|
|
|
Главная --> Справочник терминов Множества природных Независимо от масштаба и изменения цен о-ксилол должен быть дешевле нефтехимического нафталина, так как он является одним из продуктов комплексного многотоннажного производства ксилолов, масштабы которого зависят от потребности как в о-кси-лоле, так и особенно в n-ксилоле. В то же время производство Полициклические ароматические углеводороды, как отмечалось ранее (см. гл. 2), не нашли значительного промышленного применения за исключением антрацена. В то же время выпускается широкий ассортимент реактивов-компонентов смолы и продуктов их первичной переработки. В их числе аценафтен, аценафтилен, антрацен, азулен, бразан, метилнафталины и изомеры диметилнафта-линов, фенантрен, флуорен, хризен, пирён, флуорантен, дифлуоре-нил, дифенил, индан, нафтацен, перилен, пентацен, пицен, трифе-нилен, тетрафен, трифенилбензол, ди-, тетра- и октагидропроиз-. водные антрацена, фенантрена, пирена и др. В будущем возможна организация многотоннажного производства фенантрена, аде-нафтена, пирена и ряда других полицнклических углеводородов. В данной главе рассматриваются особенности технологии пройз^ водства наиболее важных полициклических ароматических углеводородов. Сам термин «органический синтез» подразумевает, что задачей этой области органической химии является построение органических молекул. Зачем? Из чего? Каким образом? Эти вопросы возникают и у человека, впервые знакомящегося с предметом, и у искушенного профессионала. , Проще всего ответить на вопрос: «Из чего?» Очевидно — из более простых молекул. «Из более простых» чаще всего означает и из более доступных. Доступные природные источники органических соединений — это ископаемое органическое сырье (нефть, газ, уголь) и живые организмы. Их состав и состав продуктов их переработки в конечном счете и определяют тот спектр соединений, которые могут быть синтезированы на этой основе. Например, общеизвестный современный материал — полиэтилен — смог стать продуктом многотоннажного производства потому, что его синтез проводится полимеризацией этилена — дешевого сырья, продукта переработки природно-го,газа. Огромная область промышленной и лабораторной химии — химия ароматических соединений (полимеров, красителей, лекарственных препа-ратов, взрывчатых веществ и т. д.) — базируется на том, что фундаменталь-общий элемент их структуры (бензольное кольцо) имеется в готовом углеводородах, выделяемых в масштабах миллионов тонн при перера-каменного угля и нефти. Вискоза и ацетатное волокно, нитроцеллюло-пороха, глюкоза и этиловый спирт — это все продукты, получаемые с Помощью химических превращений из полисахаридов, самого распространенного класса органических соединений на Земле. Менее масштабный, но Исключительно важный для практических нужд синтез множества лекарственных веществ, таких, как витамины, гормоны или антибиотики, также стал возможным благодаря наличию природных источников первичного сырья, выделяемого из различных живых организмов. Многие реакции прямого и непрямого галоидирования органических соединений являются промышленными процессами многотоннажного производства различных галоидопроиз-водных. Сам термин «органический синтез» подразумевает, что задачей этой области органической химии является построение органических молекул. Зачем? Из чего? Каким образом? Эти вопросы возникают и у человека, впервые знакомящегося с предметом, и у искушенного профессионала. , Проще всего ответить на вопрос: «Из чего?» Очевидно — из более простых молекул. «Из более простых» чаще всего означает и из более доступных. Доступные природные источники органических соединений — это ископаемое органическое сырье (нефть, газ, уголь) и живые организмы. Их состав и состав продуктов их переработки в конечном счете и определяют тот спектр соединений, которые могут быть синтезированы на этой основе. Например, о&щеизпестный современный материал — полиэтилен — смог стать продук-трм многотоннажного производства потому, что его синтез проводится полимеризацией этилена — дешевого сырья, продукта переработки природно-гр,газа. Огромная область промышленной и лабораторной химии — химия Ароматических соединений (полимеров, красителей, лекарственных препа-ра?ов, взрывчатых веществ и т. д.) — базируется на том, что фундаменталь-Hjjft общий элемент их структуры (бензольное кольцо) имеется в готовом ВЦ$е;,в углеводородах, выделяемых в масштабах миллионов тонн при перера- С целью создания многотоннажного производства 2,2'- мети л ен-бис(4,С'-диалкилфсполов) в СССР разработан способ их получе- » ькя, основанный па использовании ацеталя (патгример, метилаля),-! [27] в качестве конденсирующего агента: обходимостью организации их многотоннажного производства В настоящее время в технологии производства резиновых изделий используется так называемый сухой способ смешения эластомеров с другими компонентами в закрытых резиносмесителях. Для осуществления многотоннажного производства резиновых смесей по этому способу за последние годы создано несколько типов поточных линий. Наиболее распространенными из них являются следующие: 1) поточные линии с индивидуальным оснащением весами и дозаторами резиносмесителя периодического действия (индивидуальная развеска); 2) поточные линии с централизованной развеской и подачей компонентов резиновых смесей к резиносмесителям периодического действия в контейнерах или на люльках (подвесках) цепного конвейера; 3) поточные линии с централизованно-индивидуальной развеской и изготовлением резиновых смесей в смесителях периодического действия большой мощности (РС-630 л и РС-370 л); В последние годы для массового многотоннажного производства резиновых смесей с производительностью более 30 т/сутки используются поточные линии четвертой группы с резиносмесителями периодического действия большой мощности РС-630 и червячными машинами непрерывного действия с гранулирующими- и листующими валковыми головками. Здесь выпускной формой готовых резиновых смесей является непрерывная лента определенных размеров. При этом один беч (одна загрузка смеси) укладывается непрерывной Для перемешивания и подрезания каучуков и резиновых смесей в процессе переработки на вальцах используется несколько типов устройств, однако до сих пор не создано устройство, отвечающее необходимым требованиям, для поточного многотоннажного производства. На заводах еще используется трудоемкий ручной способ обслуживания вальцев при переработке резиновых смесей. Проще всего ответить на вопрос: «Из чего?» Очевидно — из более простых молекул. «Из более простых» чаще всего означает и из более доступных. Доступные природные источники органических соединений — это ископаемое органическое сырье (нефть, газ, уголь) и живые организмы. Их состав и состав продуктов их переработки в конечном счете и определяют тот спектр соединений, которые могут быть синтезированы на этой основе. Например, общеизвестный современный материал — полиэтилен — смог стать продуктом многотоннажного производства потому, что его синтез проводится полимеризацией этилена — дешевого сырья, продукта переработки природного газа. Огромная область промышленной и лабораторной химии — химия ароматических соединений (полимеров, красителей, лекарственных препаратов, взрывчатых веществ и т. д.) — базируется на том, что фундаментальный общий элемент их структуры (бензольное кольцо) имеется в готовом виде в углеводородах, выделяемых в масштабах миллионов тонн при переработке каменного угля и нефти. Вискоза и ацетатное волокно, нитроцеллюлоза и пороха, глюкоза и этиловый спирт — это все продукты, получаемые с помощью химических превращений из полисахаридов, самого распространенного класса органических соединений на Земле. Менее масштабный, но исключительно важный для практических нужд синтез множества лекарственных веществ, таких, как витамины, гормоны или антибиотики, также стал возможным благодаря наличию природных источников первичного сырья, выделяемого из различных живых организмов. Среди множества природных соединений существует обширный класс — изопреноиды (или тсрпеноиды), биологические функции которых длительное время оставались совершенно непонятными. В этот класс входит ряд соединений с несомненной утилитарной значимостью (как то: камфора, природный каучук, ментол, каротины), некоторые соединения (например, витамин А), незаменимые для нормального функционирования организмов млекопитающих. Однако в целом к Г>0-м годам нашего века складыпалось впечатление, что большинство изопренои-дов лишены и практической полезности, и физиологической активности; считалось даже, что это главным образом балластные вещества, назначение которых — связывать отходы метаболизма («шлаки»). Казалось, что только профессиональный педантизм и отсутствие воображения заставляют химиков вести нескончаемую работу по поиску, выделению из природных источников, установлению строения и синтезу изопреноидов. Типичная «инвентаризация имущества», числящегося на балансе природы! Среди множества природных соединений существует обширный класс изопреноидов (или терпеноидоп), включающий тысячи структурно различных соединений, которые объединены единством пути биосинтеза из небольшого числа ключевых предшественников. Роль некоторых соединений этого класса, таких, как витамины А и D или стероидные гормоны, уже давно известна: они выполняют важнейшие регуляторные функции в организмах млекопитающих. Также понятна практическая полезность ряда других издавна известных изопреноидов, как, например, камфоры, ментола или каучука. Однако долгое время ничего конкретного не было известно ни о функциях, ни о полезных свойствах еще сотен природных соединений этого класса. В результате к 50-м годам XX в. сложилось мнение, что большинство изопреноидов, например растительного происхождения, образуются в живой клетке как физиологически инертный балласт для связывания отходов метаболизма (вторичные метаболиты). При этом как-то даже не ставился такой вопрос: а почему все-таки организму потребовалось ценой значительных затрат энергии синтезировать тс или иные, иногда очень сложные структуры, если их единственное назначение — обеспечивать функционирование системы удаления «шлаков»? В те времена могло показаться, что лишь профессиональный педантизм и отсутствие воображения заставляют химиков вести нескончаемую работу по поиску и выделению, изучению строения, а также еще и синтезу все новых и новых природных изопреноидов. Типичная «инвентаризация неликвидов, числящихся на балансе природы» — вот мнение, которое авторам доводилось слышать от некоторых ученых-функционеров, •откоторых, к сожалению, зависело распределение средств на научные исследования. Теснейшая взаимосвязь между растениями и насекомыми — хорошо изученный биологический феномен, и накоплено множество фактов, указывающих на огромную роль химических веществ как регуляторов этих взаимоотношений [19]. Примерно полмиллиона видов насекомых кормится на растениях. В свою очередь, процессы репродукции множества растений критически зависят от переноса пыльцы, осуществляемого насекомыми. Поэтому неудивительно, что среди множества природных веществ, продуцируемых растениями, можно найти как аттрактанты для «полезных» насекомых, так и репелленты или даже инсектициды для «вредных» [20], Фантастическое разнообразие структур соединений, используемых для этих целей (среди них можно найти ациклические и полициклические соединения, в том числе изопренои-ды, ароматические и гетероароматические соединения, множество алкалоидов различного строения и т. д.) может служить прекрасной иллюстрацией того, насколько широки возможности Природы в выборе структур органических соединений, выполняющих те или иные функции. Однако надо сказать, что в общем имеется немного достоверных сведений о реальном механизме действия химических медиаторов во взаимоотношениях растений и насекомых. Реакция Михаэля представляет собой очень эффективный способ удлинения углеродной цепи электрофила на три (и более) атома углерода. Читатель, конечно, обратил внимание на то, что типичные акцепторы Михаэля, как, например, (90), — это продукты конденсации карбонильных соединений, которые могут быть получены по схеме альдольной конденсации (см. 73, схема 2.26), реакции Виттига (см. 82, схема 2.28), реакции Псркина или Манниха (см. ниже). Подчеркнем также, что типичными нуклеофильными компонентами реакции Михаэля служат ионные еноляты, производные карбонильных соединений. Таким образом, условия, требуемые для получения акцепторов Михаэля, очень схожи или даже идентичны условиям проведения самой реакции Михаэля. Эти обстоятельства создавали предпосылки для того, чтобы «состыковать» обе реакции — получение акцептора Михаэля и присоединение к нему нуклеофильного реагента — в связанную последовательность превращений, проводимых в одной колбе без выделения промежуточно образующихся продуктов. Более того, можно было ожидать, что функционально замещенные карбонильные соединения, типичные аддукты, получающиеся в результате реакции Михаэля, в тех же условиях могут быть далее вовлечены в такие типичные для них превращения, как, например, внутримолекулярная альдольная конденсация. Первым примером подобного согласованного проведения последовательности реакций карбонильных соединений явилось аннелирование по Робинсону [14а,Ь], стандартный путь создания шестичленного цикла, — метод, широко применяемый в полном синтезе множества природных соединений. Типичный пример такой последовательности припеден на схеме 2.30. Среди множества природных соединений существует обширный класс изопреноидов (или терпеноидов), включающий тысячи структурно различных соединений, которые объединены единством пути биосинтеза из небольшого числа ключевых предшественников. Роль некоторых соединений этого класса, таких, как витамины А и D или стероидные гормоны, уже давно известна: они выполняют важнейшие регуляторные функции в организмах млекопитающих. Также понятна практическая полезность ряда других издавна известных изопреноидов, как, например, камфоры, ментола или каучука. Однако долгое время ничего конкретного не было известно ни о функциях, ни о полезных свойствах еще сотен природных соединений этого класса. В результате к 50-м годам XX в. сложилось мнение, что большинство изопреноидов, например растительного происхождения, образуются в живой клетке как физиологически инертный балласт для связывания отходов метаболизма (вторичные метаболиты). При этом как-то даже не ставился такой вопрос: а почему все-таки организму потребовалось ценой значительных затрат энергии синтезировать тс или иные, иногда очень сложные структуры, если юс единственное назначение — обеспечивать функционирование системы удаления «шлаков»? В те времена могло показаться, что лишь профессиональный педантизм и отсутствие воображения заставляют химиков вести нескончаемую работу по поиску и выделению, изучению строения, а также еще и синтезу все новых и новых природных изопреноидов. Типичная «инвентаризация неликвидов, числящихся на балансе природы» — вот мнение, которое авторам доводилось слышать от некоторых ученых-функционеров, •отхоторых, к сожалению, зависело распределение средств на научные исследования. Теснейшая взаимосвязь между растениями и насекомыми — хорошо изученный биологический феномен, и накоплено множество фактов, указывающих на огромную роль химических веществ как регуляторов этих взаимоотношений [19]. Примерно полмиллиона видов насекомых кормится на растениях. В свою очередь, процессы репродукции множества растений критически зависят от переноса пыльцы, осуществляемого насекомыми. Поэтому неудивительно, что среди множества природных веществ, продуцируемых растениями, можно найти как аттрактанты для «полезных» насекомых, так и репелленты или даже инсектициды для «вредных» [20]. Фантастическое разнообразие структур соединений, используемых для этих целей (среди них можно найти ациклические и полициклические соединения, в том числе изопренои-ды, ароматические и гетероароматические соединения, множество алкалоидов различного строения и т. д.) может служить прекрасной иллюстрацией того, насколько широки возможности Природы в выборе структур органических соединений, выполняющих те или иные функции. Однако надо сказать, что в общем имеется немного достоверных сведений о реальном механизме действия химических медиаторов во взаимоотношениях растений и насекомых. Реакция Михаэля представляет собой очень эффективный способ удлинения углеродной цепи электрофила на три (и более) атома углерода. Читатель, конечно, обратил внимание на то, что типичные акцепторы Михаэля, как, например, (90), — это продукты конденсации карбонильных соединений, которые могут быть получены по схеме альдольной конденсации (см. 73, схема 2.26), реакции Виттига (см. 82, схема 2.28), реакции Псркина или Манниха (см. ниже). Подчеркнем также, что типичными нуклеофильными компонентами реакции Михаэля служат ионные еноляты, производные карбонильных соединений. Таким образом, условия, требуемые для получения акцепторов Михаэля, очень схожи или даже идентичны условиям проведения самой реакции Михаэля. Эти обстоятельства создавали предпосылки для того, чтобы «состыковать» обе реакции — получение акцептора Михаэля и присоединение к нему нуклеофильного реагента — в связанную последовательность превращений, проводимых в одной колбе без выделения промежуточно образующихся продуктов. Более того, можно было ожидать, что функционально замешенные карбонильные соединения, типичные аддукты, получающиеся в результате реакции Михаэля, в тех же условиях могут быть далее вовлечены в такие типичные для них превращения, как, например, внутримолекулярная альдольная конденсация. Первым примером подобного согласованного проведения последовательности реакций карбонильных соединений явилось аннелирование по Робинсону [14а,Ь], стандартный путь создания шестичленного цикла, — метод, широко применяемый в полном синтезе множества природных соединений. Типичный пример такой последовательности приведен на схеме 2.30. Среди множества природных соединений существует обширный класс изопреноидов (или терпеноидов), включающий тысячи структурно различных соединений, которые объединены единством пути биосинтеза из небольшого числа ключевых предшественников. Роль некоторых соединений этого класса, таких, как витамины А и D или стероидные гормоны, уже давно известна: они выполняют важнейшие регуляторные функции в организмах млекопитающих. Также понятна практическая полезность ряда других издавна известных изопреноидов, как, например, камфоры, ментола или каучука. Однако долгое время ничего конкретного не было известно ни о функциях, ни о полезных свойствах еще сотен природных соединений этого класса. В результате к 50-м годам XX в. сложилось мнение, что большинство изопреноидов, например растительного происхождения, образуются в живой клетке как физиологически инертный балласт для связывания отходов метаболизма (вторичные метаболиты). При этом как-то даже не ставился такой вопрос: а почему все-таки организму потребовалось ценой значительных затрат энергии синтезировать те или иные, иногда очень сложные структуры, если их единственное назначение — обеспечивать функционирование системы удаления «шлаков»? В те времена могло показаться, что лишь профессиональный педантизм и отсутствие воображения заставляют химиков вести нескончаемую работу по поиску и выделению, изучению строения, а также еще и синтезу все новых и новых природных изопреноидов. Типичная «инвентаризация неликвидов, числящихся на балансе природы» — вот мнение, которое авторам доводилось слышать от некоторых ученых-функционеров, от которых, к сожалению, зависело распределение средств на научные исследования. Теснейшая взаимосвязь между растениями и насекомыми — хорошо изученный биологический феномен, и накоплено множество фактов, указывающих на огромную роль химических веществ как регуляторов этих взаимоотношений [19]. Примерно полмиллиона видов насекомых кормится на растениях. В свою очередь, процессы репродукции множества растений критически зависят от переноса пыльцы, осуществляемого насекомыми. Поэтому неудивительно, что среди множества природных веществ, продуцируемых растениями, можно найти как аттрактанты для «полезных» насекомых, так и репелленты или даже инсектициды для «вредных» [20]. Фантастическое разнообразие структур соединений, используемых для этих целей (среди них можно найти ациклические и полициклические соединения, в том числе изопренои-ды, ароматические и гетероароматические соединения, множество алкалоидов различного строения и т. д.) может служить прекрасной иллюстрацией того, насколько широки возможности Природы в выборе структур органических соединений, выполняющих те или иные функции. Однако надо сказать, что в общем имеется немного достоверных сведений о реальном механизме действия химических медиаторов во взаимоотношениях растений и насекомых. Реакция Михаэля представляет собой очень эффективный способ удлинения углеродной цепи электрофила на три (и более) атома углерода. Читатель, конечно, обратил внимание на то, что типичные акцепторы Михаэля, как, например, (90), — это продукты конденсации карбонильных соединений, которые могут быть получены по схеме альдольной конденсации (см. 73, схема 2.26), реакции Виттига (см. 82, схема 2.28), реакции Перкина или Манниха (см. ниже). Подчеркнем также, что типичными нуклеофильными компонентами реакции Михаэля служат ионные еноляты, производные карбонильных соединений. Таким образом, условия, требуемые для получения акцепторов Михаэля, очень схожи или даже идентичны условиям проведения самой реакции Михаэля. Эти обстоятельства создавали предпосылки для того, чтобы «состыковать» обе реакции — получение акцептора Михаэля и присоединение к нему нуклеофильного реагента — в связанную последовательность превращений, проводимых в одной колбе без выделения промежуточно образующихся продуктов. Более того, можно было ожидать, что функционально замещенные карбонильные соединения, типичные адцукты, получающиеся в результате реакции Михаэля, в тех же условиях могут быть далее вовлечены в такие типичные для них превращения, как, например, внутримолекулярная альдольная конденсация. Первым примером подобного согласованного проведения последовательности реакций карбонильных соединений явилось аннелирование по Робинсону [14а,Ь], стандартный путь создания шестичленного цикла, — метод, широко применяемый в полном синтезе множества природных соединений. Типичный пример такой последовательности приведен на схеме 2.30. Пирановый цикл является важным фрагментом структуры множества природных веществ бактериального, растительного и животного происхождения [1-3]. Замещенные и конденсированные производные пиранов и пиронов представляют такие общеизвестные группы природных веществ как флавоноиды, катехины, танины, антоцианины, буфотоксины [3-5]. Эти вещества обладают ценными биологическими свойствами (антиоксидантное, сосудоукрепляющее и др.) и с древнейших времен используются в медицинской практике [4, 6-8]. Они также имеют важное техническое значение и используются в качестве дубящих веществ, протравителей в текстильном и кожевенном производстве [4, 9]. По этому понятен интерес, проявляемый к разработке и совершенствованию методов их синтеза и изучению их свойств [10-12].  Молекулярном соотношении Максимальной конденсации Молекулярную рефракцию Молекулах углеводородов Молекулой альдегида Молекулой углеводорода Моноциклические ароматические Монокристаллов полиэтилена Мономерными единицами |
- |
Навигация