Рубрика «Выдающиеся соединения органической химии»

Зябкина О.А., учитель химии МБОУ Митрофановской СОШ Рубрика «Выдающиеся соединения органической химии» Есть соединения, не  отличающиеся  внешней  эффектностью,  но  они  заняли заметное место благодаря тому, что способствовали интенсивному развитию экспериментальной органической химии. Упомянем лишь некоторые из них. Диметилформамид   HC(O)N(CH3)2 и   диметилсульфоксид   (CH3)2S=O возглавляют класс растворителей особого типа, обладающих очень высокой полярностью и исключительной растворяющей способностью, благодаря чему стало   возможным   проводить   реакции,   когда   в   гомогенном   растворе присутствуют   одновременно   органические   и   неорганические   соединения. Диметилформамид и диметилсульфоксид являются совершенно уникальной реакционной   средой,   обладающей   каталитическими   свойствами   при галогенировании,   гидрохлорировании,   дегидратации   и   многих   других реакциях. Не   меньшее   влияние   на   развитие   органического   синтеза   оказали краун­ эфиры (crown –   корона).   Это   коронообразные   циклические   соединения   с чередующимися этиленовыми мостиками и атомами кислорода. Часть атомов кислорода может быть заменена серой или азотом: Во внутреннюю полость краун­эфира легко входит катион металла и прочно удерживается   за   счет   полярных   взаимодействий.   Меняя   геометрические параметры   краун­эфиров,   можно   заранее   наметить   размер   получающегося цикла и тем самым точно «настроить» его на катион определенного размера (Li+,   Na+ или   K+).   Это   заметно   повышает   растворимость   конкретного неорганического   соединения   и   увеличивает   реакционную   способность освободившегося аниона A– (например, Cl–):Существуют два чисто неорганических соединения, «заслуги» которых перед органической   химией   необычайно   велики.   Первое   –   безводный   хлорид алюминия AlCl3 – незаменимый катализатор громадного числа органических реакций:   алкилирования,   ацилирования,   разнообразных   перегруппировок углеводородного скелета молекулы. Второе – алюмогидрид лития LiAlH4 – очень   эффективный,   а   главное   –   селективный   (т.   е.   действующий избирательно)   восстановитель.   Он   восстанавливает,   например,   кетонные, альдегидные   и   карбоксильные   группы   до   спиртовых,   но   не   затрагивает кратных связей. Говоря   о   достижениях   в   области   органической   химии   за   столетие,   мы   не хотели   сосредоточиваться   на   заслугах   отдельных   ученых,   но   поскольку   в центре нашего внимания находятся индивидуальные соединения, то одно имя все же следует упомянуть. Это американский ученый Роберт Вудворд (1917– 1979).   Его   уникальный   талант   сочетал   в   себе   высочайшее   мастерство   и удивительную химическую интуицию. Казалось, будто бы его энергия была направлена на доказательство того, что для органической химии нет ничего невозможного.   По   образному   выражению   современников,   он   продал   душу дьяволу за право стать гением органической химии. Им проведены синтезы сложнейших   природных   соединений:   хинина,   холестерина,   стрихнина, резерпина,   хлорофилла,   тетрациклина   и   некоторых   других.   Получение каждого   воспринималось   как   событие   в   органической   химии.   Синтез стрихнина, состоящий из 25 стадий, вошел в учебники по органической химии. Вершиной его творчества был синтез витамина В12. В 1965 г. Вудворд был удостоен Нобелевской премии с необычайно изящной формулировкой – за выдающийся вклад в искусство органического синтеза. Какие соединения можно считать выдающимися? Это слово более применимо к   людям   или   каким­либо   событиям,   например   к   открытиям.   Однако попробуем расширить область его применения. Вначале   сформулируем   требования,   которым   должно   соответствовать выдающееся соединение:1. Молекулы этих соединений красивы. 2. Их появление существенно расширило классические представления о природе химических связей и строении молекул. 3. Синтез этих соединений сравнительно несложен.  4. Они достаточно устойчивы. 5. Их химические превращения разнообразны, интересны, а порой  неожиданны. 6. Каждое из этих соединений способствовало появлению большого  числа родственных соединений. 7. Появление каждого такого соединения вызывало интенсивный  поток публикаций. В   этом   списке   нет   упоминания   о   практической   полезности   и   прикладной значимости.   Это   сделано   сознательно.   Мы   хотели   выделить   лишь   те соединения,  которые   оказали   наибольшее   влияние   на   развитие   химической мысли   и   способствовали   дальнейшему   созданию   фундаментальных   основ науки. Всем   перечисленным   требованиям   в   достаточной   степени   удовлетворяют всего три соединения – ферроцен, карборан и фуллерен: При   первом   взгляде   на   эти   соединения   возникает   естественный   вопрос,   в какой   степени   они   имеют   отношение   к   органической   химии.   Первое соединение металлорганическое, химия этих соединений входит в структуру органической   химии.   А   вот   во   втором   соединении   на   десять   атомов   бора приходится всего два атома углерода. Казалось бы, что оно относится скорее к неорганической химии. Третье соединение содержит только углерод, нет ни одного элемента –  органогена (водорода,  кислорода,  азота или  галогенов).Состав его такой же, как у графита и алмаза, которые традиционно относят к неорганической химии. И тем не менее можно смело утверждать, что и второе и третье соединения также имеют прямое отношение к органической химии. Это   станет   ясно   после   того,   как   мы   рассмотрим   их   синтез   и   химические превращения. Химия этих трех соединений не только интересна, но и очень эффектна. Даже простое рассматривание их необычных структур не может оставить химика равнодушным.   Но   если   вам   захочется   понять,   как   же   они   «устроены»,   то потребуется приложить некоторые усилия, читая те разделы, где обсуждается их строение. Новые типы химических связей пока непривычны, но о них все же стоит знать. Все это неизбежно войдет в школьные учебники химии ХХI в.