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DESCUBRIMIENTOS CIENTÍFICOS MÁS IMPORTANTES
Síntesis orgánica. Historia y esencia del descubrimiento científico.
Directorio / Los descubrimientos científicos más importantes. En 1834, T. Pelouse preparó cianuro alquilos mediante la acción del cianuro de potasio sobre sales de sulfato de alquilo. En el mismo año, J. B. Dumas pudo establecer que el ácido fórmico se forma a partir del cloroformo bajo la acción del potasio cáustico. Así, Dumas descubrió un método general para la obtención de ácidos por hidrólisis de derivados de halógeno. En 1842, L. Melzens propuso un método para la reducción de derivados de halógeno con amalgamas de metales alcalinos. Cinco años después, Zh.B. Dumas, F. Malaguti, F. Leblanc, E. Frankland y G. Kolbe en 1848 propusieron un método general para obtener ácidos a partir de compuestos con menor contenido de carbono a través de nitrilos. Al mismo tiempo, E. Mitcherlich se convirtió en el primer químico en utilizar una mezcla de ácidos nítrico y sulfúrico concentrados para obtener nitrobenceno a partir de benceno. J. Liebig y F. Wöhler observaron la transición de benzaldehído a ácido benzoico en presencia de álcali en 1832, y en 1853 S. Cannizzaro estableció que en este caso se forma el alcohol correspondiente. Cabe destacar el descubrimiento del fenómeno de oxidación catalítica de alcoholes y carbohidratos en ácidos en presencia de negro de platino. Estos y otros ejemplos atestiguan los logros en el campo de la producción y transformación de compuestos orgánicos. Con creciente confianza se podía hablar de la posibilidad de la síntesis orgánica. “En 1854, G. Kolbe señaló”, escribe E.P. Nikulina, “que después de la síntesis de la urea, la frontera natural que separaba los compuestos orgánicos e inorgánicos caía, y la anterior clasificación de las sustancias en orgánicas e inorgánicas, basada en la imposibilidad de obtención de la primera, perdió su base”. Una nueva etapa en el desarrollo de la síntesis orgánica se asocia con el nombre de Berthelot. "El estudio del trabajo de Berthelot en el campo de la síntesis orgánica mostró", continúa Nikulina, "que juega un papel importante en el desarrollo de esta área de la química orgánica. Antes del trabajo de Berthelot, la síntesis no existía como una rama independiente de química orgánica Varios químicos desarrollaron métodos separados, pero estos logros no estaban vinculados en un solo sistema. El mismo Berthelot evaluó las actividades de sus predecesores de la siguiente manera: "Antes del trabajo descrito en mi libro Química orgánica basada en síntesis (1860), no se había realizado un solo estudio sistemático en esta dirección. Solo dos ejemplos de la síntesis completa de la naturaleza sustancias a partir de elementos se pueden dar.: la síntesis de la urea de Wöhler y la síntesis del ácido acético de Kolbe. Estas síntesis son sumamente interesantes, pero por la propia naturaleza de estas sustancias, quedaron aisladas y sin consecuencias. Efectivamente, la urea pertenece a la serie cian, serie que pertenece casi por igual a la química inorgánica y orgánica y que no tiene propiedades en común con otras series, incluyendo ni alcoholes ni hidrocarburos.El ácido acético también ocupa un lugar especial, hasta que se desarrollaron nuevos experimentos y nuevos métodos después de 1860, ácido permaneció "un cuerpo aislado en la serie compuestos orgánicos "(J. B. Dumas). La historia de la ciencia también confirma que estas dos síntesis no han sentado las bases de ningún método general, y ni siquiera han conducido a ninguna otra síntesis parcial de sustancias naturales. Con respecto a las síntesis parciales, Berthelot señaló que las síntesis exitosas individuales realizadas antes que él no condujeron a una conciencia de la importancia del problema de la síntesis en su conjunto. Marcelin Berthelot (1827–1907) nació y se crió en París en una familia médica pobre. En el Liceo fue uno de los mejores alumnos. El siguiente paso en su educación es el College de France, donde escucha conferencias de Claude Bernard, Antoine Jerome Balard, Michel Eugene Chevrel y otros científicos destacados. En el otoño de 1848, Berthelot aprobó con éxito el examen para obtener una licenciatura e ingresó a la universidad. Después de muchas dudas, por consejo de sus padres, Berthelot comenzó a estudiar medicina. Sin embargo, las clases no lo satisfacían, sentía la necesidad de un conocimiento más amplio. Al final del primer año académico, obtiene la licenciatura en física. Al mismo tiempo, Marselin comenzó a estudiar química como una de las principales disciplinas en la formación general de los médicos. Al final, decidió buscar un laboratorio químico en el que pudiera adquirir experiencia como experimentador. El nuevo laboratorio químico privado de Jules Peluso se convirtió en uno de esos laboratorios. Berthelot se embarcó con entusiasmo en el trabajo de investigación. Después de un tiempo, se convierte en asistente de Peluso. Berthelot inició sus primeros estudios, que, dado que se dedicó principalmente a la física, eran más de índole física que concernientes al campo de la química. Se sintió atraído por los fenómenos asociados con la licuefacción de los gases. El joven científico publicó los resultados de su investigación en 1850. A lo largo de seis décadas, Berthelot escribió alrededor de 2800 artículos científicos, que abarcan casi todas las ramas del conocimiento humano. La mayoría de estos materiales eran obras de química, además, escribió obras de biología, química agrícola, historia, arqueología, lingüística, filosofía, pedagogía, etc. Berthelot desde el principio creía profundamente en la posibilidad de la síntesis de sustancias orgánicas sin la participación de células vivas. Junto con el trabajo científico en el laboratorio, Berthelot asistía regularmente a conferencias en el College de France, donde se podía conocer los últimos logros de la ciencia. El profesor Antoine Balard, llamando la atención sobre las habilidades del joven Berthelot, lo invitó a trabajar en el laboratorio. del Colegio de Francia. El primer éxito fue la producción de alcanfor, pero el verdadero éxito llegó al científico en 1853. Berthelot logró sintetizar grasa. El artículo de Berthelot causó sensación en el mundo científico. La Academia de Ciencias de París elogió este logro. Berthelot recibió el grado de Doctor en Ciencias Físicas. Berthelot se propone una tarea más difícil: obtener alcohol etílico a partir de etileno y agua. Para ello, decide pasar etileno por una solución acuosa de un ácido o base. Esto es lo que K.R. escribe sobre esto. Manolov: "Los primeros experimentos no dieron los resultados deseados. El etileno pasó a través de la solución sin causar cambios notables. Eertlo cambió las condiciones de síntesis de todas las formas posibles. Al realizar un experimento con ácido sulfúrico concentrado, notó que a una temperatura de alrededor de 70 grados centígrados, comenzó la absorción intensiva de etileno. Después de la reacción, el científico diluyó la mezcla de reacción con agua y la sometió a destilación. ¡Alcohol etílico! El destilado era alcohol etílico. Berthelot estaba realmente feliz. Eligió el camino correcto. Las sustancias orgánicas en principio no son diferentes de las inorgánicas y se pueden obtener de la misma manera. Es necesario que los científicos estuvieran convencidos de que no existe una "fuerza vital", que una persona puede dirigir el curso de las reacciones químicas a voluntad. Pero esto todavía tenía para probarse hacían falta hechos... Y Berthelot siguió trabajando..." En los años sesenta del siglo XIX, Berthelot logra resultados realmente fantásticos en el campo de la síntesis orgánica. El fracaso no le molestaba. La reacción de interacción del hidrógeno con el carbono no podía llevarse a cabo ni siquiera en los hornos Deville. Entonces Berthelot recurre a la electricidad. "Las chispas eléctricas no resolvieron el problema", señala Manolov, "pero el arco eléctrico entre dos electrodos de carbono en un recipiente con hidrógeno resultó ser efectivo: el gas que salía del recipiente contenía acetileno. Animado, Berthelot comenzó una nueva serie de síntesis Al agregar hidrógeno al acetileno, obtuvo etileno y luego etano. “La proporción de carbono e hidrógeno en el acetileno es la misma que en el benceno”, pensó Berthelot, y este pensamiento llevó al joven científico a emprender la síntesis del benceno: “Esto cerrará la brecha entre los compuestos grasos y aromáticos”. Para la síntesis, Berthelot decidió recurrir de nuevo a altas temperaturas y repetir el experimento como lo había hecho para obtener monóxido de carbono. Se llenó una retorta de vidrio con acetileno, se selló y se calentó gradualmente. Solo a una temperatura de 550 a 600 grados centígrados, el acetileno comenzó a polimerizarse. Cuando se enfrió la retorta, se recogió en su fondo una pequeña cantidad de un líquido amarillento. Ahora todo lo que se necesitaba era paciencia y perseverancia para llevar a cabo el experimento decenas de veces y recolectar suficiente líquido para el análisis. Berthelot encontró benceno, tolueno y otros compuestos aromáticos en el líquido resultante. Paralelamente, realizó otra síntesis, que también confirmó que a partir de los hidrocarburos grasos se pueden obtener compuestos aromáticos. Berthelot sometió el metano a un calentamiento prolongado en recipientes de vidrio especiales. Subió tanto la temperatura que el cristal empezó a ablandarse. Después de enfriar, se formó una sustancia cristalina blanca en los recipientes. Tan pronto como el científico abrió el recipiente, el laboratorio se llenó del característico olor a naftalina. Estudios adicionales confirmaron que la sustancia resultante es de hecho naftaleno. Comenzó una nueva serie de síntesis y análisis. Nacían ideas y casi todos los días se realizaba una nueva síntesis. Parecía que las posibilidades eran infinitas, Berthelot podía sintetizar todo, bastaba con plantear correctamente la tarea... ... Berthelot logró un gran éxito en el estudio de los hidrocarburos, hidratos de carbono, fermentación alcohólica; propuso un método universal para la reducción de compuestos orgánicos con yoduro de hidrógeno y mucho más. Por logros sobresalientes en química orgánica en 1867, Berthelot recibió el premio Jacqueur por segunda vez. Hace siete años, se le otorgó el primer premio por sus logros en el campo de la síntesis orgánica". Las obras sintéticas más importantes de Berthelot se pueden dividir en tres grupos. El primero es la síntesis de compuestos naturales: grasas, aceite de mostaza. El segundo grupo - síntesis elementales de las sustancias orgánicas más simples. El tercero es la síntesis pirogénica de hidrocarburos. Además, Berthelot logró desarrollar métodos para la hidrogenación de compuestos orgánicos de varias clases con yoduro de hidrógeno. También investigó las propiedades y obtuvo varios derivados de muchos compuestos orgánicos. Además, Berthelot estudió los procesos de su oxidación y reducción. En 1860-1864, Berthelot decidió resumir sus numerosos estudios sintéticos, así como el trabajo de otros químicos, en los libros Organic Chemistry Based on Synthesis y Lectures on General Synthetic Methods in Organic Chemistry. EP Nikulina describe sus búsquedas creativas de la siguiente manera: "Obtener sustancias más complejas combinando dos más simples, o síntesis parcial, M. Berthelot consideró el primer paso hacia la síntesis completa. La implementación de tal síntesis es la consecuencia más cercana de un estudio analítico, ya que el análisis de una sustancia natural a menudo muestra la posibilidad de su descomposición en dos partes más simples que, al combinarse, dan la sustancia original... M. Berthelot creía que el análisis y la síntesis son dos caras de la ciencia química, y enfatizó que la síntesis se hizo posible precisamente gracias al éxito del análisis, ya que es posible sintetizar solo aquellas sustancias que pueden descomponerse analíticamente en componentes de los que pueden volver. obtenerse, o descomponerse completamente por escisión sucesiva de elementos, siguiendo el ejemplo de la "escalera de combustión". Al respecto, explicó la imposibilidad de sintetizar en ese momento muchas sustancias naturales, como proteínas y alcaloides, por el hecho de que aún no estaban bien estudiados analíticamente, es decir, el límite de síntesis, según Berthelot, está determinado por las posibilidades de análisis. Hoy en día, la síntesis es la base de la química industrial. Baste nombrar caucho sintético, fibras sintéticas, combustibles sintéticos, detergentes sintéticos. Autor: Samin D.K.
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