Е.В. Савинкина, Г.П. Логинова, С.С. Плоткин - История химии. Элективный курс (1118120), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Синтетическая органическая химия103Сенгер (Сангер) Фредерик (р. 1918) — английскийбиохимик. Основные работы посвящены химии белка. С 1945 г. изучал структуру инсулина. В 1965 г.предложил метить радиоактивным изотопом фосфора Р Н К и Д Н К , предназначенные для структурныхисследований.220 реакций.
В 1967 г. Сенгер расшифровал структуру одной изДНК, включающей 120 оснований, а в 1977 г. — одну из РНК(5375 оснований). За работы по определению структур белков,особенно инсулина, в 1958 г. Сенгер стал лауреатом Нобелевской премии. Вторая Нобелевская премия была присужденаему в 1980 г. за вклад в установление первичной структурыДНК. В дальнейшем были найдены структурные формулы идругих белков.Важным направлением синтетической органической химиистал также поиск заменителей природных соединений, необходимых человеку, в первую очередь, лекарственных средств.В 1838 г. из ивовой коры, жаропонижающие свойства которойизвестны с давних времен, была выделена салициловая кислота (орто-гидроксибензойная).
В 1860 г. ее удалось синтезировать действием диоксида углерода на фенол или фенолатнатрия. Вскоре началось промышленное производство этоголекарственного вещества. Для того чтобы ослабить раздражающее действие салициловой кислоты на желудок, химикипопытались модифицировать ее структуру. В 1897 г. было получено производное салициловой кислоты — ацетилсалициловаякислота (к гидроксигруппе салициловой кислоты присоединеностаток уксусной кислоты), широко известная под названиемаспирин.В первой половине XX в. было синтезировано еще несколько веществ, оказавшихся хорошими лекарственными средствами. В частности, в 1944 г. искусственно получен хинин.
В последующие два десятилетия американский ученый Р. Б. Вудворд расшифровал строение пенициллина, стрептомицина и1044.2. Синтетическая органическая химияЧасть 4. Развитие органической химииВудворд Роберт Берне ( 1 9 1 7 - 1 9 7 9 ) — американский химик-органик. Исследования посвященыизучению и синтезу с л о ж н ы х и биологическиважных органических соединений.
За выдающийся вклад в искусство органического с и н т е з ав 1965 г. был удостоен Нобелевской премии похимии.других биологически активных соединений, что стало основойдля последующего синтеза разнообразных антибиотиков.Вопросы1. В какой степени синтетическая органическая х и м и я можетконкурировать с природой в получении биологически важных соединений?2. Каковы перспективы органического синтеза биологическиважных соединений?4.2.3.
Синтетические высокомолекулярные соединенияКакие высокомолекулярные соединения встречаютсяроде?вприВ XX в. среди искусственных химических материалов напервое место стали выходить органические полимеры. Синтетические полимеры были обнаружены случайно в началеXIX в. при попытке синтеза некоторых органических веществ.Но тогда их рассматривали как нежелательные побочные продукты химических реакций. Первые упоминания о синтетических высокомолекулярных соединениях (поливинилхлорид иполистирол) относятся к 1838-1839 гг.Во второй половине XIX в. химики заинтересовались составом каучука, появившегося в Европе сразу после открытияАмерики в конце XV в. После открытия вулканизации каучукарезиновые изделия приобрели большую популярность. Огромный подъем каучуковой индустрии и химических исследованийв этой области был вызван растущей потребностью в шинахдля велосипедов и автомобилей.105Ипатьев В л а д и м и р Николаевич (1867-1952) —русский химик-органик.
Основное направлениеисследований — катализ при высоких температурах и д а в л е н и я х . Одним из первых установил принципиальную возможность получениябутадиена из этилового спирта. В 1913 г. впервые осуществил полимеризацию этилена.Б ы л о установлено, что при сухой перегонке каучука образуется изопрен, который на воздухе или под действием некотор ы х химических веществ вновь превращается в каучук. Позднее изопрен был получен из скипидара. В 1896 г. В. Н. Ипатьевосуществил синтез изопрена из ацетилена и ацетона.Каучукоподобные продукты получали также и из другихдиеновых соединений, в частности из бутадиена и диметилбутадиена. Накануне Первой мировой войны было выпущенонебольшое количество диметилбутадиенового каучука. Однакона Западе д л я производства резины использовался в основномнатуральный каучук.В конце 1920-х годов Высший совет народного хозяйстванашей страны объявил международный конкурс на разработкупромышленного способа синтеза каучука.
Лучшим был признан метод С В . Лебедева, основанный на получении бутадиенаиз этилового спирта с последующей его полимеризацией поддействием натрия. В 1931 г. на опытном заводе в Ленинградебыл получен первый 260-килограммовый блок синтетическогокаучука. В дальнейшем было получено более 100 различных типов синтетических каучуков. Многие из них по различным показателям значительно превосходят натуральныйкаучук.Первым пластиком, получившим широкое применение, сталцеллулоид (смесь нитроцеллюлозы с камфорой, спиртом ирастительным маслом), появившийся в 70-е годы XIX в. Егосущественным недостатком была легкая воспламеняемость, и в1907 г.
нитроцеллюлоза была заменена ацетилцеллюлозой. Вовторой половине XIX в. был также изобретен способ получения нитей искусственного шелка из нитроцеллюлозы. Позднее1064.2. Синтетическая органическаяЧасть 4. Развитие органической ХИМИИЛебедев Сергей Васильевич ( 1 8 7 4 - 1 9 3 4 ) —советский химик. Основные исследования посвящены полимеризации, изомеризации игидрогенизации непредельных соединений.В 1925 г. в Петербургском университете организовал и возглавил лабораторию нефти,преобразованную в 1928 г. в лабораториюсинтетического каучука, где разработал способ получения бутадиенового каучука из этанола.для производства искусственного волокна стали использоватьнегорючие производные целлюлозы.В 1872 г.
А. Байер обнаружил, что при взаимодействии альдегидов с фенолами образуются смолистые вещества. В началеXX в. началось производство пластмасс на основе этих смол(бакелит, карболит). Они оказались ценными материалами длябыстро развивающейся электротехнической промышленности.В 1920-е годы было разработано еще несколько типов синтетических смол и пластмасс на их основе.Перед второй мировой войной для получения пластиковстали применять полимеризацию непредельных соединений, вчастности винилхлорида и стирола.
Были подобраны условияполимеризации этилена. Начался выпуск тефлона — продуктаполимеризации тетрафторэтилена. Одновременно велся поискновых синтетических материалов, пригодных для изготовления волокон. Оказалось, что очень прочные волокна можнополучить из полиамидов. Наиболее известными волокнами |этого типа являются нейлон и капрон.Химия высокомолекулярных соединений в качестве самостоятельного направления в химии возникла в 20-е годы XX в.В начале века господствовали представления о смолах, каучуках и подобных соединениях как веществах, состоящих изнебольших молекул, образующих в растворах большие агрегаты. Немецкий химик Герман Штаудингер (1881-1965) в 1922 г.пришел к выводу, что полимеры образованы многоатомнымимолекулами, названными им макромолекулами, и выдвинултеорию цепного строения макромолекул.
Позднее он дополнилтеорию представлениями о разветвленной макромолекуле итрехмерной полимерной сетке. Показав зависимость междумолекулярной массой полимера и вязкостью его раствора, Штаудингер разработал вискозиметрический метод определенияХИМИЯ107молекулярной массы. За исследования в области химии высокомолекулярных веществ в 1953 г. он был удостоен Нобелевскойпремии, IБлагодаря своим уникальным свойствам синтетические органические полимеры постепенно вытесняют многие другие материалы.
Мировое производство пластмасс растет невиданными темпами (к середине 80-х годов XX в. его объем превысилобъем производства металлов).Вопросы1. В чем состоят преимущества и недостатки органическихполимерных материалов по сравнению с неорганическимиматериалами?2. Смогут ли органические полимеры полностью вытеснитьнеорганические материалы?4.2.4. НефтепереработкаКакова роль нефти в современном мире?Нефть была известна еще в античные времена и использовалась, прежде всего, для освещения, а также как топливо.Техника освещения существенно улучшилась после того, как в1854 г. путем несложной перегонки и очистки нефти стали получать горючее для керосиновых ламп.
Самые низкокипящиефракции нефти считались бесполезными и их отбрасывали, аиз высококипящих фракций получали керосин.С появлением двигателей внутреннего сгорания (в первую очередь, в автомобилях) низкокипящие фракции (бензин)приобрели чрезвычайно большое значение. Сначала бензиндля автомобилей выделяли только путем прямой перегонкинефти. В 1885 г. было обнаружено, что при нагревании до300 °С тяжелые нефтяные фракции частично превращаются вболее легкие продукты, а в смоле, остающейся после пиролизанефти, содержатся бензол, толуол и другие ароматическиеуглеводороды (крекинг нефти). В 1913 г.
в США начали использовать крекинг-процесс. Вскоре он был так усовершенствован,что в бензиновые фракции стали переводить почти половинудобываемой нефти.В России в лаборатории Н. Д. Зелинского пиролиз нефтиизучали с точки зрения получения ароматических углеводородов. После Октябрьской революции там был разработан методкаталитической дегидрогенизации циклоалканов, входящих всостав нефтей.108Часть 4. Развитие органической химии4.2. Синтетическая органическая химия109тельных и животных организмов.
Однако соединения, содержащие связи углерода с другими элементами, помимо водорода, кислорода и азота, сначала были получены синтетически.Более того, многие из синтезированных элементоорганическихсоединений вообще не встречаются в природе.Зелинский Николай Дмитриевич (1861-1953) —химик-органик.
Исследовал явления изомерии,работал в области стереохимии, синтезировалнафтены, занимался проблемами каталитических превращений органических соединений, втом числе содержащихся в нефти.В определенных условиях крекинг нефти приводит к образованию, помимо бензинов, низших газообразных углеводородов, в частности алкенов. Эти углеводороды, наряду с ароматическими соединениями, стали сырьем для промышленногополучения полимеров, красителей, лекарств.В середине XX в.
произошел массовый переход промышленного органического синтеза с угольного сырья на нефтегазовое. Развитие нефтехимического синтеза, начавшееся в20-е гг. XX в., сделало огромный рывок. Хотя в последниегоды мировая добыча нефти практически не растет, объемыпроизводства нефтехимических продуктов постоянно увеличиваются. До четверти всей добываемой нефти сейчас идет нахимическую переработку. Считается, что в обозримом будущемнефтегазовое сырье сохранит приоритетное значение в органическом синтезе.Вопросы1.
Какое влияние оказали успехи нефтепереработки на развитие других областей науки и техники?2. Какие заменители нефти перспективны для использованияв качестве топлива и в качестве сырья для промышленногохимического синтеза?4.2.5. Элементоорганические соединенияКакие элементы могут образовывать ковалентные связис углеродом?Элементоорганические и особенно металлоорганические соединения относятся к числу распространенных в природе органических веществ. Они входят в состав большинства расти-К числу таких веществ относятся кремнийорганическиесоединения, Некоторые из них были известны еще в XIX в.Соединения, в которых кремний образует связи одновременнос углеводородным радикалом и атомом кислорода, получи*ли название силиконы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
