ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Создание новых структур, проблемных для органической хиРасширение круга известных органических соединений из "Органический синтез" На протяжении всей истории органической химии в ней возникали и продолжают возникать проблемы теоретического характера, для решения которых необходимо было изучить те или иные соединения с экзотической (по крайней мере, для своего времени ) структурой. Для этого нужно было прежде всего их синтезировать и тем самым убедиться в возможности их существования. Изучение свойств таких соединений не только позволяло проверить справедливость предсказаний теории, но и во многих случаях служило импульсом к созданию новых теоретических концепций. Рассмотренные ниже примеры могут служить иллюстрацией сказанного. [c.53] Для проверки теории ароматичности в свое время было исключительно важным ответить на вопрос о том, является ли ароматическим соединением циклооктатетраен (71, схема 1.22), ближайший аналог бензола Синтез этого ранее неизвестного вещества, выполненный Вильштеттером в 1911 г., и изучение его свойств позволили дать однозначный ответ на этот вопрос (циклооктатетраен — неароматичен). [c.54] Не менее важным для подтверждения представлений структурной теории явился синтез таких соединений, как оптически активные аллены 72 или четвертичные аммониевые соли 73, т.е. типов структур, для которых возможность оптической изомерии непосредственным образом следовала из представлений Вант-Гоффа и Ле Беля. [c.54] Для химика-органика такие структуры, как кубан (74), призман (75) или суперфан (76), исполнены столь неотразимого очарования, что просто невозможно было не попытаться их синтезировать. Успешное осуществление синтезов этих и других соединений с не менее экзотическими структурными каркасами не только открыло совершеьшо новые области исследования для экспериментаторов, но и стимулировало разработку новых представлений теоретической органической химии. [c.54] Синтез ротаксанов (77), в которых цикническая молекула надета на линейную и не может с нее соскользнуть из-за наличия объемистых концевых групп, и катенанов (78), в которых две циклические молекулы связаны друг с другом, как звенья в цепи, разрешил положительно вопрос о возможности существования молекул, фрагменты которых соединены без помощи ковалентных связей (схема 1.23). [c.55] С развитием органической химии проблемы дизайна и синтеза соединений новых структурных типов, отнюдь не иссякают. На схеме 1.23 приведены также формулы тетраэдрана (79) и фенестрана (80) как примеры структур, все еще остающихся проблемными для синтеза. [c.55] Более подробно ряд общих и конкретных аспектов молекулярного дизайна, направленного на создание необычных и теоретически интересных структур, рассмотрен в гл. 4 данной книги. [c.55] Как и все фундаментальные науки, органическая химия исследует неизвестное. Поэтому не представляется возможным предсказать открытия в той или иной ее области (или их невозможность) и тем более практическую значимость будуших открытий. С уверенностью, однако, можно утверждать, что если остановить развитие органической химии вширь, то не будет открытий как новых областей исследования, так и новых возможностей применения получаемых вешеств. [c.56] Химики, получившие более 100 лет назад бензоат холестерина — типично рутинный (даже для того времени) синтез нового производного хорошо известного соединения, не могли подозревать, что открывают путь к созданию невероятного разнообразия устройств, в которых применяются жидкие кристаллы — новое состояние вещества, которое неожиданно было открыто на примере бензоата холестерина. Вспомним также, что составившее эпоху в химиотерапии открытие сульфаниламидных препаратов явилось абсолютно непредсказуемым следствием широких исследований, направленных на синтез сотен и сотен ароматических производных, потенциально полезных для создания новых азокрасителей. [c.56] Искусственно созданные органические вешества могут служить также источником открытий в областях науки, казалось бы, никак не связанных с органической химией. Наглядным примером могут служить работы, направленные на создание органических проводников и сверхпроводников. Неспособность типичных органических соединений проводить электрический ток известна с давних пор. Действительно, именно изолирующие свойства полимеров обусловили их широчайшее внедрение в практику в качестве всевозможных покрытий. Однако в последние десятилетия было найдено, что некоторые типы полимеров могут проявлять свойства проводников. Так, полимеры обшей формулы —(СН=СН) —, получаемые полимеризацией ацетилена в условиях реакции Циглера—Натта, приобретают свойства металлических проводников при допировании (частичном окислении мягкими окислителями типа иода). Электропроводность допированного полиацетилена может быть очень значительной (10 См/см), всего лишь на два порядка меньше, чем, например, у серебра(10 См/см ср. с величиной 10 См/см для почти идеального изолятора, тефлона). Важность этого открытия была очевидной, и за ним последовал взрывоподобный рост активности в области поиска других органических соединений с подобными свойствами [36]. Помимо полиацетиленов, другие полимеры, содержащие длинные сопряженные цепи, такие, как поли-феттален, полипиррол или полианилин , также обнаружили способность проводить электрический ток в различных условиях [37]. [c.57] Уместно заметить, что полианилин бьш получен еще в 1862 г., но до недавнего времени никто и не подозревал о его довольно высокой электропроводности (200 См/см). [c.57] Хотя рассмотренные выше результаты еше не позволяют говорить о применении органических металлов как о немедленной практической перспективе, они, тем не менее, позволяют вести в дальнейшем уже не случайный, а целенаправленный поиск соединений, обладающих требуемыми структурными характеристиками. Таким образом, в число целей органического синтеза оказывается включежой задача получе1шя структур, оптимальным образом приспособленных для решения чисто физических проблем — задача, которая еще недавно находилась исключительно в поле компетенции неорганической химии и собственно физики. [c.58] В заключение хочется сделать еще одно замечание, касающееся своеобразия органического синтеза. Присущий этой области науки созидательный характер проявляется еще и в том, что здесь любой грамотный результат, в том числе и неудачный с точки зрения первоначального замысла, представляет собой вклад в сокровищницу человеческих знаний. Действительно, синтез нового соединения, независимо от того, отвечают или нет его свойства ожиданиям экспериментатора, в любом случае остается синтезом нового, ранее неизвестного объекта природы, т. е. открытием. [c.58] В настоящей главе рассмотрены лишь некоторые из общих вопросов, относящихся к целям и задачам органического синтеза. Читателю, желающему более глубоко познакомиться с общими вопросами истории, философии и методологии, а также мотивации органического синтеза, мы можем порекомендовать книгу Хоффмана Такой одинаковый и разный мир [38]. Чрезвычайно интересный материал, относящийся как к достижениям современного органического синтеза, так и к рассмотрению основных тенденций его развития имеется в великолепно написанном обзоре Зибаха под названием Органический синтез. Что дальше [39]. [c.58] Вернуться к основной статье