книги / Развитие химической промышленности в СССР (1917-1980) Академия наук СССР, Секция химико-технологических и биологических наук; Научно-исследовательский институт технико-экономическ
..pdfкислот и других ценных кислородсодержащих соединений. Эти работы» были весьма важны в практическом отношении, так как позволили пол ностью отказаться от импорта природного кокосового масла для получе ния высококачественных моющих средств.
П. Г. Сергеев, Б. Д. Кружалов, Р. Ю. Удрпс и М. С. Немцов с 1942: по 1947 г. выполнили большую серию работ, одна из которых была по священа методу окисления изопропилбензола, или кумола, кислородом воздуха до гидроперекиси. Впоследствии весь этот цикл выдающихся исследований лег в основу одного из лучших и по сей день методов, совместного получения фенола и ацетона (кумолыюго метода). Этот ме тод был внедрен в промышленное производство в 1949 г. [9, с. 35]..
Большое значепие имела разработка способа прямого окисления ме тана кислородом воздуха до формальдегида, в которой принимали
стпе H. Н. Семенов, Н. С. Еииколопов, А. Б. Иалбадян, С. Ф. Гудков, и В. Ф. Корнилов с сотр. За последнее время получили развитие раб-;мы в области окислительного аммонолиза углеводородов п их хлорпропзЕПДных. В Институте катализа Сибирского отделения АН СССР разработан способ получения акрилонитрила окислительным аммонолизом пропилена.. С. Д. Мехтневым этим же путем найден способ синтеза различных азо тистых производных ароматических углеводородов [32].
Исследования в области галогенирования и нитрования углеводородов,. ведущие свое начало от работ В. В. Марковнпкова и М. И. Коновалова,, развивали в СССР А. И. Титов, А. В. Топчиев, Б. А. Кренцель,. Н. И. Шуйкин и С. С. Новиков, установившие механизм и основные за кономерности реакций и создавшие практически важные методы синтезавсевозможных галогено- и нптросоединенпй [33, 34].
В последние два десятилетия работы С. С. Новикова и его школы похимии алифатических и алициклических питросоедпнений сделали воз можным более широкое использование этих веществ главным образом как промежуточных продуктов [35]. В этом отношении интересны синтезы природных аминокислот из производных нитроуксусноп кислоты [36].
В Академии наук АзССР наряду с традиционными работами, направ ленными на улучшение качества моторных топлив, А. М. Кулиевым, П. И. Саниным и другими были продолжены исследования в области хи мии присадок, существенно изменяющих в заданном направлении адге зионные, смазочные, диспергирующие, моющие и другие свойства инду стриальных и специальных масел. В. П. Мамаевым предложена присадка к высокопарафпнпстым нефтям, обеспечивающая возможность их пере качки по нефтепроводам [32, с. 804].
АРОМАТИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Среди наиболее важных направлений развития химии ароматических со единений в СССР первое место занимают исследования реакций сульфи рования, нитрования, галогенирования, алкилирования, ацилирования,,
.диазотирования и азосочетания ароматических углеводородов. Начало' изучению многих из них было положено в дореволюционные годы М. А. Ильинским, А. Е. Чичибабиным, H. М. Кижнером, Н. Я. Демьяно вым, А. Е. Порай-Кошицем, В. М. Родионовым, В. А. Измаильским я H. Н. Ворожцовым-ст., которые в советское время в новых, более благо приятных условиях с точки зрения экспериментальной техники и прак-
тнческого использования научных результатов подняли химию ароматиче ских соединений на более высокий уровень.
Работы в области нитрования ароматических углеводородов получили надежную теоретическую основу: они проводились с учетом электронных теорий. А. И. Титов выяснил ионный механизм электрофильных реакций воздействия на углеводороды нитрующих смесей, установил роль нптро- ипй-катиоиа N0^ как основного нитрующего агента и определил пути каталитической интенсификации процессов. Советскими исследователями были изучены редкие случаи нуклеофильного замещения нптрогруппы. Исследования радикальных реакций нитрования осуществили П. П. Шорыгип и А. В. Топчиев.
Галогенирование ароматических углеводородов систематически изуча лось II. II. Ворожцовым и сотр., разработавшими непрерывный метод так называемого «многократного» хлорирования бензола, при котором за счет рецн куляции достигались наиболее выгодные соотношения хлорбензола и нолихлорбеизолов. А. Н. Плановский и В. С. Хайлов установили мате матические закономерности работы проточной технологической системы по этому методу [9, с. 391]. При изучении кинетики реакций галогенироваиня Е. А. Шилов определил активность различных агентов галогеиироваиия. 10. С. Залкинд и Б. М. Михайлов с сотр. исследовали галогепнрование конденсированных ароматических соединений с помощью диоксандибромида.
Среди работ по сульфированию соединений бензольного ряда выделя ются своей целенаправленностью исследования А. А. Спрыскова с сотр., в которых установлен механизм реакций сульфирования, степень актив ности сульфирующего агента, термодинамические условия процесса, за кономерности, связанные с ориентацией сульфогруппы в ядре, характер побочных реакций л методы их подавления. В результате работ В. В. Коз лова, В. Н. Белова, С. В. Богданова, H. Н. Ворожцова-мл. найдены новые сульфирующие агенты и разработаны технологические способы сульфи рования [9, с. 380].
Исследуя ацилирование ароматических углеводородов, советские хи мики особое внимание обратили на вопросы, оставшиеся нерешенными после основополагающих работ Ш. Фрнделя, Дж. Крафтса, Г. Г. Густавсона и К. Неницеску. H. Н. Лебедев, А. Н. Теренин и Д. Н. Курганов с помощью физическпх методов изучали механизм активации галогенангидрида при его взаимодействии с катализатором— галогенидом алюми ния. Показано, в частности, что ацплирующнй комплекс имеет строение
СН3С==0+•А1С17 и [2СНзСОСЬА1С1о]+А1С1;.
В большой серии работ, осуществленных Б. И. Степановым с сотр., уста новлено, что активность RCOC1 повышается с ростом электроотрпцательности R и при ацилировании с помощью СХ3СОС1-А1С13 наряду с полу чением карбоипльпых соедпиепий при соответствующих условиях проис ходит галогеппрованне бензольного ядра, которое может стать основным процессом. Даны рекомендации по предотвращению этого процесса.
Существенный вклад внесен советскими учеными в исследования в об ласти диазотирования ароматических соединений. До 1924 г. реакцией диазотироваиия пазывали реакцию Грисса (1858 г.)— воздействие азо тистой кислоты па ароматические амины. В 1924 г. В. М. Родионов и В. К. Матвеев открыли новый метод получения ароматических диазосо-
единений на основе фенолов и азотистой кислоты, оказавшийся в ряде случаев более эффективным п приводивший к образованию диазосоедине ний, которые невозможно получить классическим методом. Метод реали зован в промышленном масштабе. В дальнейшем вплоть до 60-х годов осуществлялись работы, направленные на усовершенствование обоих методов. Наряду с этим следует отметить также работы Б. И. Степанова, А. Е. Порай-Кошпца, С. Ф. Фплиппычева и др. по изучению кинетики и механизма азосочетания — второй наряду с диазотироваиием основной реакции синтеза азокрасителей. На основе результатов исследований предложены способы интенсификации этих процессов и модификации классических путей их осуществления [9, с. 402].
Большой интерес представляют исследования в области химии мсг.ь- циклических1 небензоидпых ароматических веществ [37], к котор: относятся циклопропенплий, цпклопентадиенил-анион, тропилий н.-цш октатетраен-дианиои. Все эти системы стали объектом исследова/.-т советских ученых. Д. Н. Курсанов, М. Е. Вольпин и 10. Д. Корешке:*: 1960 г. получили дифегшлцпклопропеиои, ароматический характер кото рого они исследовали как химическими, так и физическими методами при участии С. И. Жданова. На основе дифенилциклопропенона была получе на соль окепднфепилциклопропенилия.
В 1956 г. Д. И. Курсанов и 3. II. Париес методом изотопного обмена установили особую подвижность в щелочной среде всех шести Н-атомов циклопентадиена, тогда как циклогептатриен с такой же, казалось бы, СН2-группой, находящейся между двумя этиленовыми связями, в тех же условиях в реакции водородного (изотопного) обмена не вступает.
При действии кислот Льюиса (BF3, TiCl4, А1С13) циклогептатриен отдает водород СН2-группы в форме гидрид-иона, становясь катионом. Таким образом было установлено, что наличие аллильиой группы в цикле с сопряженными связями не является условием ароматичности, такое условие дано только правилом Хюккеля (4гс-Ь2). Д. Н. Курсанов п М. Е. Вольпин разработали удобный метод синтеза тропплия на основе цпклогептатриена и иятнхлорпстого фосфора. Синтез тропплия был осу ществлен также действием па бензол моногалогенкарбенов (из хлоро форма). Действием перекиси водорода на эту соль тропплия снова полу чили бензол и окись углерода.
Совместно с М. М. Шемякиным и другими сотрудниками на оспове метода мечепых атомов Д. Н. Курсанов и М. Е. Вольпин дали безупреч ное доказательство равноценности всех семи Н-атомов тропплия. Одпако, доказав ароматичность тропплия, опи установили, что тропилий не спо собен к реакциям «ароматического» электрофильного замещения. Обладая электрофильпостыо, он реагирует лишь с нуклеофильными реагентами и превращается в .производные цпклогептатриена. На основе этого свойства тропплия было изучено множество реакций. С 60-х годов Д. И. Курсанов проводил систематические исследования реакционной способности дианпона пиклооктатетраепа.
В 1963 г. Д. И. Курсанову и М. Е. Вольпипу за исследования новых небензоидпых ароматических систем была присуждена Леиинская*1?ремпя.
1 Об исследованиях би- и полициклических небензоидпых ароматических систем, в частности ферроцена, см. ниже.
ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Исторически сложилось так, что начало химии элемеитоорганических со единений было положено развитием химии цинк- и магшшорганических соединении и органических производных щелочных металлов как непо средственного продолжения металлоорганического синтеза, введенного в
науку Э. Франкландом, А. М. Бутлеровым и А. М. Зайцевым и развитого В. Грпньиром, Ж. Иоцичем, Н. Д. Зелинским и В. В. Челинцевым. Первые работы в области магпийорганнческнх соединений в СССР при надлежат В. И. Крестинскому, заполнившему пробел в ряду органических производных .магния с различной степенью непасыщенпостн углерода [38].
В 20-х годах наряду с работами прикладного характера и дальнейшим
пак», |
зованием магшшорганических соединений для синтеза в СССР ста |
ли |
’вляться работы теоретического характера. Н. В. Кондырев изучил |
сво!; ,ва алкилмагиийгалогенидов как электролитов; А. П. Терентьев по каза что реактив Грнньяра состоит из сольватных комплексов, содержа щих два атома магния. В 30-х годах в работах А. Е. и Б. А. Арбузовых, А. Д. Петрова, А. И. Несмеянова с сотр. были решены некоторые вопро сы строения промежуточных продуктов и механизма реакций магнпйорганического синтеза. Была доказана возможность гетеро- и гомолптических магшшорганических реакций в зависимости от природы растворите ля; открыты многие «аномально» протекающие реакции. П. П. Шорыгпн и сотр. разработали метод получеппя хлористого фенилмагния без эфира в автоклаве; при взаимодействии с окнсыо этилена был получен Р-фенплэтиловып спирт. Затем Л. И. Захаркин, О. 10. Охлобыстин и Б. II. Струнин разработали способ получения магпийоргапических соеди нений вне растворителя, предложив этот способ для синтеза разнообраз ных элементоорганических соединений.
Цинкорганнческие соединения как основные реагенты синтеза в на стоящее время почти вытеснены магний- и литпйорганическпми соедине ниями, однако они представляют интерес для теоретических исследова ний. Их синтезом систематически занимался К. А. Кочешков, получивший устойчивые смешанные соединения типа Ar2Zn •диоксаи, RZnR', ArZnAr'.
Открытие Г1. П. Шорыгиным реакций получения иатрнйалкнлов п применение последних вместо алкилмагиийгалогенидов послужило осно вой для создания химии органических производных щелочных металлов. В 20-х годах П. П. Шорыгпн осуществил серпю исследований по приме нению RNa в расщеплении эфиров. К. А. Кочешков и Т. А. Талалаева предложили методы получения лнтнйалкилов. Выделены и охарактеризо ваны комплексы литнйорганическнх соединений типа RLiLiBr2ROR, RLi-4LiBr-6ROR.
Исследования в области ртутьорганических соединений благодаря ра ботам А. Н. Несмеянова, Г. А. Разуваева и О. А. Реутова с сотр. полу чили широкий размах и представляют весомый вклад в развитие химии элемеитоорганических соединений. Началом послужило открытие в 1929 г. А. II. Несмеяновым универсального метода синтеза органических соеди нений ртути типа AiTIgX и Ar2Hg посредством дназопневых солей (дназометод Несмеянова).
ArNaX •HgXo + 2Cu -> Arl-IgX + N3 + Cu2X2.
В присутствии основании реакция приводит к диарилртути. В последую-
щие годы этот метод был распространен па синтез ароматических соеди нений олова, свинца, сурьмы, висмута, тптаиа п германия.
Считая одной из главных задач химии металлооргаппческпх соедине ний разработку путей их синтеза, Советские х и м и к и предложили ряд оригинальных методов синтеза органических производных ртути: арнлирование окиси ртути арплиодпдамн, синтез смешанных RHgR'-соедппе- ний (К. А. Кочешков), действие на соли ртути радикалов, образующихся при разложении перекисей (Г. А. Разуваев, 10. А. Ольдекоп), «посадка» свободных радикалов на металлическую ртуть (Г. А. Разуваев) [9, с. 115], декарбоксилирование ртутных солей р-кетокпслот, приводя щее к а-меркурированпым оксосоединениям (И. Ф. Луценко), меркурирование ферроцена и других соединений этого типа (А. II. Несмеянов. Э. Г. Перевалова), меркурирование с помощью ртутной соли тринптрометана для получения ароматических и гетероциклических трннптро.мо курпропзводных (С. С. Новиков) [9, с. 116].
Первые шаги в направлении использования ртутьоргапических соеди нений для решения актуальных теоретических проблем были сделаны Г. А. Разуваемым и М. М. Котоном в 30-е годы. Для выяснения срав нительной активности радикалов они осуществили вытеснение ртути во дородом из соединений типа RHgX. В дальнейшем разложение ртутьорганических соединений стало одним из наиболее надежных путей изуче ния свободных радикалов в растворах.
Г. А. Разуваев осуществил гомолитпческпй перенос радикала с пере ходного металла — титана — на металлическую ртуть. Он установил, что при разложении (C6H5) 2 Hg в бензоле образующиеся радикалы C6IV взаимодействуют с бензолом, что приводит к получению дифенила, тогда как на поверхности металлов (Pt, Си) реакция погашения свободных ва лентностей С6Н5* происходит без участия бензола. Этот вывод имеет не маловажное значение для развития представлений о поведении свободных радикалов в условиях гетерогенного катализа [9, с. 115].
В 1958 г. за комплекс работ по химии свободных радикалов в раство рах Г. А. Разуваеву была присуждена Ленинская премия.
Закономерности, далеко выходящие за рамки собственно химии ртутьорганических соединений и имеющие значение для органической химии в целом, былп открыты А. Н. Несмеяновым и его школой при изучении продуктов присоединения солей ртути к непредельным соединениям. Напрпмер, продукты присоединения сулемы к этилену и ацетилену ведут себя в различных условиях как истинные металлоорганические соедине
ния (в частности, ClHgCH=CHCl) пли |
как комплексные |
аддукты |
(HgCl2 'C2H2). А. Н. Несмеянов назвал их |
квазикомплекспыми |
соедине |
ниями. В результате длительного их изучения совместно с А. Е. Бо рисовым, P. X. Фрейдлиной и др. было показано, что они представляют собой соединения типа ClHgCH = CHCl, а их двойственная реакционная способность обусловлена наличием в молекулах особого рода сопряжения a-связей, что приводит к перемещению реакционного центра в зависи мости от природы сореагента.
Это открытие послужило затем поводом к пересмотру всего учеиия о двойственной реакционной способности органических соединений, которая до этого рассматривалась лишь с позиций таутомерии или наличия в системе подвижного равновесия двух изомеров. А. Н. Несмеянов п М. И. Кабачнпк показали, что двойственная реакционная способность —
понятие более широкое, чем таутомерия, и что, в сущности, каждое со единение, в том числе и десмотропы таутомерного равновесия, обладает
.этой способностью как функцией взаимодействия с сореагентами [39]. При изучении «квазикомплекспых» соединений типа ClHgCH = CHCl А. Н. Несмеянов, А. Е. Борисов и P. X. Фрейдлииа открыли существо
вание пх цис- и транс-изомеров н изучили взаимные превращения изоме ров. При исследовании перехода групп CH—GHC1 от ртути к другим
.металлам и обратно было установлено стереохпмпческое правило сохра нения конфигурации радикала при электрофильных и гомолптическпх замещениях у олефинового атома углерода.
Изучение реакционной способности ртутьорганпческпх соединений •осуществлялось на многих объектах. Так, О. А. Реутовым и И. П. Бе лецкой с сотр. были исследованы кинетика п механизм электрофильного замещения у насыщепиого (а затем у олефинового и ароматического) •атог.к. углерода в ртутьорганпческпх соединениях [40]. В результате было •сформулировано правило о сохранении конфигурации при электрофиль ном замещении у насыщенного атома углерода, изучено влияние струк турных факторов на скорость реакций, открыт до этого неизвестный ме ханизм гетеролитического замещения SB1 (О. А. Реутов с сотр., 1963 г.) при реакции изотопного обмена. Кроме того, открыта реакция водородно го обмена при воздействии хлористого дейтерия па хлормеркуртолуол с -замещением водородного атома на дейтерий в бензольном кольце.
Следует отметить, что ртутьорганическпе соединения применялись в качестве средств борьбы с вредителями сельского хозяйства (работы •H. Н. Мельникова и др. начиная с 1930 г.), бактерицидных медицинских •препаратов (диоцид Реутова, Луценко и др.) и фунгицидов.
Среди органических производных элементов III группы в СССР изу чались еще в 30-х годах преимущественно органические соединения тал-
.лия (К. А. Кочешков, IL Н. Мельников). Начиная с 50-х годов на пер вый план выступает изучение алюминий- п борорганических соединений. •Л. И. Захаркин и О. 10. Охлобыстин предложили для получения соеди нений BR3 метод безэфирного магнийорганического синтеза. Синтезом «боропиевых солей» и изучением их свойств занимались Б. М. Михайлов :и сотр. Они получили борорганические соединения присоединением низ ших гидридов бора и их производных к ненасыщенным углеводородам [41]. Особое внимание Б. М. Михайлов уделял синтезу и изучению •свойств производных боразола и тримеров меркаптобораиов, а также аллилбораиов.
Л. И. Захаркин и О. 10. Охлобыстин на основе декаборана и аце тилена получили карборан-10, названный ими бореном. Получены также литиевые, калиевые и натриевые производные боренов, а на пх основе бореповые кислоты, спирты, алкилборены и галогеипропзводные боре нов. Осуществлена конденсация ацетиленовых и алленовых соединений с аллплборапами, приводящая к стереоспецпфическому синтезу эпицик лов. В частности, получен 1-борадамаптан. В. С. Шпаком были получены лредставптели нового класса борорганических соединении — борины, л молекулах которых ВН3 как функциональная группа связана с катио ном металла.
Применение борорганических соединений внесло много нового в арсе нал синтетических приемов. Особенно важны стереоспецифическпе спо собы введепия функциональных групп в разнообразные природные объ-
екты, применение борорганических соединении в асимметрическом синтезе.
В самое последнее время выполнено очень большое число новых весь ма интересных работ по борорганическим соединениям, но в небольшой статье не представляется возможным пх упомянуть. Наибольший вклад в эту область внесен школой Б. М. Михайлова. Результаты этих исследо ваний достаточно полно изложены в монографии Б. М. Михайлова и 10. Н. Бубнова [42].
Развитие химии кремнийорганических соединений в СССР принесло исключительные плоды главным образом благодаря работам ее осново положника К. А. Андрианова, впервые в 1937 г. получившего на основ диалкил- и дпарилзамещеппых эфиров ортокремпевой кислоты силе?: лы, которые уже в процессе синтеза вступают в полпкондепсацшо разованием полимеров [43]:
R2Si(OR)2 + Н20 -> R2Si(OR)OH + R2Si(OH)2->
—> —[—SiR2—О—SiR2—О—]п—.
С тех пор и до настоящего времени химия кремнийорганических со единений, представляя собой в основном область высокомолекулярных соединений2, служит неисчерпаемым источником самых разнообразных материалов, а ее основоположник К. А. Андриапов в 1963 г. за успехи в области полимеров с главными неорганическими цепями молекул удо стоен Ленинской премии.
Успехи химии кремнийорганических соединений мономерного харак тера скромнее. Но и они приумножаются с каждым днем.
Вначале алкилспланы получали пз алкплмагнийгалогенпдов в среде эфира, однако эта реакция сопровождалась побочными процессами, что
снижало выход целевых продуктов. В |
1938 г. К. А. Андрианов и |
||
О. И. Грибанова |
провелп эту реакцию |
в |
среде углеводородов в присут |
ствии Si (OR) 4. К. |
А. Кочешков, затем |
А. |
Д. Петров предложили заме |
нить RMgX в этой реакции на RLi. Таким путем были получены алкилгалогенпдсиланы RSiX3, R2SiX2, R3SiX, R4Si. Б. H. Долгов в 30-х го дах установил пути диспропорционирования R4Si до R3SiR', R2SiR'2 и RSiR'3. В целях получения кремнийорганических мономеров, способ ных полимеризоваться за счет кратных С= С-связей, были разработаны методы синтеза разнообразных алкил- п арилалкенилспланов (G. Н. Уша ков и сотр.). Получено большое количество замещенных спланолов: RaSiOH (Б. Н. Долгов), R2Si(OH)CH2COOR (А. В. Топчиев и H .С.На меткин). Как установил М. Ф. Шостаковский, взаимодействие спланолов с простыми эфирами приводит к кремппйорганическпм ацеталям [43, с. 370-374].
За последнее время развивается синтез элемеитокремппйоргаиических соединений. Шпример, И. Л. Кнунянц с сотр. получпл соединения типа Si(CF=CF2)4. А. Е. и Б. А. Арбузовы синтезировали фосфоркремнийорганпческие соединения. М. Г. Воронков с сотр. в 60—70-х годах раз вернули широкие исследования особенностей сплоксаповой связи кисло родсодержащих кремнийорганических соединений, способности этих со единений к образованию внутри- и межмолекулярных комплексов, в том
2 См. гл. 3 в настоящем толю.
числе за счет водородной связи. Была обнаружена биологическая актив ность С- и О-триалкилсилилпроизводных холина, амниоалкоксисиланов и других элементокремиийоргаиических соединений [44].
Постоянным объектом исследования советских химиков являются так же органические соединения германия, олова и свинца. Синтез многих оловоорганических соединений был осуществлен в 30-х годах А. И. Не смеяновым и К. А. Кочетковым с помощью диазометода или путем превращений ртутьорганических соединений, полученных диазометодом [38, с. 76]. В последующие годы в этой области работали Г. А. Разу ваев, А. Е. Борисов и М. Ф. Шостаковский с сотр. К. А. Кочетковым разработай метод синтеза соединений типа R3SnCH = CHSnR3. Получены такие же соединения германия: R3GeCH = CHGeR3.
Д |
И. Курсанов и М. Е. Вольппн с сотр. открыли реакцию получе |
ния |
грманийорганических гетероциклов с двумя атомами германия в |
коль |
па основе взаимодействия подпетого германия с ацетиленом. |
Г. |
Разуваев с сотр. получил соединения, содержащие связи Hg—Ge, |
Са—L-.e, Hg—Sn, фотолиз которых приводит к элементооргаиическим свободным радикалам типа R3Ge*.
В 20-х годах в СССР начались исследования в области химии орга нических производных переходных металлов, к которым тогда относи лись только карбонилы железа, кобальта и никеля [9, с. 159]. В основ ном эти исследования были связаны с изучением промежуточных продук тов синтеза углеводородов на основе СО и Н2. В 1940 г. А. Н. Несмея новым и К. А. Кочетковым были синтезированы гексакарбоннлы хрома, молибдена и вольфрама. В том же году К. Н. Анисимов разработал не сколько методов синтеза карбонилов п карбоннлхлорпдов хрома, молиб дена, вольфрама, железа, рения.
В 50-х годах после открытия Т. Кили и П. Посоном ферроцена А. Н. Несмеянов п Г. А. Разуваев с сотр. начали систематические ис следования в области химии ферроцена и ценовых соединений. В 60-х го дах, когда была установлена возможность получения смешанных карбопилыгоценовых соединений, в Институте элемеитооргаипческнх соедине ний АН СССР стал осуществляться синтез и исследование циклопентадиеиилметаллкарбонилов. В результате изучения свойств ферроцена, его способности как иебеизондиого ароматического соединения вступать в ре акции электрофильного замещения водорода, нуклеофильного замещения галогена в галогеппроизводных и радикального замещения, например аршшрования ароматическими дпазосоединеннямн, был сделай вывод о глубокой аналогии ферроцена и бепзола [9, с. 160]. Получение литие вых и ртутных производных ферроцена позволило осуществить переход к новым соединениям, например к хлормеркурферроцену, дпферроцеинлселену, трпфенилметилферроцеиу. Новые продукты получены А. II. Не смеяновым и сотр. также реакцией нуклеофильного замещения галогена в ферроцеиовом ядре. За выдающиеся успехи в исследовании металло органических соединений А. II. Несмеянов в 1966 г. удостоен Ленинской премии.
В СССР впервые осуществлены реакции гндрогенолиза ферроценового ядра до циклопентаповых углеводородов, а также реакции фотолиза про изводных ферроцена. Впервые проведена реакция обмена лигандов [9, с. 163]. Получепы п другие ареициклопептаднеиильпые производные железа. Как показали А. Н. Несмеянов и К. Н. Аписпмов, циклоиента-
диенплметаллкарбонилы металлов VII группы обладают также аромати ческими свойствами, которые зафиксированы в реакциях ацплироваиия, меркурпрованпя, фосфорилирования, хлорметилированпя и дейтерирова- 1 шя. Разработаны методы синтеза биметаллических и металл-металлопд- пых карбонильных соединений со связями М—М (Сг, W, Mo, Re, Со, Fe, Sn, Pb, Ge, Bi), например С5Н5(СО)3Мо—Mn(CO)5, CLGe—Mn(CO)5 [9, c. 166].
Изучены некоторые ценовые соединения тптаиа. P. X. Фрейдлина
псотр. псследовалп ценовые соединения цпркопня.
Г.А. Разуваев и сотр. изучили структуру и свойства тптаиоцеиа
(CsIIsbTi, дпциклопеитадиепилдпфеиилтптана (СзШЬТцСбНбЬ и других ценовых соединений, реакции их фотолиза, пиролиза и окисления.
Ваяшым разделом химии органических производных переходных таллов является химия олефиновых и ацетиленовых я-комплексов, в торую существенный вклад внесли Б. А. Долгоплоск п Я. К. Сыркпи с сотр. Значительная часть исследований в этом направлении посвящена изучению роли этих комплексов в каталитических, в частности стереоспецифических, процессах.
Не только теоретический, но и большой практический интерес пред ставляют работы М. Е. Больница по получению и исследованию соеди нений графита с низковалептным палладием. Эти соединения оказались перспективными катализаторами ряда реакций органического синтеза.
Комплексы переходных металлов ныне широко используются в ка талитических процессах: окисления олефинов, изомеризации бутепа-1 в бутен-2, лабораторного синтеза ароматических аминов из углеводородов и молекулярного азота и т. д.
Основы химии фосфорорганических соединений в СССР были зало жены трудами А. Е. Арбузова и его школы [45]. Перегруппировка Ар бузова, открытая в 1905 г., стала одним из основных способов синтеза различных фосфорорганических соединений, в частности фосфонкарбоновых кислот. Последние по реакционной способности оказались анало гичными ацетоуксусному эфиру, что открыло новые возможности полу чения фосфорорганических соединений. А. Е. и Б. А. Арбузовы получили фосфиновые и фосфоикарбоповые кислоты с асимметрическим атомом фосфора (1929—1930 гг.), затем синтезировали новые типы органических производных фосфора — хлорангидриды диалкилфосфористых кислот, эфиры пирофосфорной, пирофосфористой, субфосфорной, фосфиновой и фосфоновой кислот с алкильными, арильными, триарплметпльпыми, галогепалкильными и гетероциклическими радикалами, в том числе содер жащими активные функциональные группы.
М. И. Кабачиик и П. А. Российская синтезировали эфиры кетофосфиновых кислот (RO)2POCOR/ (1945 г.). А. Е. Арбузов и М. М. Азаиовская открыли присоединение диалкилфосфористых кислот по карбо нильной группе (1947 г.), а А. Н. Пудовик показал, что они присоеди няются по С=С-связи:
(RO)2PHO + CI-I2=C H R / ->(RO )2PCI-I2GH2R'.
В 1953 г. А. Н. Пудовик установил возможность конденсации фосфорорганнческих соединений, содержащих активную метиленовую труп-
пу, с альдегидами подобно кротоновой копденсацпп. В дальнейшем он подробно исследовал свойства фосфорорганпческпх соединений с актив ной метиленовой группой [46]. Реакцию присоединения дпалкплфосфористых кислот к непредельным соединениям Н. И. Мельников перенес на неполные эфиры дитпофосфорных кислот, получив препараты, обла дающие инсектицидным действием. Были открыты также реакции при соединения диалкилфосфористых кислот к системе сопряженных свя зей (Б. А. Арбузов, 1960 г.) и по кратным связям трпалкилфосфптов (Г. X. Камай, 1956 г.).
М. И. Кабачппк и сотр. на основе а-окисей и треххлористого фос фора получили эфиры (3-хлоралкилфосфпповых кислот и разработали ме тоды синтеза виниловых эфиров кислот фосфора, а также а-галогеиза- мещешшх кислот и их производных пз альдегидов и треххлорпстого
фосфора [47]. |
Были установлены общие пути получения |
сернистых |
производных |
фосфорорганических соединении: R2PSC1, |
(RO) 2PSSR, |
(RO) 2P S -S -S -P S (OR) 2, (RO) 2P S -S -S R '.
Обширные исследования были посвящены своеобразной разновидно сти реакции А. Е. Арбузова — взаимодействию полных эфиров фосфо ристой кислоты, а также амидофосфптов и смешанных ангидридов фос фористой кислоты с карбонильными соединениями. В это.м направлении Б. А. Арбузовым и А. Н. Пудовиком осуществлены многочисленные син тезы различных фосфоланов, фосфолеиов, циклических фосфораиов и других фосфорорганических соединений.
В1950 г. А. В. Кирсанов, открывший реакции взаимодействия трех-
ипятихлористого фосфора с соединениями, содержащими аминогруппу, положил начало химии фосфазосоединений [48]. Границы этпх реакций постоянно расширялись. Оказалось, что подобно РС15 реагируют с ами нами и амидами кислот также зрилтетрахлорфосфор, дифепилтрпхлорфосфор, пептафеиоксифосфор и трифенилдпхлорфосфор, образуя новые фосфазосоединения. Синтезированы изоцианаты фосфора OCN = POCL.
Найдена |
общая реакция окислительного амппированпя, приводящая |
|
к синтезу |
разнообразных |
фосфазосоедпиепий, в том числе RN = PR/3, |
где R' —галогены, алкилы, |
арилы, океарилы, окспалкплы и т. и. Изуче |
на реакция фосфорилирования нитрилов, на основе чего был предложен метод фосфорилирования непредельных соединений. В 1959—1960 гг. был разработан удобный способ синтеза двухиодистого фосфора, который используется для получения иодсодержащпх фосфорорганических комп лексов, а из них третичных фосфинов.
Следует отметить, что многие фосфазосоеднпения обладают полезными -свойствами. Так, высшие диалкиловые эфиры арплсульфонпламидофосфорных кислот являются мощными экстрагентами редких и рассеянных
металлов, |
эфиры уретаифосфорных |
кислот — сильные |
инсектициды, |
а один пз |
них — авепи — малотоксичен |
для человека и |
животных и с |
1962 г. широко используется в сельском хозяйстве для борьбы против свекловичного долгоносика. Некоторые пз них — эдерпин, бензотеф, фторбензотеф и диподбепзотеф — обладают цитостатическими свойствами и могут быть использованы для лечения опухолевых процессов.
В 60—70-х годах в Институте органической химии АН УССР син тезированы и изучены циклические фосфорорганическпе соединения, со держащие связи Р—N; Р—S; Р—О; P—С [48, с. 129—143].