ウェーラーの尿素合成

19世紀の初め、化学者たちは物質を大きく二つに分けて考えていた。岩や金属、塩のように生き物と関係なく存在する「無機物」と、砂糖や脂肪、尿素のように生き物の体がつくる「有機物」である。有機物は生き物だけがもつ特別な力の働きでしか作れない、という考えは生気論と呼ばれた。アントワーヌ・ラヴォアジエが元素と化合物の考え方を整え、ドルトンの原子論によって原子の数で物質を表すことが始まっていたが、有機物の組み立ては謎のままだった。尿素は哺乳類の尿に含まれる窒素の化合物で、1773年にフランスの化学者ルエルが尿から取り出したとされる。

フリードリヒ・ウェーラーは1800年、フランクフルト近郊のエッシャースハイムに獣医の子として生まれた。少年時代から鉱物を集め、父が用意してくれた家の実験室で化学の実験をした。マールブルクとハイデルベルクで医学を学んで1823年に医師の資格を取ったが、師の化学者グメリンに勧められて化学に転じ、ストックホルムのベルセリウスの研究室で学んだ。ベルセリウスは当時の化学の第一人者で、以後二人は生涯の友となり、ウェーラーはその著作をドイツ語に訳し続けた。1826年からは、ベルリンの実業学校で化学を教えていた。

ウェーラーはシアン酸という酸の塩を調べていた。シアン酸とアンモニアを反応させてシアン酸アンモニウムという塩を作ろうとしたところ、溶液を蒸発させて得られた白い結晶は、予想した塩の性質を示さなかった。調べてみると、それは尿から取れる尿素と同じ物質だった。彼は材料の組み合わせを変え、シアン酸銀と塩化アンモニウム、シアン酸鉛とアンモニアなどからも、同じ結晶が得られることを確かめた。1828年2月、ウェーラーはベルセリウスに宛てた手紙で、人間のものであれ犬のものであれ、腎臓を使わずに尿素を作ることができたと伝えている。論文は同じ年に『物理学・化学年報』に載った。

この結果には、もう一つ大きな意味があった。シアン酸アンモニウムと尿素は、炭素・水素・窒素・酸素の原子を同じ数ずつ含みながら、性質のまったく違う別の物質である。ウェーラーはこれより前、のちに親友となるリービッヒとのあいだで、シアン酸銀と雷酸銀が同じ組成なのに一方は穏やかで一方は爆発する、という問題をめぐって論争していた。尿素の合成はそうした例をもう一つ加えた。ベルセリウスは1830年ごろ、同じ組成で違う物質を「異性体」と呼ぶことを提案した。物質の性質は、どの原子がいくつあるかだけでなく、それがどう並んでいるかで決まる。この考えは、のちの構造化学の出発点の一つになった。

教科書ではしばしば、ウェーラーの尿素合成が生気論を打ち倒し、ここから有機化学が始まったと書かれる。しかし、これには後の時代の物語が混じっている。ウェーラー自身は生気論と戦う意図を表立って示しておらず、化学者たちもすぐに考えを改めたわけではなかった。生気論が本格的に支持を失っていくのは、1845年にドイツのコルベが二硫化炭素から酢酸を作り、さらにフランスのベルトロらが多くの有機物を次々に合成した後のことである。化学史家ランバーグは2000年に、化学の教科書のおよそ9割がこの「ウェーラー神話」を何らかの形で繰り返していると指摘した。

ウェーラー自身はその後、1836年からゲッティンゲン大学の化学教授を46年にわたって務め、数千人の学生を育てた。アルミニウムを純粋な金属として取り出し、ベリリウムやイットリウムを初めて金属として単離するなど、無機化学でも多くの仕事を残した。リービッヒとの共同研究では、ベンゾイル基という原子のまとまりが反応のあいだも形を保つことを示した。リービッヒはのちに植物の養分の研究（植物は何を食べるか）でも知られることになる。ウェーラーは1882年、ゲッティンゲンで82歳で死んだ。

尿素はいま、ハーバー・ボッシュ法で作ったアンモニアと二酸化炭素から工場で大量に作られ、世界でもっとも多く使われる窒素肥料になっている。生き物の体の中にしかないと思われていた物質を、人は試験管の中で作れる。その最初の確かな一歩が、ベルリンの実験室で得られた小さな白い結晶だった。