CC BY
39УДК 547
Халлыева О.
Старший преподаватель, канд. хим. наук Заведующая кафедры «Химия» Туркменский государственный университет имени Махтумкули
Туркменистан, г. Ашхабад
РАЗРАБОТКА НОВЫХ МЕТОДОВ В ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Аннотация: В данной статье рассматриваются последние достижения в области разработки новых методов органического синтеза. Статья включает в себя информацию о классификации органических соединений, основах их строения и методах синтеза, а также основных типах реакций и механизмов, используемых в органическом синтезе.
Ключевые слова: органическая химия, синтез, реакции присоединения, реакции замещения, реакции отщепления, реакции конденсации, катализаторы, реагенты, контроль за протеканием реакций.
Творческая природа синтетической органической химии принесла этой дисциплине репутацию изобразительного искусства и точной науки. Оно буквально изменило мир и принесло обществу неисчислимую пользу, поскольку его сила и влияние росли в течение почти двух столетий. Так, органический синтез помог сформировать полимеры и пластмассы, сельское хозяйство, витамины, косметику, диагностику и другие высокотехнологичные отрасли. Это также позволило и значительно облегчило биологию и медицину, предоставив молекулы, которые служат биологическими инструментами и лекарствами. Последний вклад вывел древние и средневековые практики из тьмы рецептов трав и алхимии на свет
и точность молекулярной медицины. Глубокое влияние органического синтеза на науку и общество обусловлено его способностью соединять структуру и функцию. Однако, несмотря на свои особенности, синтетическая органическая химия, к сожалению, не пользуется заслуженным признанием среди широкой общественности, прежде всего из-за недостатка информации и освещения.
Общность и масштабы синтетической органической химии объясняют ее повсеместный и благоприятный характер. Его практика включает в себя усилия по полному синтезу и разработке методов. Тотальный синтез — это искусство и наука воспроизведения молекул природного происхождения и им подобных. История развития синтетической органической химии до ее нынешнего состояния показывает, что полный синтез сыграл важную роль в качестве локомотива, бросающего вызов существующим границам и ограничениям данной области техники, тем самым расширяя горизонты с точки зрения масштабов и эффективности. В результате таких кампаний по-прежнему возникают новые стратегии и технологии, особенно когда практик устанавливает высокую планку смелости и оригинальности. Как бы важно это ни было, развитие искусства и науки органического синтеза посредством тотального синтеза не является единственной целью этих усилий. Не менее, если не более, важна его цель — предоставить редкие, но ценные молекулы для биологических исследований. Более того, как только будет разработан процесс синтеза исходного природного продукта, полный синтез может быть применен для создания новых, иначе недоступных вариаций для биологической оценки. Такие исследовательские программы почти неизбежно приводят к созданию более привлекательных кандидатов на лекарства, чем исходное соединение, с точки зрения превосходных биофармацевтических профилей и более простых, а, следовательно, более удобных для синтеза структур. Прекрасным примером этого аспекта синтеза является история противозачаточных таблеток, которые стали практически доступны только после того, как необходимые, но дефицитные стероиды
стали легко доступны в 1950-х годах благодаря синтезу, который позволил превратить обильный растительный стероид диосгенин в активные, но дефицитные ингредиенты противозачаточных средств. Другой, более современный пример - появление конъюгатов антитело-лекарство - новая парадигма таргетной и персонализированной терапии рака - для которой требуются редкие, высокоэффективные цитотоксические природные продукты или их аналоги в качестве полезной нагрузки, которые становятся легко доступными путем синтеза. Катализ, а также открытие и разработка новых синтетических методов существенно расширяют возможности тех, кто создает молекулы. Инновации, полученные в результате этих усилий, оттачивают инструменты искусства синтеза. Они проявляются как асимметричные каталитические реакции и зеленые химические процессы формирования новых структурных мотивов. Такие открытия способствуют усилиям по полному синтезу и производству. Эта отрасль синтетической органической химии ответственна за многочисленные инновации, которые приносят огромную пользу для исследований, технологий и окружающей среды.
Синтез и исследование свойств органических соединений является одним из ключевых направлений современной органической химии. Новые методы синтеза позволяют создавать соединения с заданными свойствами, что важно для разработки новых материалов, лекарственных препаратов и других приложений.
Основные тенденции в развитии методов органического синтеза включают:
- Использование металлокомплексных катализаторов, особенно переходных металлов (таких как медь, рутений, родий, палладий и золото). Эти катализаторы позволяют проводить реакции с высокой селективностью и выходом продукта.
- Активация связи углерод-углерод с использованием карбеновых и карбнитридных комплексов переходных металлов. Эти комплексы позволяют
проводить реакции, которые ранее считались невозможными, такие как циклоприсоединение или реакции метатезиса.
- Применение металлоорганических катализаторов на основе молибдена и вольфрама для проведения реакций кросс-сочетания и восстановительного аминирования.
- Использование методов однореакторной мультикомпонентной сборки, таких как реакция Ульмана, для получения сложных молекул из нескольких простых компонентов.
Синтез органических соединений представляет собой один из основных инструментов современной органической химии и технологии. Создание новых методов синтеза позволяет получать соединения с заданными свойствами и структурой, что является основой для создания новых материалов, лекарств и других продуктов.
Одним из ключевых достижений в области органического синтеза стало использование металлокомплексных катализаторов. Они позволяют проводить реакции с высокой эффективностью и селективностью, что обеспечивает получение продуктов с высокими выходами и чистотой. В частности, широкое применение получили катализаторы на основе переходных металлов, таких как медь, рутений и родий.
Другим важным направлением развития органического синтеза является использование активации связи углерод-углерод. Это позволяет проводить реакции, которые раньше считались невозможными или трудно осуществимыми. В качестве примеров можно привести циклоприсоединение и реакции метатезиса, проводимые с использованием карбенов и карбанионов.
Еще одним направлением развития органического синтеза являются методы зеленой химии. Они основаны на использовании экологически чистых реагентов и катализаторов, что позволяет снизить нагрузку на окружающую среду и повысить безопасность процессов.
В последнее время в области разработки новых методов синтеза органических соединений активно развиваются следующие направления:
• Синтез сложных органических молекул. Сложные органические молекулы, такие как лекарственные препараты или биополимеры, обладают сложной структурой и требуют многостадийных синтезов. Разработка новых методов синтеза сложных органических молекул позволяет сократить число стадий синтеза и повысить эффективность производства.
• Синтез органических соединений с заданными свойствами. Разработка новых методов синтеза позволяет получать органические соединения с заданными свойствами, такими как фотоактивность, электроактивность или каталитическая активность.
• Синтез органических соединений из возобновляемых источников. Разработка новых методов синтеза позволяет получать органические соединения из возобновляемых источников, таких как растительные масла, целлюлоза или крахмал. Это снижает зависимость промышленности от ископаемого сырья и способствует сохранению окружающей среды.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1.Щербина А.Э., Матусевич Л.Г. Органическая химия. Основной курс. -Минск: Новое знание; М.: ИНФРА-М, 4014. - 808 с.
2. Моррисон Р., Бойд М. Органическая химия. - М.: Мир, 1974. - 1132 с.
3. Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии. - М.: Химия, 1991.- 346 с.
4. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. - М.: Издательство Альянс, 2012. - 624 с.
Hallyeva O.
Senior Lecturer, Ph.D. chem. sciences Head of the Department of Chemistry Turkmen State University named after Magtymguly Turkmenistan, Ashgabat
DEVELOPMENT OF NEW METHODS IN ORGANIC CHEMISTRY
Abstract: This article discusses recent advances in the development of new methods of organic synthesis. The article includes information on the classification of organic compounds, the basics of their structure and methods of synthesis, as well as the main types of reactions and mechanisms used in organic synthesis.
Key words: organic chemistry, synthesis, addition reactions, substitution reactions, elimination reactions, condensation reactions, catalysts, reagents, reaction control.
