История синтеза органических веществ в лаборатории кратко

Обновлено: 05.07.2024

В 1834 году Т. Пелуз приготовил цианистые алкилы действием цианистого калия на алкилсернокислые соли. В том же году Ж. Б. Дюма удалось установить, что из хлороформа под действием едкого кали образуется муравьиная кислота. Таким образом, Дюма открыл общий способ получения кислот гидролизом галогенопроизводных.

В 1842 году Л. Мельзенсом был предложен способ восстановления галогенопроизводных амальгамами щелочных металлов.

Еще через пять лет Ж.Б. Дюма, Ф. Малагути, Ф. Леблан, Э. Франкланд, а также Г. Кольбе в 1848 году предложили общий метод получения кислот из соединений с меньшим содержанием углерода через нитрилы. В это же время Э. Митчерлих стал первым химиком, применившим смесь концентрированных азотной и серной кислот для получения нитробензола из бензола.

Ю. Либих и Ф. Велер еще 1832 году наблюдали переход бензальдегида в бензойную кислоту в присутствии щелочи, а в 1853 году С. Канниццаро установил, что при этом образуется соответствующий спирт.

Стоит отметить и открытие явления каталитического окисления спиртов и углеводов в кислоты в присутствии платиновой черни.

Эти и другие примеры свидетельствовали о достижениях в области получения и превращений органических соединений. Все с большей уверенностью можно было говорить о возможности осуществления органического синтеза.

В отношении частичных синтезов Бертло отметил, что отдельные удачные синтезы, выполненные до него, не привели к осознанию важности проблемы синтеза в целом.

Марселен Бертло (1827–1907) родился и вырос в Париже в небогатой семье врача. В лицее он был одним из лучших учеников. Следующая ступень в обучении — Коллеж де Франс, где он слушает лекции Клода Бернара, Антуана Жерома Балара, Мишеля Эжена Шевреля и других видных ученых.

Осенью 1848 года Бертло с успехом сдал экзамен на степень бакалавра и поступил в университет. После долгих колебаний по совету родителей Бертло стал изучать медицину. Однако занятия не удовлетворяли его, он испытывал потребность в более широких знаниях. В конце первого учебного года он становится лиценциатом физики. Одновременно Марселен начал изучать химию как одну из основных дисциплин в общей подготовке врачей. В конце концов, он решил найти химическую лабораторию, в которой мог бы приобрести опыт экспериментатора.

Такой лабораторией стала новая частная химическая лаборатория Жюля Пелузо. Бертло с энтузиазмом приступил к исследовательской работе. Через некоторое время он становится ассистентом Пелузо.

Бертло приступил к своим первым исследованиям, которые, поскольку он занимался в основном физикой, носили скорее физический характер, нежели касались области химии. Его привлекали явления, связанные со сжижением газов. Результаты своих исследований молодой ученый опубликовал в 1850 году. В течение шести десятилетий Бертло написал около 2800 научных работ, охватывающих почти все отрасли человеческого знания. Большую часть этих материалов составляли труды по химии, кроме того, им были написаны труды по биологии, агрохимии, истории, археологии, лингвистике, философии, педагогике и т. д.

Бертло с самого начала глубоко верил в возможность синтеза органических веществ без участия живых клеток. Наряду с научной работой в лаборатории, Бертло регулярно посещал лекции в Коллеж де Франс, где можно было узнать о самых последних достижениях науки Профессор Антуан Балар, обратив внимание на способности молодого Бертло, предложил ему работать при лаборатории Коллеж де Франс.

Первым успехом стало получение камфоры, но настоящий успех к ученому пришел в 1853 году. Бертло удалось синтезировать жир.

Статья Бертло произвела настоящую сенсацию в ученом мире. Парижская Академия наук дала высокую оценку этому достижению. Бертло был удостоен степени доктора физических наук.

Бертло ставит перед собой более трудную задачу — получить этиловый спирт из этилена и воды. Для этого он решает пропускать этилен через водный раствор кислоты или основания.

В шестидесятые годы девятнадцатого века Бертло добивается в области органического синтеза воистину фантастических результатов. Неудачи не смущали его. Реакцию взаимодействия водорода с углеродом не удалось провести даже в печах Девилля. Тогда Бертло прибегает к помощи электричества.

«Электрические искры не решили проблемы, — отмечает Манолов, — но электрическая дуга между двумя угольными электродами, находящимися в сосуде с водородом, оказалась эффективной: газ, выходивший из сосуда, содержал ацетилен. Воодушевленный, Бертло приступил к новой серии синтезов. Присоединяя водород к ацетилену, он получил этилен, а затем и этан.

„Соотношение углерода и водорода в ацетилене такое же, как и в бензоле, — размышлял Бертло, и эта мысль побудила молодого ученого заняться синтезом бензола. — Этим будет переброшен мост между жирными и ароматическими соединениями“. Для синтеза Бертло решил опять прибегнуть к высоким температурам и повторить опыт, как он проводился для получения окиси углерода. Стеклянную реторту наполнили ацетиленом, запаяли и стали постепенно нагревать. Лишь при температуре 550–600 градусов Цельсия ацетилен начал полимеризоваться. Когда охладили реторту, на ее дне собралось небольшое количество желтоватой жидкости.

Теперь нужно было только терпение и упорство для того, чтобы провести опыт десятки раз и собрать достаточное для анализа количество жидкости.

В полученной жидкости Бертло обнаружил бензол, толуол и другие ароматические соединения. Параллельно он осуществил еще один синтез, который тоже подтвердил, что ароматические соединения можно получить из углеводородов жирного ряда. Бертло подверг продолжительному нагреванию метан в сосудах из специального стекла. Он повысил температуру настолько, что стекло начало размягчаться. После охлаждения в сосудах образовалось белое кристаллическое вещество.

Как только ученый открыл сосуд, лаборатория наполнилась характерным запахом нафталина. Дополнительные исследования подтвердили, что полученное вещество — действительно нафталин.

Началась новая серия синтезов и анализов. Рождались идеи, и почти каждый день осуществлялся новый синтез. Казалось, возможности беспредельны, Бертло мог синтезировать все, достаточно лишь правильно поставить задачу…

Важнейшие синтетические работы Бертло можно разделить на три группы. Первая — синтезы природных соединений — жиры, горчичное масло. Вторая группа — элементные синтезы простейших органических веществ. Третья — пирогенные синтезы углеводородов.

Помимо этого Бертло удалось разработать способы гидрирования органических соединений различных классов йодистым водородом. Он исследовал также свойства и получил различные производные многих органических соединений. Кроме того, Бертло изучал процессы их окисления и восстановления.

Е.П. Никулина так описывает его творческие искания: «Получение более сложных веществ путем соединения двух более простых, или частичный синтез, М. Бертло считал первым шагом на пути к полному синтезу. Осуществление такого синтеза является ближайшим следствием аналитического исследования, так как анализ природного вещества часто показывает возможность его разложения на две более простые части, которые, соединяясь, дают исходное вещество…

Сегодня синтез — основа промышленной химии. Достаточно назвать синтетический каучук, синтетическое волокно, синтетическое топливо, синтетические моющие средства.

Органический состав грунта

Органический состав грунта Согласно данным исследований, в состав почвы входит сравнительно небольшое количество компонентов органического происхождения. Содержание таких веществ зависит от типа грунта. Например, в торфяниках оно максимальное, а в почвах других видов

Органический закон

Органический закон ОРГАНИЧЕСКИЙ ЗАКОН (органическое законодательство) — 1) в ряде стран романской системы права (Франция, Испания, Португалия) закон, имеющий особый статус, который занимает пограничное положение между конституционными и обычными законами, принимается

СИНТЕЗ

СИНТЕЗ Группу СИНТЕЗ организовал в декабре 1976 года музыкант-любитель и специалист по электронике Александр Супрунов (р. 2.07.53 в Ленинграде). В конце 60-х он впервые услышал на альбомах западных рок-групп звучание тогдашних электронных клавишных инструментов

АНАЛИЗ и СИНТЕЗ

АНАЛИЗ и СИНТЕЗ - термины, обозначающие: 1) методы научного познания, которые являются этапами гносеологического процесса формирования понятий (А., С., сравнение, абстрагирование, обобщение); 2) начальный и конечный этапы научного исследования. А. (греч. analysis - разложение,

Химики искусственно воспроизводят теперь вещества, имеющиеся в природе, и вещества, каких в природе нет.

Николай Николаевич Зинин.

Сами эти продукты еще не являются красителями. Но путем химической переработки из них можно получить большое количество богатых по цветам синтетических красителей.

Переработкой анилина получен был также новый краситель — фуксин. Дорогая краска, добываемая из особых насекомых, блекнет перед своей искусственно созданной соперницей.

Десять лет спустя наступила очередь и антрацена. Из него был создан краситель ализарин, который природа вырабатывает в корнях марены. В то время ализарин был еще первым членом будущей крупной семьи синих, зеленых, красных, черных и других красителей.

В 1884 году стали строить молекулы красителей и из нафталина. Семья новых синтетических красителей скоро сильно разрослась. Появились азокрасители.

Реакция, которая сто с лишним лет назад была проведена русским химиком в небольшой колбе, ныне непрерывно осуществляется в гигантских аппаратах на многочисленных заводах всех стран мира. Анилин, добываемый в огромном количестве, используется многими отраслями промышленности как сырье для получения всевозможных красок, фотографических препаратов, лекарственных веществ и других материалов.

Сразу оценил Зинин и особенные свойства нитроглицерина. В 1853 году он предложил использовать нитроглицерин как взрывчатое вещество. Для опытов Зинин сам приготовил значительное количество нитроглицерина и по просьбе артиллерийского отделения Военно-ученого комитета проводил испытания его.

Александр Порфирьевич Бородин.

Реакция Зинина легла в основу производства синтетических красителей. Но на родине этого открытия, в России, из-за отсталости химической промышленности выпуск красителей не мог быть поставлен в широких размерах. Царские чиновники больше поощряли ввоз химической продукции из-за границы.

Производство синтетических красителей было создано в нашей стране только при советской власти.

Другое открытие, имеющее огромное значение в современной промышленности органического синтеза, — это открытие так называемой альдольной конденсации. Оно связано с именем Александра Порфирьевича Бородина (1834—1887).

Название конденсации присваивается таким реакциям, которые протекают под влиянием катализаторов и при которых в результате образования связей между углеродными атомами различных молекул получаются молекулы более крупные. Иногда молекулы конденсируемого вещества целиком входят в состав новых молекул; иногда же происходит отщепление части атомов с образованием молекул воды и других простых молекул.

Реакция альдольной конденсации и другие реакции, открытые Бородиным, легли в основу производства многих синтетических веществ, в том числе и пластмассы, из которой изготовляются пластинки с записями музыкальных произведений самого Бородина.

В наши дни исходным продуктом при получении синтетического каучука, пластических масс и многих других ценных веществ служит химически активное органическое вещество — ацетилен.

Михаил Григорьевич Кучеров (1850—1911) открыл в 1881 году одну из замечательных реакций ацетилена — превращение его в уксусный альдегид. Эта реакция, вошедшая в историю науки с именем русского ученого, впоследствии легла в основу технологических процессов на многочисленных производствах. Реакция Кучерова среди других реакций промышленного органического синтеза является одной из самых важных.

Из уксусного альдегида вырабатывают сейчас искусственные смолы, а из них уже производят всевозможные пластмассовые изделия. Окислением уксусного альдегида приготовляют уксусную кислоту, а восстановлением его получают винный спирт. Очень большое количество уксусного альдегида расходуется в промышленности синтетического каучука.

Уксусный альдегид, вырабатываемый из ацетилена по методу русского ученого, составляет около 70 процентов от всех продуктов, получаемых из ацетилена.

С открытием Кучерова опять-таки повторилось то же, что и со многими другими замечательными открытиями русских ученых в царской России. Первое промышленное использование реакция Кучерова получила не на родине ее творца, а за границей. В Англии и в Канаде были построены крупные заводы по изготовлению крепкой уксусной кислоты и уксусного ангидрида сначала для производства лаков, искусственного шелка, пластических масс, а вскоре и для других отраслей промышленности.

Русские ученые разработали промышленный способ искусственного обогащения жиров водородом. Малоценные жировые вещества переводились в промышленное сырье путем реакции гидрогенизации: жиры приобретали пищевые качества, из них приготовляли лучшие сорта мыла.

В 1908 году русский химик С. А. Фокин применил этот способ на заводе в Нижнем Новгороде, где хлопковое масло и другие жировые вещества перерабатывались в твердые жиры. В мыловаренной промышленности такие твердые жиры заменяют сало.

В наши дни гидрогенизация растительных масел широко распространена во всем мире. Этот метод нашел применение и в промышленности искусственного топлива, где в бензин и в смазочные масла превращают битуминозные сланцы, многозольные бурые угли и другое малоценное твердое топливо.

Алексей Евграфович Фаворский.

Много сделал для развития промышленности органического синтеза Алексей Евграфович Фаворский (1860—1945)—один из талантливейших учеников Бутлерова. Он вошел в историю химии как ученый, открывший реакции, которые были использованы для создания способов получения пластических масс, синтетического каучука и душистых веществ.

В 1905 году была издана работа Фаворского, в которой он описал открытую им реакцию присоединения фенилацетилена к ацетону. Эта реакция была использована впоследствии в производстве синтетического каучука.

Более пятидесяти лет назад Фаворский открыл способ получения простых виниловых эфиров, которые явились сырьем для производства синтетических смол. Эти смолы не родственники древесной или каменноугольной смолы. Это совершенно новые вещества, из которых вырабатываются лаки, клеящие вещества, искусственный шелк и различные пластические массы. Сейчас производство этих продуктов необычайно широко развито во всем мире. Виниловая пластмасса хорошо штампуется. Шприцеванием из нее получают трубки и стержни, литьем под давлением — детали машин, вытягиванием — волокна и пленки.

Прозрачные пленки из виниловых смол прекрасно окрашиваются в различные цвета. Изготовленные из них плащи и накидки легче и лучше резиновых. Виниловые ткани не боятся кислоты и щелочи.

Применяя одну из реакций Фаворского, его ученик академик И. Н. Назаров приготовил карбинольный клей. Этот клей склеивает разные материалы так прочно, что при разрыве предмет скорее ломается в каком-то другом месте, а не там, где склеено. Новый клей применяют при монтаже разных деталей. Приклеенные, они держатся лучше, чем привинченные. Карбинольный клей — хороший изолятор, он широко используется в электротехнике.

Сергей Васильевич Лебедев.

Из школы Фаворского вышло много выдающихся ученых. Среди них и создатель современного промышленного способа получения синтетического каучука — Сергей Васильевич Лебедев (1874—1934).

Некоторые растения вырабатывают углеводород — изопрен. На юге эти растения превращают изопрен в млечный сок, содержащий каучук, а на севере из такого изопрена получаются пахучие смолы. Всем известна исключительная ценность каучука. Получить искусственно дешевый каучук долгое время никому не удавалось. Эту задачу блестяще разрешил С. В. Лебедев.

Лебедев нашел, что углеводород бутадиен (он же называется дивинилом) также может превращаться в каучук. В 1908 году Лебедев впервые получил бутадиеновый каучук. Это было началом пути к созданию синтетического каучука. Но одно дело — лаборатория, другое дело — завод, где необходимо учитывать большие масштабы производства, достаточную его экономичность и т. д. Чтобы разработать способ получения синтетического каучука в заводских условиях, нужны были многочисленные и тщательно проведенные опыты.

Работы С. В. Лебедева, несмотря на их ценность и оригинальность, не нашли поддержки в царской России. Только при советской власти на их развитие были отпущены крупные средства.

В 1926 году правительство СССР объявило международный конкурс на лучший способ получения синтетического каучука, необходимого нашей стране. В конкурсе принял участие и С. В. Лебедев с группой своих учеников. Трудности были велики. Первые опыты сопровождались неудачами. Но настойчивость, целеустремленность и умение отличать главное от второстепенного привели Лебедева к победе.

Выращенный в стеклянных пробирках каучук отвечал условиям конкурса. На построенном в Ленинграде опытном заводе процесс был перенесен из стекла в металл, из лабораторной посуды — в заводские аппараты. Вскоре первые промышленные изделия из синтетического каучука блестяще выдержали выпускной экзамен.

В 1931 году в Ярославле строились корпуса завода синтетического каучука, а через год была выдана первая партия каучука. Следом были пущены еще несколько крупных заводов.

Органи́ческий си́нтез — раздел органической химии и технологии, изучающий различные аспекты (способы, методики, идентификация, аппаратура и др.) получения органических соединений, материалов и изделий, а также сам процесс получения веществ.

Цель органического синтеза - получение веществ с ценными физическими, химическими и биологическими свойствами или проверка предсказаний теории. Современный органический синтез многогранен и позволяет получать практически любые органические молекулы.

Исследованием органического синтеза занимаются многочисленные институты, в т.ч. Институт органического синтеза УрО РАН (ИОС, Екатеринбург), созданный Постановлением Российской Академии Наук в 1993 году.

Содержание

Начало органического синтеза

Синтез Вёлера. Схематическое изображение изомеризации цианата аммония как примера образования органического вещества из неорганического

В качестве самостоятельной дисциплины начал оформляться после знаменитого синтеза карбамида (мочевины) из типичного неорганического вещества (цианата аммония), осуществленного немецким химиком Фридрихом Вёлером (Wöhler, Friedrich, 1800—1882) в 1828 г.. [1] Этот синтез положил конец спору с учеными-виталистами, полагавшими, что органические вещества могут продуцироваться только за счет жизненной силы биологических организмов.

Развитие органического синтеза

Мощный импульс развитию получил после формулирования русским химиком Бутлеровым А. М.(1828—1885) основ структурной теории строения органических молекул, которая позволила планомерно синтезировать органические молекулы заданного строения.

Дальнейшее развитие органического синтеза происходит параллельно с развитием науки органическая химия. Успехи теорий строения атомов и молекул, химической связи, квантовая химия, кинетика и др. способствовали развитию методов синтеза. С другой стороны, ряд сложных синтезов как известных в природе веществ (уксусная кислота, индиго, аспирин и др.), так и не имеющих своих аналогов (полиэдраны, многие элементоорганические соединения, синтетические антибиотики и др.), оказал влияние на смежные разделы науки (химия биологически активных веществ, фармакология, физика и химия твердого тела и др.), показав самостоятельность и высокую ценность этого направления органической химии.

Выход органического синтеза за рамки лабораторий произошёл после развития химической технологии и признания промышленной значимости продуктов: карбоновых кислот, полимеров, растворителей, красителей и др. — веществ, объём производства которых характеризуется числами со многими нулями.

Направления органического синтеза

Стремительный рост числа синтезов привел к оформлению отдельных его самостоятельных направлений, характеризующихся специфическими признаками: сырьевой базой (нефтесинтез), приемами (кислотный катализ), физическим воздействием (плазмосинтез), природой продуктов (металлоорганический синтез), назначением продуктов (синтез биологически активных веществ), сложностью (тонкий органический синтез) или, наоборот, простотой ("клик"-синтез), фазовым состоянием среды (газо-, жидко- и твердофазный синтезы), температурой (криосинтез, термолиз) и т. д..

Информационное обеспечение

Необходимость ориентироваться в огромном числе синтетических методик привела к созданию развитых информационных систем для их поиска и описания, предложения реактивов и синтетической аппаратуры.

Методика органического синтеза

Реализация органического синтеза включает следующие научные, организационные и технологические этапы: задание структуры целевой молекулы, рассмотрение возможных схем синтеза, подбор продуктов, аппаратуры, проведение химических реакций, выделение промежуточных и целевых продуктов, их анализ и очистку, модифицирование, принятие мер безопасности, экологический контроль, экономический анализ и др..

Окончательный выбор метода синтеза происходит после всестороннего комплексного анализа этих этапов и их оптимизации.

Реакции органического синтеза

Ниже приводится далеко не исчерпывающий список реакций органического синтеза, классифицированных по признаку изменения химического класса синтезируемой молекулы:

Ацетилирование — частный случай ацилирования, введение в молекулу остатка уксусной кислоты (ацетильной группы)

В качестве основы для классификации могут быть положены и другие критерии — механизм реакций (замещение, обмен), технологический прием (крекинг) и др.

Примечания

↑ Джуа, М. История химии,Издательство: М.: Мир, 476 с, 1975 г.

Литература

Джуа, М. История химии,Издательство: М.: Мир, 476 с, 1975 г.
Быков Г. В. История органической химии, 1976. 360 с.
Чижов О. С., Чижов А О., Рациональное планирование сложного органического синтеза, М., 1986.

Смит В. Органический синтез: наука и искусство / В. Смит, А. Бочков – М.: Мир, 2001. – 573 с.

История химии берет начало в самой глубокой древности, одновременно с началом развития человека. С древних времен человек, на зная законов о превращениях веществ, научился применять их себе во благо. Огонь, который научились добывать наши предки, позволял не только приготовить пищу, но и получить (хоть и случайно) такие металлы, как медь, свинец, олово. А позднее еще и глиняную посуду, путем обжига, стекло, краски и многое другое.

Таким образом, человек получал знания о веществах, их свойствах, но вместе с тем росло и число вопросов, на которые он не мог найти ответа. Большой вклад в развитие химии внесли ученые Древней Греции . Именно здесь возникли первые попытки объяснения самих процессов.

Так, Анаксимандр и Гераклит выдвинули принцип “противоположности”.

Эмпедокл выделил 4 элемента — это вода, воздух, огонь и земля. А Аристотель выдвинул предположение о возможных взаимодействиях этих четырех элементов.

Левкипп и Демокрит считали, что все вещества состоят из мельчайших частиц — атомов и объясняли происходящие явления с точки зрения атомистической теории.

Платон говорил, что не существует веществ в чистом виде, а только их модификации.

Следующей ступенью развития стала алхимия, основой изучения которой стали металлы, а именно стремление получить золото из всего, что только попадалось в руки. Кроме этого алхимиков волновала тема создания эликсира молодости.

Хотя такие органические вещества как сахара, крахмал, спирт, смолы, масла, Индиго и т. д. были известны с древнейших времен, однако до начала XVIII века прогресс в их химии был весьма незначителен. Поэтому началом развития именно органической химии можно считать 16 — 17 века.

Лемери классифицировал соединения по происхождению, однако теперь было доказано (несомненно, благодаря улучшенным аналитическим методам), что в ряде случаях одно и то же соединение может быть получено из материалов как растительного так и животного происхождения. Таким образом, нет никакой разницы между этими двумя классами соединений.

Это привело к реклассификации веществ на две группы:

все те вещества, которые могли бы быть получены из овощей или животных, т. е. которые были произведены в живом организме были классифицированы как органические;
все те вещества, которые не были получены посредством живого организма классифицируются как неорганические.

На данном этапе исследования органических соединений оказалось, что существуют определенные различия между неорганическими и органическими соединениями, например, сложность композиции и горючесть последнего.

Берцелиус (1815) считал, что органические соединения были произведены из их элементов по законам, отличающихся от таковых для неорганических соединений. Тогда это навело его на мысль, что органические вещества производятся под воздействием жизненной силы, и что они не могут быть получены искусственно.

Однако, в 1828 году Велер преобразовал цианат аммония (неорганическое соединение) в мочевину, вещество, которое до сих пор получали только из источников животного происхождения. Этот синтез несколько ослабили различие между органическими и неорганическими соединениями. И это различие полностью укоренилось синтезом уксусной кислоты из ее элементов ученым Кольбе в 1845 году, и синтезом метана ученым Бертло в 1856 году. В 1861 г. А.М. Бутлеров получил вещество класса сахаров, воздействуя на параформальдегид известковой водой.

Взрывчатые вещества на основе органического синтеза

В свое время огромным достижением был черный порох, способствовавший победе горожан над закованными в латы рыцарями и сыгравший такую огромную роль в порабощении европейскими колонизаторами беззащитных туземцев Америки, Африки, Азии и Австралии. Целых пять столетий оставался он безраздельно господствовавшим метательным и подрывным составом.

Успехи химии совершенно оттеснили черный порох на задний план, оставив для него лишь скромное амплуа охотничьего пороха да подрывного средства при разработке слабых горных пород, соляных залежей, сланцев и т. п.

11 марта 1846 года, когда швейцарский химик Христиан Щенбейн демонстрировал в заседании Базельского общества естествоиспытателей пироксилин, приготовленный им действием смеси азотной и серной кислот на хлопок, можно считать знаменательной датой, с которой начинаются замечательные завоевания органического синтеза в области взрывчатых веществ.

После этого Шенбейн совместно с Бетгером усердно исследовал новое взрывчатое вещество в небольшой лаборатории Базельского университета и во Франкфуртском институте по соседству с очень ценными чучелами животных Зенкенбергского музея, о чем с ужасом узнали некоторое время спустя члены правления музея. И они имели веские основания для своих опасений: начавшееся вскоре промышленное производство пироксилина привело к ряду грандиозных взрывов на заводах (главным образом в Австрии) в 1847, 1862, 1865 годах, что вызвало одно время даже запрещение его производства. Однако в дальнейшем трудности были преодолены, и пироксилин получил широкое применение в технике взрывчатых веществ.

В 1885 году французский химик Вьель особой обработкой превратил пироксилин в желатинообразную массу, пригодную для употребления в качестве пороха. Кроме значительно большей силы, этот порох обладает по сравнению с черным еще и тем преимуществом, что он не образует при выстреле дыма. Сумели химики использовать для приготовления бездымного пороха и нитроглицерин.

Когда в 1789 году химик Гаусман, обрабатывая индиго азотной кислотой, получил впервые пикриновую кислоту, он и не подозревал, сколько человеческих жизней погубит впоследствии его открытие.

Долгое время даже и не подозревали, что это соединение способно взрываться. А сто лет спустя, плавленная пикриновая кислота (получаемая, конечно, не из индиго, а из продуктов переработки каменноугольной смолы) под именами лиддита, экразита, мелинита, шимозе и др. завоевала большое место в военной технике.

В 1863 году Вильбранд получил из толуола (тоже добываемого из каменноугольной смолы) новое соединение — тринитротолуол, которое с начала прошлого столетия в прессованном или плавленом виде начало применяться под именем тротила в разрывных снарядах, подводных минах, торпедах и т.д.

Если взять любую книгу, посвященную взрывчатым веществам, то там ясно сказано, что огромное большинство из них получено только благодаря органическому синтезу.

Каучук, жидкий уголь, пластмассы, волокно

Запасы нефти в недрах истощаются. Многие страны чувствуют недостаток в нефтепродуктах. Чем заменить нефть? Синтетическая химия смело берется за разрешение и этой задачи.

Запасов угля в недрах земли в 600 раз больше, чем запасов нефти. В одной только России недра таят не меньше 1000 млрд. тонн угля. Природный уголь — колоссальнейший источник углерода. И не только уголь, такими источниками могут быть торф, сланцы и другие содержащие углерод материалы. Эти твердые материалы химики обращают теперь в жидкое нефтеобразное топливо путем обработки их водородом под давлением. Угроза истощения запасов нефти, как и некоторых других природных запасов, благодаря синтетической химии не представляет больше опасности для будущности человечества.

Изобретение целлулоида во второй половине прошлого века явилось следствием скромной задачи — найти дешевый заменитель для слоновой кости, экзотических смол и т. п. За этим первым искусственным пластиком, получаемым растворением нитроклетчатки в камфоре, последовали галалит, бакелит, карболит, поллопас, этролы, резолы и ряд других, готовящиеся химиками из казеина молока, фенола, мочевины и т. д. путем взаимодействия этих продуктов с альдегидами (из которых каждому знаком, например, формалин), а также другими способами. В этой области синтетическая химия достигла таких замечательных успехов, что из скромных заменителей пластмассы превратились в первостепенной важности технический материал, легко обрабатываемый формовкой, прессованием, литьем под давлением и широко применяемый в электротехнике, в машиностроении, авиапромышленности, авиастроении, в легкой промышленности и других отраслях. Материал, во многих случаях с успехом заменяющий дорогие и дефицитные цветные металлы.

Но понадобилось возникновение и развитие синтетической химии для того, чтобы эта идея была осуществлена. В 1884 году французский ученый Илэр де Шардонне представил во Французскую академию наук запечатанный пакет с описанием способа получения искусственного шелка из хлопка. В 1889 году посетители Всемирной Парижской выставки могли уже любоваться новым блестящим достижением синтетической химии — разнообразными изящными изделиями из нитратного шелка. На следующей Всемирной выставке (1900 г.) демонстрировался красивый вискозный шелк, полученный химиками из самой обыкновенной древесины, были изобретены и другие способы получения искусственного волокна. И в настоящее время шелк, который раньше был доступен лишь немногим, получив благодаря химии широкое распространение. Мировое производство искусственного шелка превышает сейчас 1500 тыс. т. в год (при годовом производстве естественного шелка в 50 тыс. т.), причем стоимость искусственного шелка в десятки раз ниже натурального.

Питательные вещества

Некоторые ученые мечтали о том, что настанет время, когда людям для удовлетворения своей потребности в пище достаточно будет проглатывать ежедневно несколько изготовленных химиками маленьких пилюль, содержащих все необходимые для организма питательные вещества. Конечно, от такого достижения химия еще очень далека, да и есть весьма основательные сомнения в принципиальной возможности осуществления этой мечты. Но ряд успехов органического синтеза в области получения питательных веществ можно уже отметить и в настоящее время.

Белки, жиры и углеводы—основные группы веществ,- необходимых для нашего питания. Что касается белков, то здесь можно пока говорить лишь о первых шагах на пути разрешения принципиальной и практически весьма важной задачи их синтеза. Химики умеют готовить теперь искусственно особые соединения — полипептиды, обладающие многими свойствами простейших белков — пептонов, но до синтеза характерных для жизни сложных белков еще чрезвычайно далеко.

Несколько лучше обстоит дело в области синтеза жиров, которые химики могут искусственно приготовлять из простых соединений. Здесь можно отметить и практически важное достижение — приготовление гораздо более ценных в пищевом отношении твердых жиров из жидких масел (подсолнечного, хлопкового, льняного и др.) обработкой водородом. Этот процесс широко применяется сейчас в промышленности для изготовления пищевых (маргарина) и технических жиров.

Еще большие успехи достигнуты в области искусственного получения сахаристых веществ. Здесь, как и в случае жиров, разработанные химиками методы синтеза сахаров из более простых веществ мало имеют практического значения. Но давно уже широко используется процесс осахаривания крахмала (картофельного, кукурузного и пр.), превращающий крахмал в гораздо более ценные сахаристые вещества.

К рассматриваемой области органического синтеза можно отнести также искусственное получение ряда вкусовых веществ, например, уксусной кислоты из угля и извести, сахарина из толуола, лимонной кислоты из сахара путем биосинтеза (сбраживания с помощью особых грибков) и т. п. Особенно же ярко выступает совершенство методов современного органического синтеза в получении искусственных витаминов.

Само собой разумеется, что мощная химическая промышленность, в том числе и синтетическая, всемерно используется странами для обороны. Но, тем не менее, основная цель ее иная.

Читайте также: