有機合成。科学的発見の歴史と本質

最も重要な科学的発見
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有機合成。科学的発見の歴史と本質

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1834年、T。Pelouseは、硫酸アルキル塩にシアン化カリウムを作用させることにより、シアン化物アルキルを調製しました。同じ年に、J。B. Dumasは、苛性カリウムの作用下でクロロホルムからギ酸が形成されることを確認することができました。したがって、デュマは、ハロゲン誘導体の加水分解によって酸を得る一般的な方法を発見しました。

1842 年、L. Melzens はアルカリ金属アマルガムを使用してハロゲン誘導体を還元する方法を提案しました。

1848年後、Zh.B。 Dumas、F. Malaguti、F. Leblanc、E. Frankland、および G. Kolbe は、XNUMX 年に、ニトリルを介して炭素含有量の低い化合物から酸を得る一般的な方法を提案しました。同時に、E. Mitcherlich は濃硝酸と濃硫酸の混合物を使用してベンゼンからニトロベンゼンを得た最初の化学者になりました。

J.リービッヒとF.ヴェーラーは、1832年にアルカリの存在下でベンズアルデヒドから安息香酸への転移を観察し、1853年にS.カニッツァーロは対応するアルコールがこの場合に形成されることを確立しました。

白金黒の存在下でアルコールと炭水化物が触媒酸化されて酸になるという現象の発見は注目に値します。

これらおよび他の例は、有機化合物の生産と変換の分野における成果を証明しています。有機合成の可能性について自信を持って話すことができるようになりました。

「1854 年に、G. コルベは、尿素の合成後、有機化合物と無機化合物を分離する自然の境界が低下し、以前の物質の有機と無機への分類は、人為的に不可能であることに基づいて、指摘した」と E.P. Nikulina は書いています。前者を得て、その根拠を失った」.

有機合成の発展における新しい段階は、ベルトロの名前に関連付けられています。「有機合成の分野におけるベルトロの研究の研究は、彼が有機化学のこの分野の発展に重要な役割を果たしていることを示しました.ベルトロの仕事の前に、合成は独立した分野として存在しませんでした有機化学. さまざまな化学者によって個別の方法が開発されましたが、これらの成果は単一のシステムにリンクされていませんでした.

Berthelot 自身は、彼の前任者の活動を次のように評価しています:要素から物質を与えることができます. : ヴェーラーの尿素の合成とコルベの酢酸の合成. これらの合成は非常に興味深いものですが、これらの物質の性質のために、それらは孤立したままであり、結果はありません. 実際、尿素は酢酸は、1860年以降に新しい実験と新しい方法が開発されるまで、特別な場所を占めていました.酸は「一連の有機化合物の孤立した体」のままでした (J. B. デュマ). 科学の歴史はまた、これら1860つの合成を確認します. 一般的な方法の基礎を築いたわけではなく、他の天然物質の部分合成にもつながっていません。

部分合成に関して、ベルトロは、彼の前に行われた個々の成功した合成は、全体としての合成の問題の重要性の認識につながらなかったと指摘した.

マルセリン・ベルテロ (1827 ～ 1907 年) は、パリの貧しい医家に生まれ育ちました。ライシアムでは彼は最も優秀な学生の一人でした。彼の教育の次のステップはコレージュ・ド・フランスで、クロード・ベルナール、アントワーヌ・ジェローム・バラール、ミシェル・ユージン・シェブレル、その他の著名な科学者の講義を聞きます。

1848 年の秋、ベルトロは学士号の試験に合格し、大学に入学しました。ためらいがちだったが、両親の勧めでベルトロは医学の勉強を始めた。しかし、授業は彼を満足させませんでした。彼はより広い知識の必要性を感じました。最初の学年の終わりに、彼は物理学の免許を取得します。同時に、マーセリンは医師の一般的な訓練における主要な分野のXNUMXつとして化学を研究し始めました. 結局、彼は実験者としての経験を積むことができる化学実験室を見つけることにしました。

Jules Peluso の新しい民間化学研究所は、そのような研究所になりました。ベルトロは熱心に研究に着手しました。しばらくすると、彼はペルーソのアシスタントになります。

ベルトロは最初の研究を始めたが、それは主に物理学に従事していたため、化学の分野よりも物理的な性質のものであった. 彼は、ガスの液化に関連する現象に魅了されました。この若い科学者は、1850 年に研究結果を発表しました。 2800 年以上にわたって、ベルトロは約 XNUMX の科学論文を書き、人間の知識のほぼすべての分野をカバーしました。これらの資料のほとんどは化学に関する著作であり、さらに、生物学、農業化学、歴史、考古学、言語学、哲学、教育学などに関する著作を書いています。

ベルトロは、生細胞の関与なしに有機物質を合成する可能性を最初から深く信じていました。実験室での科学的研究に加えて、ベルトロは定期的にコレージュ・ド・フランスの講義に出席し、科学の最新の成果について学ぶことができました. アントワーヌ・バラール教授は、若いベルトロの能力に注目し、彼を実験室で働くように誘いました.コレージュ・ド・フランスの。

最初の成功は樟脳の生産でしたが、1853 年に科学者に真の成功がもたらされました。ベルトロは脂肪の合成に成功。

Berthelot の記事は、科学の世界で真のセンセーションを巻き起こしました。パリ科学アカデミーはこの成果を称賛しました。 Berthelot は、物理科学の博士号を取得しました。

ベルトロは、エチレンと水からエチルアルコールを得るという、より困難な仕事を自分自身に課しています。これを行うために、彼はエチレンを酸または塩基の水溶液に通すことにしました。

K.R. がこれについて書いているのは次のとおりです。マノロフ: 「最初の実験では、望ましい結果が得られませんでした。エチレンは、目立った変化を引き起こすことなく溶液を通過しました。Eertlo は、可能な限りあらゆる方法で合成条件を変更しました。濃硫酸で実験を行ったとき、彼は摂氏約70度で、エチレンの集中的な吸収が始まりました. 反応後、科学者は反応混合物を水で希釈し、蒸留にかけました. エチルアルコール!留出物はエチルアルコールでした. ベルトロは本当に幸せでした. 彼は正しい道を選びました.有機物質は原則として無機物質と変わらず、同じ方法で得ることができます.科学者は、「生命力」は存在せず、人は化学反応の過程を自由に指示できると確信する必要がありました.しかし、これにはまだ証明するには、事実が必要でした...そしてBerthelotは働き続けました...」

XNUMX 世紀の XNUMX 年代、ベルトロは有機合成の分野で真に素晴らしい成果を上げました。失敗は彼を悩ませませんでした。水素と炭素の相互作用の反応は、デビル炉でも実行できませんでした。それからベルトロは電気に訴えます。

「電気火花は問題を解決しませんでした。しかし、水素を入れた容器内の XNUMX つの炭素電極間の電気アークは効果的であることが判明しました。容器から出るガスにはアセチレンが含まれていました。勇気づけられて、Berthelot は新しい一連の合成を開始しました。 . アセチレンに水素を加えると、エチレン、そしてエタンが得られました。

「アセチレンの炭素と水素の比率はベンゼンの場合と同じです」とBerthelotは考え、この考えは若い科学者にベンゼンの合成を始めるよう促しました。「これは脂肪と芳香族化合物の間のギャップを埋めるでしょう。」合成のために、Berthelotは再び高温に頼り、一酸化炭素を得るために行ったのと同じように実験を繰り返すことにしました。ガラスレトルトにアセチレンを充填し、密封し、徐々に加熱しました。アセチレンは摂氏550〜600度の温度でのみ重合し始めました。レトルトが冷却されると、少量の黄色がかった液体がその底に集まりました。

実験を何十回も実行し、分析に十分な液体を収集するために必要だったのは、忍耐と忍耐だけでした。

Berthelot は、得られた液体にベンゼン、トルエン、およびその他の芳香族化合物を発見しました。並行して、彼は別の合成を行い、芳香族化合物が脂肪族炭化水素から得られることも確認しました。 Berthelot は、特殊なガラス容器でメタンを長時間加熱しました。彼はガラスが柔らかくなり始めたほど温度を上げた。冷却後、容器内に白色の結晶性物質が形成された。

科学者が容器を開けるとすぐに、実験室はナフタレンの独特の匂いで満たされました。追加の研究により、得られた物質が確かにナフタレンであることが確認されました。

新しい一連の合成と分析が始まりました。アイデアが生まれ、ほぼ毎日新しい総合が行われました。可能性は無限であるように見えました、ベルテロはすべてを合成することができ、タスクを正しく設定するだけで十分でした...

... Berthelotは、炭化水素、炭水化物、アルコール発酵の研究で大きな成功を収めました。彼は、ヨウ化水素などを使用して有機化合物を還元するための普遍的な方法を提案しました。 1867 年、有機化学における傑出した功績により、ベルトロは XNUMX 度目のジャクール賞を受賞しました。 XNUMX年前、有機合成の分野での功績が認められ、最初の賞が授与されました。」

ベルテロの最も重要な総合作品は XNUMX つのグループに分類できます。 XNUMXつ目は、脂肪、マスタード油などの天然化合物の合成です。 XNUMX番目のグループ - 最も単純な有機物質の元素合成。 XNUMX 番目は炭化水素の熱分解合成です。

さらに、Berthelot は、さまざまな種類の有機化合物をヨウ化水素で水素化する方法を開発することに成功しました。彼はまた、特性を調査し、多くの有機化合物のさまざまな誘導体を得ました。さらに、ベルトロはそれらの酸化と還元のプロセスを研究しました。

1860 年から 1864 年にかけて、ベルトロは自身の多数の合成研究と他の化学者の研究を、合成に基づく有機化学と有機化学における一般的な合成方法に関する講義の本にまとめることを決定しました。

E.P. ニクリナは自身の創造的な研究について次のように説明しています:「M. ベルトロは、完全な合成に向けた最初のステップとして、XNUMX つの単純な物質を組み合わせてより複雑な物質を得る、つまり部分合成を考えました。そのような合成の実行は、分析研究の最も近い結果です。天然物質を分析すると、それが XNUMX つの単純な部分に分解され、結合すると元の物質が得られる可能性が示されることが多いためです。

M. Berthelot は、分析と合成は化学科学の表裏一体であると信じており、分析が成功したおかげで合成が可能になったと強調しました。「燃焼はしご」の例に従って、要素を連続的に分割することによって完全に分解することができます。この点で、当時、タンパク質やアルカロイドなどの多くの天然物質を合成することは不可能であり、分析的にはまだ十分に研究されていなかったという事実、つまり合成の限界は、ベルトロによれば、分析の可能性。

今日、合成は工業化学の基礎となっています。合成ゴム、合成繊維、合成燃料、合成洗剤などの名前で十分です。

著者: サミン D.K.

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