Установление строения органических соединений обратилось в одну из важнейших и труднейших задач органической химии. Для решения вопроса о строении некоторых соединений понадобилось немало труда и времени со стороны исследователей, перед которыми природа ставила все новые и новые загадки. Такой загадкой явился, например, особый вид изомерии, когда вещество способно в одних случаях реагировать, как имеющее одно строение, а в других, как имеющее другое строение.

Для характеристики непосредственного чутья истины в области химических превращений, которым обладал Бутлеров, достаточно указать на тот факт, что возможность взаимных изомерных превращений он предвидел задолго до того, как с этим видом изомерии столкнулись исследователи. Его указание на возможность двойственного поведения вещества в реакциях, вследствие способности вещества к легкому превращению в другое, изомерное ему вещество, кажется каким-то чудом, откровением поэта.

По мнению Бутлерова, сосуществование изомерных веществ в подвижном равновесии могло иметь внешнее проявление, как двойственность свойств одного вещества.

Так Бутлеров правильно объяснил то явление, которое в настоящее время известно под названием таутомерии.

Еще в 1876 году, за десять лет до того, как химик Лаар столкнулся с явлением таутомерии, Бутлеров писал:

«Мыслимо, что частицы некоторых веществ постоянно изомеризуются, переходя из одного видоизменения в другое и обратно…

В огромном большинстве случаев мы имеем дело с веществами, в газообразной или жидкой массе которых при обыкновенных условиях химическому равновесию соответствует присутствие частиц одного определенного строения в бесконечно большем числе, чем частиц других строений, изомерных с первым; но не невероятно, что в некоторых случаях можно встретить и такие тела, масса которых постоянно заключает в заметном количестве изомерные частицы различного химического строения. В первом случае можно смело говорить об определенном химическом строении тела, а во втором… вся эта масса, понятно, будет подвергаться реакциям, свойственным строению, смотря, так сказать, по направлению действия этой реакции».

Идеи Бутлерова о взаимно превращающихся друг в друга изомерах вытекали из основных принципов созданной им теории, из основных его воззрений на химизм. Все это высказано было русским химиком еще в то время, когда в органической химии господствовали представления о неизменности атомных группировок в молекулах.

Правда, Бутлерову в то время казалось еще невозможным решить вопрос о том или ином строении находящихся в таутомерной смеси веществ. Но важно, что в его идее о взаимном превращении веществ, о внутренних перестройках молекул, вопреки укоренившимся взглядам, отражено явление динамической изменчивости молекул.

Дальнейшее усовершенствование методов исследования таутомерных смесей привело к тому, что в ряде случаев удалось по физическим свойствам или различными химическими методами определить, какое процентное количество молекул того или другого рода содержится в смеси при данных условиях, и показать их строение методами структурной химии.

Исследования последнего времени не только доказали правильность взгляда Бутлерова, но и показали, кроме того, как широко распространены явления таутомерии среди органических веществ.

Изучение внутренних переходов органических молекул, начатое Бутлеровым и продолженное его учениками, сыграло огромную роль в развитии органической химии.

Объяснив истинный смысл конституции химических соединений, благодаря последовательному проведению идеи химического строения, Бутлеров не только указал всем последующим химическим работам новое и правильное направление, но и создал совершенно самостоятельную школу в науке.

Как ни полезны были отдельные разъяснения и указания Бутлерова на способ применения его теории к различным отдельным группам органических соединений, все же отсутствие специального труда с последовательным проведением через всю органическую химию принципа химического строения, без сомнения, сильно задерживало его распространение.

Непосредственные ученики Бутлерова не чувствовали этого недостатка. Само учение о химическом строении создавалось у них на глазах, в их присутствии. Они не только могли получить ответ на любой вопрос непосредственно от самого творца этого учения, — они имели возможность следить за всеми изгибами его мысли, улавливать малейшие ее оттенки, усваивая не только конечные результаты, но и видя ход творческой мысли или догадываясь о нем.

Поэтому ученики Бутлерова владели не одним только готовым знанием, но методом его приобретения, и многие из них, как Марковников или Зайцев, уже самостоятельно шли по пути учителя.

Но мировая химическая наука для глубокого понимания сущности учения Бутлерова нуждалась в работе, систематически излагавшей теоретические взгляды Бутлерова и объяснявшей весь фактический материал, накопленный химией на новой основе.

Такую работу считал необходимым сделать и сам Александр Михайлович, и, можно сказать, она создавалась одновременно и параллельно с развитием его теоретических представлений. Работу над книгой «Введение к полному изучению органической химии» он вел в течение нескольких лет.

Начатое в 1864 году издание «Введения к полному изучению органической химии» было закопчено лишь в 1866 году, появляясь отдельными выпусками в течение трех лет. В заключении к книге Бутлеров писал «Предлагая это сочинение учащимся читателям, автор находит нелишним высказать, что он считает свой труд пособием по преимуществу для тех, кто намерен изучать химию вполне и для нея самой. Здесь, слишком много подробностей и обобщений для нуждающегося в химических знаниях, как в средстве для других целей, но для всякого — слишком мало фактических подробностей. Отсюда название «Введение к полному изучению», которое автор счел приличным дать своему учебнику».

Обращаясь далее к тому ограниченному кругу читателей, для которых, собственно, и предназначалась книга, Бутлеров подчеркивает:

«Учащийся будущий химик пусть позволит заключить это сочинение советом: окончив чтение, приняться за него еще раз, с начала. То, что успел извлечь он, внимательно прочитав эту книгу до конца, будет достаточно для того, чтобы многое, при повторном чтении, представилось ему с большею отчетливостью и ясностью, чтобы ко многому он мог отнестись теперь с более самостоятельной, критической точкой зрения и, не принимая на веру прочитанного, оценил, с одной стороны, взаимные отношения различных фактов и соображений, с другой — достоинства и недостатки этих последних».

Формально названное учебником, «Введение» Бутлерова, по сути дела, откровение химика-философа, химика-практика, перестроившего весь накопленный наукой материал на основе установленного им нового принципа химического строения.

Мы можем гордиться тем, что в России, на русском языке, появилось впервые подробно изложенное учение, которое вот уже скоро сто лет является, по словам известного химика, современника Бутлерова, Виктора Мейера, «путеводной звездой для громадного большинства исследований в области органической химии».

Только после выхода в свет книги в России Бутлеров предоставил в 1867 году право издания ее заграничным издателям. «Введение» вышло в Лейпциге на немецком языке. В то время когда подготовлялось это издание, в Лейпциге у Кольбе работал В. В. Марковников, который принимал некоторое участие как в переговорах с издателями, так и в просмотре перевода с помощью одного из молодых немецких химиков.

«В интересах науки и моего учителя я не мог не радоваться появлению этого перевода, — говорит он. — Прожив два года в Германии и ознакомившись со многими химиками, я убедился, как было необходимо такое издание. Только немногие усвоили тогда новые взгляды во всем их объеме, и мне не раз приходилось слышать от людей, составивших уже себе имя в науке, такие вопросы, которые объяснялись Ал. М. в его элементарном курсе студентам. Особенно памятен мне следующий вопрос, наиболее простой с точки зрения теории строения, поставленный мне Гребе: «Почему хлор в хлористом ацетиле так резко отличается от хлора в хлористом этиле?» Я не могу не вспомнить при этом также о многочисленных и продолжительных дебатах, которые мне приходилось иметь с Кольбе. Мое положение в его лаборатории было несколько иное, чем всех остальных. Уже три года как я был магистром и работал на собственные темы. Уже в первый год по приезде в Германию я убедился, что казанская лаборатория в теоретическом отношении далеко опередила все лаборатории Германии; курсы же лекций были слишком элементарны. Не особенно много также пришлось пользоваться и практическими указаниями профессоров… Кольбе очень часто подходил ко мне и после обыкновенного вопроса: «Что вы делаете, господин доктор?», нередко начинал оживленный спор о каком-нибудь теоретическом вопросе, и вся лаборатория с ассистентами собиралась вокруг нас. Кольбе упорно держался раз усвоенных им взглядов и, повидимому, считал совершенно излишним читать работы, в которых ему возражали. Положение мое, как работающего в его лаборатории, при этих дебатах было несколько неловко. Но сила вещей была на моей стороне. Ошибочные выводы Кольбе происходили большею частью оттого, что он употреблял тогда в своих формулах старый атомный вес кислорода, и как я ни убеждал его попробовать выразить свою мысль с удвоенным паем кислорода, он отказывался, уверяя, что это все равно. Кольбе, конечно, мало придавал значения моим возражениям и упорно стоял на своем, несмотря на факты, противоречившие его взглядам, и часто кончал спор фразой: «Вы увидите, что я буду прав. Многое, что я давно утверждал, не хотели признавать, а теперь говорят то же самое. Так будет и в этом случае». Когда профессор уходил, то более смелые из его ассистентов решались сказать, что он неправ. Это было лестно моему молодому самолюбию, но я не мог внутренне не чувствовать, что победой я обязан своему казанскому учителю, на что и обращал внимание своих немецких товарищей. Перед отъездом из Лейпцига я счел долгом передать свою работу Кольбе для напечатания, хотя он не принимал в ней никакого участия. Прочитав ее, он пригласил меня к себе в кабинет и указал на одно из моих объяснений, по его мнению, неправильное. Спор сводился к старой кислородной истории. «Вы меня не понимаете, потому что не привыкли к моим формулам, — заметил Кольбе, — я выражу свою мысль вашими формулами». Ну, подумал я, теперь вы, г. профессор, попались. Мне только это и было нужно. Он начал писать и остановился на половине формулы, подумал с минуту и положил карандаш. «Да, вы правы!» Потом дописал формулу и снова повторил: «Да, да, это верно, вы правы!», и несколько сконфуженно начал что-то объяснять. Я быстро ретировался, щадя самолюбие почтенного ученого. Через год я получил от него брошюру по другому нашему спорному вопросу. В ней он подробно развивал свою идею о коренном углероде, но пай кислорода писал уже новый».