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动具有重要意义的课题,也就是要解决有机化合物的分析问题。当时,由于
贝采利乌斯的工作,无机物的分析已经达到了相当完善的程度;而与之相比,
有机物的分析,对于化学家,甚至对于那些拥有现代实验室的具有丰富经验
的化学家来说,仍然是最困难的领域。许多化学家对有机物都进行了很长时
间的研究,但是进展却很小,甚至还无法确定这类物质的化学成分。如果连
这类物质的成分还都不能确定,那么又怎么能够研究这些主要是由碳、氢、
氧等元素构成的种类繁多、性质各异的物质呢?
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李比希在自己的研究工作中,改变了大多数化学家通常采用的方法,他
不仅改变了化学实验仪器的形状,还变换了方法,他将拉瓦锡、盖吕萨克及
贝采利乌斯的方法进行了综合、改进。这种新方法在实验中的应用结果是非
常令人吃惊的——当时,如果说贝采利乌斯得出某种物质可靠的分析数据需
要两个半月的时间,那么在李比希的实验室里,做同样的分析仅需一天就足
够了。
李比希在有机物的定量分析方法方面的改进,使化学家们掌握了打开通
向有机化学广阔领域的大门的钥匙,他的工作成绩,是化学史中一项重大的
成就。这项成就指引着后来的化学家们在有机物研究方面不断取得进步。
1828年12月底的一个晚上,李比希在他的朋友,海德堡大学的施皮斯
博士在法兰克福的家里欢度新年的时候,结识了施皮斯在海德堡大学的同
事,比他大三岁的弗里德里希·韦勒。
韦勒是一位身材高大、举止文雅的外科医学博士,而这位外科医学博士
在化学实验研究方面有着高深的造诣,韦勒是一位化学天才。他的第一篇科
学论文是对硫氰酸汞的一个实验现象的描述,这篇论文发表在《吉尔伯特年
鉴》上。文章虽然不长,但却引起了贝采利乌斯的重视并在他撰写的 《年度
述评》中,以十分赞许的口吻对这篇文章做了肯定的评价。韦勒的文章显示
出了他在化学方面非常深厚扎实的知识和他具备极好的实验才能。可是谁能
相信,这时的韦勒还没有听过一次正式的化学课呢?
1822年,韦勒在海德堡加入了葛梅林的实验室,开始了他对氰酸的研
究,根据分析结果,氰酸是由碳、氮、氢及氧组成的。韦勒还成功地制得了
氰酸的银盐和钾盐。他的研究成果分别发表在1822年和1823年出版的两篇
论文中。
与此同时,在巴黎盖吕萨克的实验室里,李比希也在对这类化合物进行
研究,李比希把这种化合物称为“雷酸”。当读到李比希在1823年的研究报
告时,韦勒对于他们之间竟然得到完全不同的结果大为吃惊。韦勒从李比希
文章的开头就发现了这种不同。为了验证他们两人的成果,韦勒对李比希所
制得的“氰酸汞”进行了分析。分析之后,他认为把这个化合物称为雷酸汞
是有根据的,因为此盐具有极其猛烈的爆炸性质。而韦勒所制得的氰酸汞则
根本不爆炸。这使韦勒不禁在想:“是不是合成的过程中出了什么差错呢?”
事实上,两个人的成果都没有错,而是因为两个人碰到了“同分异构”
现象。这种现象对于当时的韦勒是无法解释的。事实上,“同分异构”这个
名称是贝采利乌斯在1829年才提出来的。韦勒研究的是氰酸的化合物,而李
比希研究的则是与氰酸呈同分异构的雷酸的化合物。
1828年,李比希与韦勒的相遇终于使他们有机会解决两个关于雷酸和氰
酸的争论。这两位科学家进行了热烈的交谈,甚至把主人施皮斯都忘在了一
边。最后,终于弄清楚了,原来他们俩研究的是两种性质截然不同的化合物,
不过,这两种化合物的定性和定量组成却又完全相同。
两位科学家最终取得了谅解,而这几个小时的热烈交谈对他们彼此之间
不仅是有益的,而且是必要的。这个值得纪念的夜晚,竟成了他们二人深厚
的和富有成果的友谊的开端,这种友谊,一直持续到李比希生命的最后一刻。
关于同李比希的友谊,韦勒曾写道:“我可以打个比喻,如果以我们俩
的名义发表的某些小文章是我们中的一个人完成的,那么,这同时也是赠给
另一个人的绝妙的小礼物。我想这就可以使你了解我们之间的相互关系了。”
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尽管他们之中一位在基森,而另一位在柏林,但他们决定立即进行协作
研究,他们的协作是从氰酸开始的。相隔几百公里,并没有妨碍两位科学家
的友谊与协作。他们相互赠送研究用的物质并进行频繁的通信。他们之间不
论是谁,只要获得一项研究成果,那么这也必定是另一个人的财富。
不久,两个人的共同研究的领域由氰酸和雷酸扩大到了其他化合物的研
究方面。他们把注意力转向了当时称为苦杏仁油的苯甲醛。这种物质存在于
苦杏仁中,具有特殊的气味。初步研究表明,苦杏仁油中含有一定数量的氢
氰酸。
经过一段富有成效的协作研究,李比希和韦勒断定:把黄色油状的苦杏
仁油在空气中放置几分钟后,生成的产物是苯甲酸,的确是这样,把一滴苯
甲醛在空气中放置几分钟后,他就会变成苯甲酸。这两位科学家打算合成出
苯甲醛的氯代衍生物,可是却得到了一种具有特殊难闻气味的液体。分析结
果表明,这个新物质与苯甲醛的不同之处只是原来苯甲醛里边的一个氢原子
被一个氯原子取代了。当李比希把两个化合物的化学表达式进行对比之后,
指出了苯甲酰基的存在。他的这一研究成果,在李比希与韦勒共同完成的划
时代的著作《论苯甲酸的基》一文中,向世人进行了的阐述。贝采利乌斯和
其他一些化学家都认为,苯甲酸酰基的发现标志着有机化学的发展已经进入
了一个新的时代。李比希和韦勒在1832年完成的这一著作,对有机化学的发
展起了很大的影响。
由于这两位科学家相距遥远,因而妨碍了他们的密切联系。在基森,李
比希最快只能在发出信大约两周后收到韦勒从柏林的回信。两周的时间对于
需要及时沟通工作进展情况的李比希和韦勒来讲,实在是太漫长了。两个人
都意识到必须住在同一个城市里,即便住在两地,只要距离近一些也好啊!
1831年冬季,在李比希的帮助下,韦勒终于在卡赛尔工学院获得了教授
的职位。对于韦勒的工作调动,这两位科学家都感到非常满意。韦勒早就渴
望着能在高校中从事教学工作,所以卡赛尔工学院的这个教授职位使他非常
高兴。更主要的是,从基森到卡赛尔相距仅仅一百公里,这段距离对他们来
说是无所谓的,他们从此可以当面交谈,交换彼此在研究工作中的心得了。
由于对有机化合物有着强烈的兴趣,使得李比希特别重视对天然产物的
研究。在此后的几年中,李比希继续与韦勒协作研究那种存在于苦杏仁果实
中的苦杏仁甙。
1836年10月26日,韦勒在信中兴奋地告诉李比希:他发现了如何从苦
杏仁甙中制造出苦杏仁油,并建议李比希与他一起对这种含有氢化氰成分的
苦杏仁油作进一步的研究,因为这个问题与苯甲酰基的研究有着密切的关
系。
随后,韦勒又在实验室里用发酵法制得了苦杏仁油。他将苦杏仁的乳状
液发酵后,把发酵的混合物用水蒸气蒸馏。溶于水中的苦杏仁甙与磨细的甜
杏仁一混合,立即就形成了苦杏仁油。但是韦勒无法确定出与含氢化氰的油
同时生成的另外一种产物到底是什么。
李比希在接到韦勒的信后,立即开始了实验。两个月后,他解了韦勒的
问题。李比希把研磨过的苦杏仁的乳状液稳定在35℃的温度,将其放置,直
到苦杏仁油的气味完全消失。6天之后,他得到的沉淀像糖浆一样,味道是
甜的,如果往里边加入酿酒用的酵母之后,它就开始剧烈地发酵。李比希最
终肯定:当苦杏仁甙分解时,生成的是糖。这种糖后来被称为龙胆二糖。
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在研究苦杏仁甙的同时,李比希还对其他有机物进行了研究。
在研究乙醇和氯的作用时,李比希在实验中得到了两种完全不同的液
体。其中一种是乙醇与干燥的氯气相互作用而生成的。这种液体具有特别难
闻的气味,这是氯乙醛。另一种液体是用次氯酸钾与乙醇相互作用时得到的,
它具有好闻的微甜气味。当人连续吸入这种蒸气时,会引起头晕,这个新化
合物叫氯仿。
在随后的实验中,李比希在氧化乙醇时,又得到了另一种气体——乙醛。
乙醛带有难闻的令人窒息的气味,并且挥发得很快。
不论是与韦勒协作的研究项目,还是其他的一系列课题,李比希都是在
自己的实验室里完成的。在他的实验室里工作着10至15个年青人,包括他
的学生和他的助手。在他的实验室的最里面,有两个大玻璃柜,实验室的中
央放着两张大而笨重的木桌——从壁炉一直到对面的墙,另外,还有两张同
样大小的桌子放在有狭长的窗户的墙边。李比希给他的学生们拟定的研究题
目,都是在这个实验室里完成的;而李比希的助手们做的有机分析实验,也
是在这个实验室里进行的。由于李比希本人的性格就是十分开朗并且十分健
谈,再加上他的实验室总是充满着生气,实验室里的气氛也是相当活跃的。
性格活跃的李比希,在教育孩子上却是十分严格的。因为李比希幼年时
的所接受的教育是:孩子对父母百依百顺是一种美德,所以在这个时代里成
长起来的李比希对自己的妻子和五个儿女从来不苟言笑,虽然他是很喜爱他
们的。
在1831年的时候,李比希就意识到当时的化学界迫切需要出版一本科学
性的刊物,于是他就筹备了一个这样的刊物——《年鉴》,他曾经设想将这
个杂志面向全世界的科学界,在这个杂志中介绍德国研究家们在化学领域中
所取得的各项成就。这项工作使得李比希在实验室进行研究工作之余,必须
还要花费很大一部分时间和精力去编辑《年鉴》。在编辑《年鉴》时,李比
希也效仿了贝采利乌斯的作法——对于每篇发表的文章都加上他自己的简短
评语。
有时候,为了能够正确无误地评价一篇文章,李比希不得不通过亲自的
实验来对文章的内容进行验证。有时候,由于文章需要很快就付印出来,可
供实验验证的时间也就很仓促,验证工作就自然会搞得比较肤浅,无法全面、
客观、深入地验证文章中的结论。另外,�