Браун (Brown), Герберт Чарлз

Американский химик-органик Герберт Чарлз Браун, второй из четырех детей и единственный сын в семье, родился в Лондоне (Англия) у супругов Перл (Горинштейн) Боварник и Чарлза Боварника. Мать и отец Брауна были украинскими евреями, которые, иммигрировав в Лондон в 1908 г., 6 лет спустя переехали в Чикаго к родителям отца Брауна. Те к тому времени уже обосновались в Чикаго и, изменив свою фамилию на английский манер, стали Браунами. Эту же фамилию приняли и родители Брауна. Будущий ученый окончил хэвенскую школу и в 1930 г. инглвудскую среднюю школу в южной части Чикаго. После того как в 1926 г. ею отец, заболев, умер, Браун совмещал учебу с управлением семейным магазином скобяных изделий. Перебиваясь то одной, то другой случайной работой, он сумел в 1935 г. окончить Райт-Джуниор-колледж и получить частичную стипендию для обучения в Чикагском университете, где уже через год стал бакалавром естественных наук.

В то время Чикагский университет был одним из ведущих американских центров изучения химии, и в число наставников Брауна входили два таких признанных ученых, как Морис Караш и Юлиус Стиглиц. После окончания университета Браун хотел пойти работать, но Стиглиц убедил его избрать карьеру химика-исследователя и поступить в аспирантуру. В Чикагском университете Браун учился у известного химика Х.И. Шлезингера. В 1938 г. Брауну была присуждена докторская степень.

Не найдя себе работы в промышленной сфере, Браун, получив годичную стипендию (выделяемую на проведение исследований после получения докторской степени), работал сначала с Карашем, а затем стал ассистентом-исследователем у Шлезингера, где числился инструктором. В 1943 г. он переехал в Детройт и начал работать в Уэйнском (позднее Уэйнском государственном) университете сначала ассистент-профессором, а 3 года спустя – адъюнкт-профессором. В 1947 г. Браун был назначен полным профессором химии в Университете Пардью в Уэст-Лафейетте (штат Индиана), где и остался до конца своей научной деятельности. В 1959 г. ему было присуждено звание заслуженною профессора, а в 1978 г. – почетного профессора в отставке. Свои академические обязанности ученый совмещал с работой консультанта в «Эксон корпорейшн».

Браун внес фундаментальный вклад в физикохимию органических соединений и химию органического синтеза, особенно в плане определения химического состава производных боранов и сферы их практического применения. В 1936 г. он в сотрудничестве со Шлезингером исследовал диборан – в то время чрезвычайно редкое и дорогое вещество. В ходе подготовки докторской диссертации ученый изучал реакции диборана с органическими карбонильными соединениями (такими, как альдегиды, кетоны и сложные эфиры, молекулы которых содержат двойную углеродкислородную связь). Эта работа была осуществлена с применением сложной высоковакуумной технологии. В процессе исследований Браун обнаружил, что диборан является прекрасным восстановителем (гидрогенизатором): при гидролизе карбонильные группы беспрепятственно и полностью восстанавливаются до спиртов в очень мягких условиях. Несмотря на то что метод Брауна открывал определенные преимущества для химиков-органиков, применение его тем не менее было в значительной мере ограничено из-за его дороговизны и той сложности, которой требовала работа с диборанами.

В конце 1940 г. Брауну и Шлезингеру предложили принять участие в разработке Манхэттенского проекта, который в конечном счете привел к созданию атомной бомбы. Для получения изотопно чистого урана для атомного оружия необходимо было найти подходящие летучие соединения урана, чтобы использовать их в процессе газовой диффузии. Поскольку только что синтезированные боргидриды алюминия и бериллия были летучими, Шлезингер и Браун использовали диборан для синтеза ураниевого боргидрида, который обладал этим свойством. Однако камнем преткновения оказалось то, что процесс получения диборана был сложным и занимал много времени. И ученые решили поискать новые способы получения боранов. Их поиск увенчался успехом. Был найден недорогой и быстрый путь получения диборана с использованием гидрида лития или натрия, а позднее открыт новый восстановитель – боргидрид натрия. Между тем способ применения гексофторида урана в газодиффузном процессе был разработан другими учеными.

Несмотря на то что работа Шлезингера и Брауна не внесла большого вклада в проект создания атомной бомбы, она оказала огромное влияние на органическую химию, коренным образом преобразовав способы восстановления – один из двух самых главных химических процессов. Восстановительные реакции, осуществляемые с дибораном или боргидридом натрия, открывали новые пути синтеза соединений, которые представляли интерес в научном и техническом плане. Впоследствии, проводя исследования в Уэйнском университете и Университете Пардью, Браун получил целый ряд новых боргидридов и металлгидридов, которые обеспечили химиков-органиков полным набором восстановителей, пригодных для самого широкою применения с учетом различной специфики. Эта работа наметила также фундаментальные направления исследований в области физической органической химии. Так, Браун внес важный вклад в изучение взаимосвязи между молекулярной структурой и реакционной способностью, а также в исследование стерических эффектов (механического взаимодействия частей вступивших в реакцию молекул) в реакциях органических соединений.

В 1955 г. Браун обнаружил, что взаимодействие диборана с углерод-углеродными двойными связями приводит к образованию органоборанов в процессе, известном как гидроборирование. Органобораны в свою очередь вступают в ряд дальнейших реакций и. таким образом, открывают серию новых и более совершенных путей синтеза. Эта реакция в настоящее время часто используется для превращения олефинов в спирты или насыщенные соединения. К дополнительным преимуществам гидроборирования относятся гладкость прохождения и избирательность реакций, которые часто открываю возможность для получения высокочистых продуктов, а также соединений с редким внутримолекулярным строением. Браун обнаружил, что органобораны могут также служить промежуточными продуктами для создания новых углерод-углеродных связей в реакциях, которые он в шутку называл «клепанием и простегиванием» «кусочков» молекул. Работа Брауна и его коллег в течение последних 30 лет привела к превращению органоборанов в одну из самых универсальных групп химических промежуточных веществ в арсенале химиков-органиков, занимающихся синтезом. Органобораны имеют также важное техническое применение. Например, при синтезе феромонов они используются для уменьшения выхода побочных продуктов.

В 1979 г. Брауну была присуждена Нобелевская премия по химии «за разработку новых методов органического синтеза сложных бор- и фосфорсодержащих соединений». Вместе с ним этой премии был удостоен Георг Виттиг. В Нобелевской лекции Браун сравнил проведенное им исследование с разведкой только что открытого континента. «Мы быстро продвигались по этому континенту, производя осмотр основных горных цепей, долин рек, озер и побережья, – сказал он. – Однако, и это совершенно очевидно, мы получили только самое общее представление. Потребуется еще одно поколение химиков, чтобы, заселив этот континент, использовать его на благо человечества».

В 1937 г. Браун женился на Саре Бэйлен, с которой вместе учился в университете. Их сын Чарльз тоже химик. Браун был деятельным, творчески активным человеком. Он вел работу с большой группой молодых ученых, регулярно публиковал результаты своих научных исследований.

Среди многочисленных наград, которых был удостоен Браун, медаль Николса Американского химического общества (1959), национальная медаль «За научные достижения» Национального научного фонда (1969), медаль Чарльза Фредерика Чендлера Колумбийского университета (1973), медаль Эллиотта Крессона Франклиновского института (1978), медаль Кристофера Ингольда Британского химического общества (1978) и медаль Пристли Американского химического общества (1981). Ученый являлся членом американской Национальной академии наук и Американской академии наук и искусств, почетным членом Британского химического общества и иностранным членом Индийской национальной академии наук.