Роль ученых в развитии органической химии

Слайд 25Изучение нитроглицеринаНиколай Зинин успешно сочетал преподавание в академии и работу

в лаборатории. Совместное творчество Зинина с молодым инженером-артиллеристом В. Ф.

Петрушевским привело к решению проблемы получения и использования сильнейшего взрывчатого вещества — нитроглицерина. Зинин разработал самый прогрессивный метод синтеза нитроглицерина из глицерина с использованием концентрированной азотной кислоты, низкой температуры и т. д. Когда в 1853 объединенная англо-французско-турецкая армия высадилась в Крыму и война приняла затяжной характер, Николай Зинин сделал все, чтобы русская армия имела на вооружении самые сильные взрывчатые вещества. Он предложил начинять нитроглицерином гранаты, разработал способ получения больших количеств нитроглицерина и способ его взрывания. Однако его предложения не были реализованы артиллерийским ведомством. Только в 1863 нитроглицерин начали успешно применять для подземных и подводных взрывов.

Ранняя биография Бутлерова

Александр Михайлович Бутлеров родился 15 сентября 1828 года в Казанской губернии и первые восемь лет своей жизни провел в деревне Бутлеровке, в своих родовых владениях. Мальчик рано потерял мать: она умерла от разрыва сердца вскоре после родов. Его воспитывали в основном бабушка и дедушка, но особенно близким другом и наставником был для него отец.

Возможно, именно Михаил Васильевич послужил примером для будущего великого химика. После войны с Наполеоном он получил звание полковника, предлагали ему и должность вице-губернатора, но Михаил Бутлеров отказался и поселился в своем поместье. Он был страстным любителем охоты и рыбалки, на которые часто брал с собой Сашу, отличался трудолюбием, разбирался в некоторых отраслях естествознания, даже сам лечил своих крестьян, поскольку путь до земской больницы был достаточно дальний. Он не уставал говорить сыну: “Всегда и всего добивайся сам”, он же привил ему дисциплину и дал образование. Юный Бутлеров любил читать, владел несколькими языками. Хотя, справедливости ради, выбор сына в пользу естественных наук Михаил Васильевич не слишком одобрял.

В чем-то его можно понять. В свое пребывание в пансионе Топорнина, где обучали будущих гимназистов, Александр Бутлеров постоянно экспериментировал со взрывоопасными веществами, пытаясь изготовить порох для бенгальских огней, и как еще это могло окончиться, как не грандиозным взрывом, перепугавшим и воспитателей, и воспитанников?

К счастью, при этом никто не пострадал, кроме самого Александра, который опалил волосы и бровь и был посажен под замок. Этот проступок настолько возмутил руководство, что к Александру применили невиданное в стенах пансиона доселе наказание: вывели в обеденную залу с табличкой на груди, саркастично гласившей: «Великий химик».

Научное творчество

А.Е.Арбузов продолжил традиции казанской химической школы, развивая теорию химического строения А.М.Бутлерова при исследовании фосфорорганических соединений.

В магистерской диссертации «О строении фосфористой кислоты и ее производных» (1905) А.Е.Арбузов установил строение этой кислоты, получил в чистом виде ее эфиры, открыл каталитическую изомеризацию средних эфиров фосфористой кислоты (см. Арбузова реакция), являющуюся универсальным методом синтеза фосфорорганических соединений. Эта работа положила начало систематическому изучению некоторых отделов органических производных фосфора (премия им.Н.Н.Зинина и А.А.Воскресенского Русского физико-химического общества, 1906).

В докторской диссертации «О явлениях катализа в области превращений некоторых соединений фосфора» (1915) А.Е.Арбузов распространил свою реакцию на эфиры фенилфосфинистых и других кислот, а также показал единство сил, ускоряющих каталитические процессы изомеризации, с силами, влияющими на скорость обычных химических реакций.

Взгляды А.Е.Арбузова подтверждены современной теорией гомогенного катализа.

Расширяя границы применимости и изучая механизм реакции, А.Е.Арбузов открыл и исследовал новые классы фосфорорганических соединений – фосфонкарбоновые кислоты и их эфиры, продемонстрировав универсальность открытой им реакции и возможные пути ее дальнейшего применения.

В годы I мировой войны А.Е.Арбузов по поручению химической секции Российского военно-промышленного комитета организовал в Казани на базе завода братьев Крестовниковых выпуск салициловых препаратов (салициловой кислоты, салициловокислого натра, аспирина и др.).

Группа работ А.Е.Арбузова посвящена таутомерии диалкиловых эфиров фосфористой кислоты и реакциям их металлических производных. Исследуя эти соединения, А.Е.Арбузов (совместно с Б.А.Арбузовым) открыл реакцию образования свободных радикалов триарилметилового ряда из триарилбромметана (1929). Получил и исследовал дивинилпикрилгидразил, ставший эталонным радикалом, позднее работы по химии свободных радикалов были проведены А.Е.Арбузовым с привлечением метода электронного парамагнитного резонанса (ЭПР).

Исследуя подсочку хвойных деревьев, А.Е.Арбузов обнаружил факт сильного давления (2–3 атм.) в смоляных ходах этих растений. Установив некоторые закономерности в смоловыделении, разработал (совместно с Б.А.Арбузовым) новый метод подсочки и технику сбора живицы без потери летучих компонентов. Открыл и исследовал производные субфосфорной, пирофосфорной, пирофосфористой и фосфористой кислот.

А.Е.Арбузов установил физиологическую активность множества открытых им соединений. Разработал эффективные противоглаукомные средства (совместно с А.И.Разумовым), внедренные в медицинскую практику; инсектицидные препараты для защиты растений.

В годы Великой Отечественной войны научная деятельность А.Е.Арбузова была направлена на укрепление обороноспособности страны. Особо проявился его организаторский талант при приеме и размещении эвакуированных в Казань институтов АН СССР.

В послевоенные годы А.Е.Арбузов начал публиковать работы по истории химии, главный его труд в этой области – монография «Краткий очерк развития органической химии в России» (1948). Всего им написано около 70 работ по истории отечественной химии и казанской химической школы.

В послевоенные годы А.Е.Арбузов изучал протекание аномальной реакции Э.Фишера с участием фенилгидразонов и родственных соединений (совместно с Ю.П.Китаевым).

Внес большой вклад в воспитание нового поколения ученых, среди которых Б.А.Арбузов, Г.Х.Камай, А.Н.Пудовик, А.И.Разумов, В.В.Евлампиев, В.С.Абрамов, П.И.Алимов.

Интересные факты из биографии Бутлерова А. М

Оказывается, что:

• Помимо охоты Бутлеров с юности любил музыку. Часто подбирал на рояле аккомпанемент к услышанным песням немецких студентов, которые ему так нравились. Став старше, полюбил ходить в оперу. В деревне у него был рояль, под аккомпанемент которого он иногда с удовольствием пел.
• Он был женат на племяннице писателя Аксакова. Женился в 23 года.
• Преподавателями Бутлерова в университете были профессора Клаус и Зинин, уже известные на весь мир, а ректором Казанского университета в то время был сам Николай Иванович Лобачевский, знаменитый математик.

• Отец Бутлерова хотел, чтобы тот стал именно математиком.
• Неожиданно для человека с таким научным складом ума, Бутлеров интересовался спиритизмом (здесь снова вспоминаем Конан Дойла, хотя это было очень распространенным увлечением в XIX веке). Возможно, он пытался найти рациональное объяснение странным явлениям. А может, сыграл роль тот факт, что его тесть Аксаков был сторонником парапсихологии, да и сестра жены была замужем за известным медиумом.
• Вопросы психики интересовали Бутлерова не меньше. В 14 лет он жил у одной из своих теток, которая страдала нервными припадками. С ней происходили обмороки и судороги, и ничего не помогало, пока однажды один врач не исцелил ее гипнозом. На Бутлерова это произвело большое впечатление.
• Когда Александру Михайловичу полагалась отставка по выслуге лет, университетский совет попросил его задержаться еще на пять лет. Дважды.
• В честь Бутлерова названы не только улицы во множестве городов России и Украины, и Химический институт в Казани, но и даже кратер на Луне.

Таким был этот выдающийся человек.

Жизнь и общественная деятельность

Бутлеров активно распространял идею доступности высшего образования для женщин. Помогал организовывать Высшие женские курсы в 1878 году, устроил там химические лаборатории, прочитал множество лекций.

На протяжении многих лет он принимал активное участие в работе земских учреждений Казанской губернии. Он поднимал насущные проблемы крестьян. Предлагал организацию страхования, касс взаимопомощи, хлебных запасов, обществ призрения и так далее. Помогал открывать новые сельские школы, сам выступал с лекциями по химии для самой широкой аудитории.

Александр Михайлович, когда бывал в своем имении, по примеру отца лечил крестьян: мог вскрывать нарывы, накладывать швы, перевязывать раны. В округе приобрели известность «бутлеровские порошки». Бутлеров рад был помочь простому народу и в качестве ветеринара.

В 1886-м году Бутлеров умер от болезни, ему было тогда 58 лет. Свою последнюю лекцию великий ученый прочитал всего за год до этого.

Другие сферы интересов

В конце 1860-х он, вернувшись из поездки за рубеж, занялся газификацией университета. По его проекту здание освещалось газом, который по трубам поступал в люстры. Это было совершенной новинкой для России.

На протяжении всей жизни А. Бутлеров питал особую любовь к пчелам. По воспоминаниям друзей, у Александра Михайловича в имении повсюду были превосходные пчельники: и в лесу, и возле дома, даже в самом доме. Их он конструировал сам. Наверное, такая увлеченность и позволила ему создать свою теорию разведения пчел. Он хотел своим примером помочь крестьянам освоить основы рационального пчеловодства, выпустил книгу, переиздававшуюся множество раз, организовал и журнал на эту тему.

Любопытно, не с биографии Бутлерова ли Конан Дойл списал некоторые черты своего самого знаменитого персонажа, помимо всего прочего, талантливого химика и пчеловода на пенсии? А, может статься, сложность пчелиной организации завораживает всех людей, имеющих аналитический ум…

Интересовался он и растениеводством: разводил чай и особые сорта роз.

Слайд 31Научная деятельность В 1893 Н. Зелинский назначен профессором Московского университета. Этот

период был для него очень плодотворным. Диапазон интересов ученого был

исключительно широк. С 1893 по 1911 год им было опубликовано свыше 200 научных статей. В 1906 впервые разработал доступный метод получения альфа-аминокислот, объяснил механизм реакции, синтезировал большое количество аминокислот. Важным объектом научных исследований этого периода стала нефть — сложная смесь органических соединений. Продолжая исследования российского химика Владимира Васильевича Марковникова, он усиленно разрабатывал проблему рационального использования нефти, в частности вопросы ее ароматизации. В 1911 Зелинский открыл дегидрогенизационный катализ нафтенов с применением платины и палладия. Результатом этих исследований явился пуск первого в России производства термического крекинга нефти. В годы Первой мировой войны 1914-1918 Николай Зелинский активно проводил исследования в области каталитического крекинга и пиролиза нефти, которые способствовали заметному повышению выхода толуола — сырья для получения тринитротолуола (тротила, тола). Это исследование имело первостепенное значение для оборонной промышленности. Он впервые предложил в качестве катализаторов для дегидрогенизации углеводородов нефти использовать доступные алюмосиликаты и окисные катализаторы, которые используются и в наше время. В Петербурге Зелинский разработал средство защиты от боевых отравляющих веществ — угольный противогаз.

Достижения в органической химии

Император Александр II назначил Бутлерова ректором Казанского университета, который уже тогда был одним из самых уважаемых и известных учебных заведений в Российской империи. Несмотря на молодой возраст, Александр Михайлович пользовался безграничным уважением коллег, но спустя три года сам оставил должность, чтобы полностью уйти в науку.

В январе 1869 года Бутлеров стал работать на кафедре органической химии в Петербургском университете. Его первую лекцию, состоявшуюся 23 января 1869 года, студенты встретили с восторгом.

Лекции Бутлерова были доступны всем желающим, и, надо сказать, залы всегда были набиты битком. Он действительно был одним из самых ярких лекторов, умел простым языком, последовательно и вместе с тем образно объяснить сложные вещи и увлечь аудиторию. Послушать его лекции приезжали даже крестьяне.

Биография

Родился будущий ученый в Елизаветпольской губернии в Шуше в 1812 году. Родители умерли рано и до 1820 года мальчик жил у дяди. С ранненго детства юный Зинин показывал незаурядные способности, был талантливым и обладал высокой работоспособностью. В возрасте восьми лет был отправлен в мужскую гимназию.

В 1833 году окончил математическое отделение философского факультета Казанского университета, где и остался работать, так как был казеннокоштным студентом и должен был отработать на государственной службе шесть лет. По окончании университета предоставил работу «О пертурбациях эллиптического движения планет», за которую получил золотую медаль и степень кандидата.

Преподавал Зинин в казанском университете физику, механику, теоретическую химию. В 1836 году получил степень магистра физико-математических наук, в своей магистерской диссертации сделал сравнительный анализ теории сродства Берцелиуса и химической статикой Бертоллета.

Получи помощь с рефератом от ИИ-шки

ИИ ответит за 2 минуты

С 1837 года трудился на заводах и в лабораториях Германии (изучал химию под руководством Э. Мичерлиха и братьев Розе, занимался у Т. Шванна, И. Мюллера, К. Эренберга), во Франции (обучался у Жюля-Теофиля Пелуза), в Англии (работал с М. Фарадеем).

С 1839 по 1840 год работал у Ю. Либиха в Гисенском университете. Здесь заложил основы своей будущей докторской диссертации, изучая соединения бензойного ряда. Степень доктора естественных наук получил в России в 1840 году.

С 1841 по 1848 год Зинин занимает должность профессора Казанского университета. В период с 1848 по 1874 год меняет ряд должностей в Медико-хирургической академии в Петербурге: профессор, академик, заслуженный профессор, директор химических работ.

Работу в академии Зинин совмещал с деятельностью ученого секретаря, вице-президента, члена и председателя академического суда, управлял академией (дважды).

На женских медицинских курсах, основанных при академии, читал физику.

С 1865 года – ординарный академик Петербургской Академии наук.

В 1868 году основал Русское химическое общество и до 1877 года являлся его неизменным президентом. В 1880, в год смерти ученого, была учреждена премия им. Н.Н. Зинина и А.А. Воскресенского.

Дважды был женат, имел четверых детей.

Теория строения органических соединений

Бутлеров имел обширные интересы во всех областях, но главным делом его жизни стала теория химического строения органических веществ, перевернувшая взгляды химиков того времени. Он был уверен, что свойства определенного вещества зависят не только от химических элементов, входящих в состав его молекулы, и от их количества, но и от того, как атомы этих элементов связаны между собой. То есть, не только от состава, но и от структуры молекулы. Он ввел понятие изомеров — веществ одинакового химического состава, но разного химического строения, благодаря этому различающихся по своим свойствам.

Теория Бутлерова быстро завоевывала авторитет в международном сообществе химиков. Учебник с изложением этой теории практически сразу был переведен на все основные европейские языки.

Менделеев особо отмечал заслуги Бутлерова в том, что он развивал свои собственные, оригинальные идеи, и в создании им химической школы, и за огромный вклад не только в российскую, но и в мировую науку.

Биография

30 августа 1877, село Арбузов-Баран Спасского уезда Казанской губернии – 21 января 1968, Казань.

Ученик А.М.Зайцева.

После окончания Казанского университета (1900) А.Е.Арбузов работал в Ново-Александрийском институте сельского хозяйства и лесоводства, профессор (1906).

С 1911 г. заведующий кафедрой органической химии, в 1922–1926 гг. декан физико-математического факультета Казанского университета, в 1930–1963 гг. заведующий кафедрой органической химии Казанского химико-технологического института.

Одновременно в 1929–1960 гг. директор Научно-исследовательского химического института при Казанском университете; в 1945–1963 гг. председатель президиума Казанского филиала АН СССР (КФАН СССР) и в 1945–1965 гг. директор Химического института КФАН СССР.

С 1965 г. А.Е.Арбузов – заведующий отделом элементоорганических соединений Института органической и физической химии АН СССР.

Был организатором Научно-исследовательского химического института им.А.М.Бутлерова при Казанском университете (1929). Один из основателей и председатель Татарского республиканского отделения Всесоюзного химического общества им.Д.И.Менделеева (1934–1954), председатель комитета по созданию Казанского филиала АН СССР (1945).

Многосторонне одаренный человек, А.Е.Арбузов виртуозно играл на скрипке, писал живописные пейзажи, создавал лабораторные приборы из стекла.

А.Е.Арбузов – депутат Верховного совета СССР в 1946–1966 гг.

Первые шаги в науку

Как в воду глядели. После гимназии Бутлеров уже в 16 лет стал студентом Казанского университета, где здорово выделялся своим умом среди однокурсников, а едва перешагнув 20-летний порог, стал преподавателем. В 29 лет он и вовсе был избран профессором.

Но в студенческие годы Бутлерову тоже были не чужды разные проделки. Например, они с товарищами так пугали по вечерам суеверных прохожих: влезали друг другу на плечи и накрывались длинной шинелью, что издалека создавало иллюзию невероятно высокой фигуры.

Биография Александра Бутлерова пестрит такими безобидными выходками. Рассказывают, что атлетически сложенный Бутлеров запросто мог прийти с визитом и, не застав хозяев дома, скрутить кочергу в форме буквы «Б» и оставить ее как визитную карточку.

Это не мешало ему быть серьезным и основательным во всем, чем он занимался. Поначалу он больше внимания уделял энтомологии, в частности, его выпускная университетская работа была посвящена бабочкам. Его коллекция и по сей день хранится в зоологическом музее Казанского Федерального университета. Она пережила революцию, Великую Отечественную войну, оставшись в довольно хорошем состоянии. Специалисты говорят, что она не уникальна с научной точки зрения, но вполне грамотно и интересно составлена.

Он собирал насекомых, часто забираясь далеко от города. В связи с этим в юности Бутлеров трагически потерял отца. По несчастью, в одной из своих научных экспедиций он слег с брюшным тифом. Отец, ухаживая за ним, тоже заразился, но, к сожалению, перенес эту болезнь хуже и вскоре скончался. Это стало для Бутлерова тяжелым ударом, и к занятиям он смог вернуться нескоро. После этого интересы ученого всецело сосредотачиваются на химии.

Бутлеров – химик

В 1851 году он защитил диссертацию «Об окислении органических соединений». Работа, объединившая и логически выстроившая труды различных ученых, была высоко оценена его коллегами. Как мы знаем, в химии систематический подход имеет большое значение.

В 1853 году Бутлеров выступил с диссертацией «Об эфирных маслах», такого же теоретически-обобщающего содержания, но она была доработана впоследствии с результатами его собственных экспериментов. В Москве в 1854 году он с отличием сдал докторский экзамен и получил степень доктора физики и химии.

25 сентября 1854 года он был практически единогласно избран на должность профессора, и в октябре в ней утвержден.

В 1857–1858 годах Александр Бутлеров был за границей, где обменивался опытом со множеством авторитетных европейских химиков, участвуя в заседаниях Парижского химического общества.

В первом публичном выступлении он высказал мысль, что за радикалы следует считать не только органические группы, но и гидроксильные, амино- и другие группы, то есть все то, что впоследствии мы стали называть функциональными группами.

Слайд 33ИтогиПолучил (1887 г.) ряд гомологов тиофенаСинтезировал (1901-1907 гг.) многочисленные углеводороды,

содержащие от 3 до 9 атомов углерода в кольце.Открыл (1910

г.) явление дегидрогенизационного катализа.Совместно с инженером А. Кумантом создал (1916 г.) противогаз.Открытие (1911 г.) необратимого катализа.Получил (1924 г.) алициклические кетоны каталитическим ацилированием нефтяных цикланов.Осуществил (1931-1937 гг.) процессы каталитической и пирогенетической ароматизации нефтей.Совместно с Н. С. Козловым впервые в СССР начал (1932 г.) работы по получению хлоропренового каучука.Синтезировал труднодоступные нафтеновые алкоголи и кислоты.Разработал (1936 г.) методы обессеривания высокосернистых масел.Является одним из основоположников учения об органическом катализе.Выдвинул идеи о деформации молекул реагентов в процессе адсорбции на твердых катализаторах.Совместно со своими учениками открыл реакции селективного каталитического гидрогенолиза циклопентановых углеводородов (1934 г.), деструктивного гидрирования, многочисленные реакции изомеризации (1925-1939 гг.), в том числе взаимные превращения циклов в направлении, как их сужения, так и расширения.
Экспериментально доказал образование метиленовых радикалов в качестве промежуточных соединений в процессах органического катализа.Внес существенный вклад в решение проблемы происхождения нефти. Был сторонником теории органического происхождения нефти.Проводил исследования в области химии аминокислот и белка. Открыл (1906 г.) реакцию получения aльфа-аминокислот из альдегидов или кетонов действием смеси цианистого калия с хлористым аммонием и последующим гидролизом образующихся aльфа-аминонитрилов. Синтезировал ряд аминокислот и оксиаминокислот.
Разработал методы получения эфиров аминокислот из их смесей, образующихся при гидролизе белковых тел, а также способы разделения продуктов реакции.

Конец.