，　

喀山大学的环境相当糟糕，很不利于进行这一工作。　

　　　　　在罗蒙诺索夫时代就已形成一种旧传统：大学教授分成互相敌对的两派　

——德国派和俄国派。大学生们也介入了这种错综复杂的关系。他们举行示　

威，反对外国教授，向有天才的俄国教师鼓掌致敬　（尽管这种做法受到严格　

禁止）。学生运动使政府惊惶失措。老校长无法应付这种复杂局面，因此，　

深受学生爱戴和教授尊敬的布特列洛夫受命接替了他的位置。　

　　　　　对布特列洛夫来说，校长职务真是一项难任的沉重负担。他曾三番五次　

申请辞职，都没有得到批准，即使在家里也无法摆脱杂务的困扰。只有在花　

园里收拾心爱的花时，才能忘掉一天中遇到的乱七八糟、令人心烦的事。他　

很爱玩赏亲手栽培的山茶和玫瑰，总是乐此不疲。他的儿子常和他在花园里　

一起干活，这时他就向孩子打听学校里的情况，还给孩子讲些关于花的有趣　

小故事。　

　　　　　尽管要处理大量行政事务，布特列洛夫还是照旧从事理论研究。很多年　

轻有为的科研人员，都在他领导下装备起来的现代化实验室里工作。布特列　

洛夫向他们布置了任务，要求必须解决与同分异构现象有关的各种问题。　

　　　　　　“只要注意一下原子在分子中的结合顺序，就一定能预见到种类繁多的　

物质均会有好几种同分异构体，”布特列洛夫对马尔柯夫尼科夫说，“我想，　

我们与波波夫的研究结果您已经知道了吧？”　

　　　　　马尔柯夫尼科夫，杰出的俄国化学家，布特列洛夫的学生，布特列洛夫　

学派最有名的代表，俄国化学学会的创始人之一。他的主要著作都是论述有　

机化合物结构理论的发展，研究高加索的石油和脂环烃的。波波夫，俄国化　

学家，也是布特列洛夫的学生，自1869年起任华沙大学教授。他在早期的研　

究工作中，曾通过实验证明碳原子的四个化合价是相同的，还提出过测定酮、　

酸、醇、烃的化学成分的分析法，被称为“波波夫分析法”。　

　　　　　马尔柯夫尼科夫听了老师的话，肯定地点点头。　

　　　　　　“这些研究成果实际上已彻底推翻了发生论。”根据发生论的观点，同　

分异构体的生成是由反应物和制备方法的不同引起的。　

　　　　　　“对，”布特列洛夫接着说，“我们用不同方法合成的甲基戊基甲酮却　

具有相同的性质，这说明什么呢？这说明决定物质性质的不是它们的制备方　


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法，而是原子在它们的分子中的排列顺序。”　

　　　　　　“这么说，丙醇应该有两种异构体了。”　

　　　　　　“说得对，丁醇有四种。”　

　　　　　布特列洛夫拿来一张纸，写出了化学式。　

　　　　　　“直碳链能构成同分异构体，因为氧原子能和碳链末端或中间的碳原子　

结合，如果还有支链，会再构成两种同分异构体。”　

　　　　　谈话还有第三人在场，这就是亚历山大·米哈伊洛维奇·扎伊采夫。扎　

伊采夫，俄国著名化学家，布特列洛夫的学生，1869年任喀山大学化学教授，　

1885年为彼得堡科学院通讯院士。扎伊采夫是一位出色的实验化学家，在有　

机化学方面进行的研究工作几乎全和脂肪族化合物有关。他还研究出一系列　

用卤化有机锌化合物制取饱和醇和不饱和醇的新合成法，第一个提出对“格　

林尼亚反应”的解释。所谓“格林尼亚反应”，是指一种用RMX型的混合有　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　g　



机镁化合物　（格林尼亚试剂）合成有机物的方法，这种反应是法国化学家弗　

兰苏瓦·奥古斯特·维克托·格林尼亚于1900年发现的。　

　　　　　此时，扎伊采夫一直沉默不语，三个人中要数他年纪最轻，所以他宁肯　

只听不说。他上过喀山大学，现在在布特列洛夫教授领导的实验室里工作。　

　　　　　　“我们要想办法合成这些同分异构体。只要合成成功，就能雄辩地证明　

新理论正确无误。至于谈到方法问题，”布特列洛夫对扎伊采夫说，“也许　

应当这么办：先设法用甲基把乙酰氯中的氯原子置换出来，然后再……”　

　　　　　布特列洛夫的路子完全对头。他用二甲锌作用于乙酞氯，在化学史上最　

早制得了最简单的叔醇——叔丁醇，或称三甲醇。此后的文献里很快出现了　

合成伯丁醇和仲丁醇获得成功的消息。　

　　　　　从1852年起，学者们就知道异丁醇了，当时从天然植物油中第一次析出　

了异丁醇。　

　　　　　现在已无任何异议了——有四种不同的丁醇，它们都是同分异构体。　

　　　　　这是结构理论的一次辉煌胜利！根据布特列洛夫的有机物化学结构理　

论，可以正确地解释同分异构现象。他在所著《论某些同分异构现象的不同　

解释方法》一文中曾得出结论说：“如果物质的成分相同而性质不同，它们　

的化学结构也一定不同”，根据理论预测出来的异构体（异丁烷和异丁烯）　

的合成成功，是对布特列洛夫同分异构理论的最好验证。另外马尔柯夫尼科　

夫根据预测于1865年证实了丁酸的同分异构现象。　

　　　　　1863年是伟大科学家布特列洛夫一生中最有成就的一年。　

　　　　　成功使他充满信心，同时也向他提出更为艰巨的新任务。必须运用结构　

理论来说明有机化学的一切反应和化合物，而主要任务是要写出一部崭新的　

有机化学教科书，在书中用新的结构理论观点来分析一切现象。　

　　　　　这已是刻不容缓的事情。　

　　　　　布特列洛夫清楚地意识到，他面临的任务相当艰巨而又无比复杂。要用　

结构理论的观点把当时已知的全部有机化合物的性质解释清楚，而且还要写　

出它们的结构式来！他在讲课时已经这么做了，他的学生们也已经很好地掌　

握了新理论，而且能在浩如烟海的大量事实中正确地判定方向。教科书还应　

当帮助已经大学毕业的其他化学工作者，使他们能熟悉新的方法，去认识有　

机物的各种化学反应。　

　　　　　布特列洛夫几乎连续用了两年时间才写完这本书，书的标题是《有机化　

学研究概论》，于1864年至1866年间前后再版三次。当时任何一部著名教　


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科书都无法和它相比，这本发人深省的著作是化学家、实验家、哲学家布特　

列洛夫的一大创举。他运用新原理——化学结构原理解决了在化学史上积累　

下来的许多难题和扩大了前人成果。　

　　　　　这本书在化学界掀起了一场真正的革命。该书于1867年开始译成德文出　

版，此后不久几乎欧洲各主要国家的译本也相继问世。用德国科学家维克　

托·迈耶尔的话来说，这部书已成为“有机化学领域中绝大多数学术论著的　

指路明灯”。维克托·迈耶尔是德国著名有机化学家，斯图加特和苏黎世高　

等技术学校的教授，葛廷根大学和海德堡大学教授，最早制得脂肪族硝基烃　

　（1872年），研究过它们的性质；1882年发现噻吩，对它的性质作过详细研　

究，发现醛、酮与氢氧化氨的反应；第一个制得和研究了肪；提出了化学反　

应的“位阻”概念。　

　　　　　教科书总算写出来了。　

　　　　　布特列洛夫感到如释重负。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　五、养蜂专家与医生　



　　　　　布特列洛夫写完教科书后，更是常去布特列洛夫卡小住。即使在正式学　

年里，全家每星期也要到这个村子来几次。两岁的沃洛佳整天在房子附近的　

草地上玩耍。布特列洛夫觉得在这里可以摆脱很多烦人的事，全力去干自己　

心爱的事——养花和收集昆虫标本什么的。　

　　　　　他是个兴趣广泛的人，对经济问题也很关心。他认为，“俄国经济有亏　

无盈，应当开辟新的财源。农业劳动必须现代化，不能在俄国农民这样低的　

生活水平上无所作为。”　

　　　　　布特列洛夫想通过实践解决一些问题，他开始研究培育果树新品种，努　

力改进果树栽培法，根据科学道理来栽培果树，他还进行不同品种的杂交试　

验，以便培育出杂交新品种。　

　　　　　他在花园的一个僻静角落里养了几箱蜜蜂，开始时，养蜂场规模很小，　

经过他的多方努力