Общее собрание академии наук СССР (3—5 февраля 1964 г.) (стр. 27 )

Малая химия, к которой я перехожу сейчас, характеризуется разно­образной продукцией — от сотен килограммов и тонн до тысячи тонн и лишь иногда достигает десятков тысяч тонн. Гораздо важнее другая ее сторона —огромная номенклатура. Вместо десятков веществ большой химии —десятки тысяч индустриально производимых продуктов. Это различные инициаторы, ингибиторы, антиоксиданты, антидетонаторы,, антикоррозионные вещества, регуляторы горения, катализаторы, поверх­ностно-активные, смазывающие вещества, это красители и люминофоры,, вещества электротехнического и радиотехнического назначения, огром­ный ассортимент физиологически активных веществ — лекарств, бакте­рицидов, пестицидов, антибиотиков и пр. Все эти вещества должны про­никнуть в быт и промышленность и химизировать их.

С точки зрения химика-исследователя, это и есть большая — по но­менклатуре и разнообразию —химия. Если для него в многотоннажной химии на первый план выступает процесс, то в малой химии — веще­ство и его специфические свойства, их зависимость от строения моле­кулы и тем самым — строение молекулы и синтез этих структур. Здесь большой простор, в частности, и для экстенсивных исследований как в органической и неорганической химии, так и на стыке этих дисцип­лин— в химии элементоорганической.

Многие области, приобретшие или могущие приобрести после их освоения большую важность, в настоящее время мало изучены. В не­органической химии — это химия осколочных элементов в производстве атомной энергии, химия трансуранов — области, в которых Академия наук СССР имеет определенные достижения,— химия соединений с ано­мальной валентностью, например соединения инертных газов, о ко­торых говорилось в докладе , соединения нуль-валент­ных металлов или металлов с аномально высокой валентностью, бор-гидриды.

Особое внимание привлекают неорганические ароматические систе­мы, например боразол или тримеры фосфнитрила и возможности син­теза совершенно новых, чисто неорганических полимеров.

В органической химии — это новые ароматические системы, много­ядерные ароматические и дегидроароматические системы. Это обшир­ная область малоизученных или еще не полученных гетероциклов, тоже в основном ароматического типа. В качестве примера назову широкий круг исследований Московского университета по гетероциклам, а так­же обширную химию тиофена, созданную в Институте органической химии и дающую в руки индустрии совершенно новые пути создания ряда ценных алифатических веществ. Наконец, это область соедине­ний с аномальной валентностью, подобных карбенам и окиси углерода. Большая часть элементоорганической химии является как бы плохо картированной страной с изобилием белых пятен. Здесь особое внима­ние привлекают органические соединения Si, P, F, В и металлов, а среди последних вновь открытые и интенсивно исследуемые во всем мире и у нас сэндвичеобразные соединения и другие ^-комплексы, тоже соединения с аномальной валентностью. Как раз в этих областях, как и в примыкающей сюда области чисто неорганических комплексных сое­динений, советская химия занимает неплохие позиции. Этот неоргани­ческий комплекс на самом деле тоже органический, с органическим влиянием.

102

ОБЩЕЕ СОБРАНИЕ АКАДЕМИИ НАУК СССР

Успешно развиваются исследования и в области классических ме-таллоорганических соединений.

Интересно отметить, что в анализе современного состояния науки и тенденций ее развития, проделанном Комиссией ЮНЕСКО под руко­водством П. Оже, элементоорганической химии отведено вдвое больше места, чем общей и органической химии.

Во всех областях синтетической химии наблюдается все большее смыкание органической химии и химии физической, особенно в части кинетики и механизма химического превращения. Однако, если в боль­шой химии методы химической физики применяются для детального исследования кинетики и механизма сравнительно небольшого числа процессов, то в малой химии кинетические и иные физико-химические - методы используются для исследования сравнительно широкого круга веществ и реакций; исследование ведется, так сказать, не вглубь, а вширь. Такие исследования существенно усиливают предсказательные возможности органической химии, укрепляют и расширяют базу слож­ного органического синтеза.

В последние годы достигнут особо заметный прогресс в области стереохимии реакций сложных органических (и неорганических) ком­плексных веществ. В Академии наук СССР начали хорошо развиваться исследования по овладению направленным стереоспецифическим син­тезом. В частности, можно упомянуть успешные стереоспецифические синтезы высших непредельных кислот, входящих в состав природных жиров. Это направление заслуживает всяческой поддержки в даль­нейших наших планах.

Другой новой развивающейся ветвью стереохимии является уста­новление стереохимических факторов электронных влияний в молеку­лах. Сюда относятся влияние конфигурации и конформации на реак­ционную способность, открытие и изучение пространственной обуслов­ленности сопряжений, многие вопросы передачи взаимного влияния атомов на большие расстояния в молекуле (транс-аннелярный эффект, передача электронов по системе водородных связей в молекулах бел­ка, специфические особенности нуклеиновых кислот, обусловленные стереохимией двойной спирали и т. п.). Тут я, кажется, опять вторга­юсь в чужую область, но это общие для всей химии вопросы. Разумеет­ся, это не чисто стереохимические проблемы, но в равной мере про­блемы электронных влияний в молекулах.

За последнее время в этой области у нас открыта большая роль так называемых слабых (низкочастотных) сопряжений, которые обычно остаются незамеченными при исследовании, например, оптическими или любыми другими методами, связанными с энергетическими воз­действиями больших квантов. Такие сопряжения оказывают часто весьма существенное влияние на реакционную способность молекул, особенно неплоскостного строения, таких как молекулы элементоор-ганических соединений или многоядерных ароматических или гетеро­циклических веществ. Но это только одна сторона проблемы сопряже­ния. Другую сторону составляет проблема двойственной (вообще';мно-жественной) реакционной способности таутомерных и родственных им соединений с сопряженными связями. С этим явлением химик-органик сталкивается чуть ли не при каждом многостадийном синтезе. Уста­новление качественных закономерностей в этой области и, соответ­ственно, разграничение собственно таутомерии от двойственной реак­ционной способности было завершено в недавние годы. Сейчас начал­ся период установления количественных закономерностей подобных явлений. Для таутом >рии это в основном сделано, а для явления двои-

НАУЧНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ ХИМИИ,

103

ственной реакционной способности еще нет. Между тем выяснение этих вопросов намного облегчит и ускорит решение ряда задач синте­за, особенно красящих веществ компонентов цветного кино, фар­мацевтических препаратов и сельскохозяйственных пестицидов. И здесь теория реакционной способности неотделима от органического синтеза.

В установлении строения и, что еще важнее, тонкого влияния дета­лей строения на химические свойства все большую роль играет физи­ка: ядерно-магнитный резонанс, электронно-парамагнитный резонанс, эффект Мессбауэра, масс-спектроскопия, не говоря уже об инфракрас­ной спектроскопии. Здесь мы страдаем от отставания нашего приборо­строения. Сюда надо бросить средства и конструкторскую мысль.

Часть затронутых проблем ближе примыкает к области химической физики. К ним относится в первую очередь исследование нестойких промежуточных продуктов реакций, таких как свободные радикалы, механизма реакции замещения в органической химии. Наиболее прод­винуты нуклеофильное замещение при насыщенном атоме углерода и электрофильное замещение в ароматическом ядре. В последнее вре­мя существенные успехи в Советском Союзе достигнуты в области исследования механизма электрофильного замещения при атоме уг­лерода.

Особенно большое значение для этих и аналогичных проблем тео­ретической органической химии имеет вопрос о строении переходных комплексов. До сих пор судят об их структуре на основании либо кос­венных данных о кинетике и стереохимии, либо очень общих и неточ­ных квантовохимических соображений. Важнейшей задачей теоретиче-кой химии является нахождение методов экспериментального исследо­вания и установления строения переходных комплексов. Это даст ис­следователям сильное оружие для развития теоретической органиче­ской химии и целенаправленности органического синтеза.

До сих пор речь шла о реакционной способности органических ве­ществ в связи с синтезом. Другая, не менее обширная проблема органи­ческой химии,— это проблема физических и других свойств органиче­ских веществ. Нам нужны новые красители для текстильной промышлен­ности — свето - и термопрочные, фиксирующиеся на волокне, пригодные для окрашивания синтетических волокон, нужны красители — компо­ненты цветного кино, невыцветающие и немигрирующие в фотопленке, нужны люминесцентные красители, дающие светящиеся ночью расцвет­ки, нужны термостойкие жидкости для гидросистем, флотореагенты для обогащения руд цветных металлов, экстратенты для очистки ме­таллов и многие другие продукты сложного органического синтеза, об областях применения которых уже говорилось. Теория должна дать предвидение и расчет свойств веществ по формуле. В этом смысле она должна направлять органический синтез. Сейчас известны многочис­ленные качественные закономерности, но мало количественных. Зада­ча заключается в их отыскании.

Многое, однако, в синтезе веществ определенного назначения пока осуществляется эмпирически, по глазомерной оценке, и лишь ничтож­ная часть проходит ту или иную одностороннюю оценку. Малая химия могла бы давать практике гораздо больше, если бы все эти десятки тысяч веществ проходили хотя бы небольшой круг разносторонних испытаний и получали паспорт. Отобранные таким образом вещества можно было бы подвергнуть более глубоким специализированным ис­пытаниям. Организация этого дела во всесоюзном масштабе — насущ­ное дело. Особенно важно ввести стихию вузовской малой химии в

104

ОБЩЕЕ СОБРАНИЕ АКАДЕМИИ НАУК СССР

надлежащее русло. Это было бы великим организационным началом в синтезе.