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유기 합성 화학이란 무엇입니까?
1853 부터 Betro 는 먼저 글리세롤과 지방산에서 천연지방 (고지방) 의 유사체를 합성했다. 유기 합성화학의 발전은 지금까지 이미 150 여 년의 역사를 가지고 있으며, 그 발전은 당대의 유례없는 수준에 이르렀다. 20 년마다 새로운 진전은 이 분야를 새로운 차원으로 끌어올릴 것이다. 1940 전후 유기화학의 합성활동은 대부분 20 세기 초 유행했던 방식으로 진행된다. 주요 차이점은 연구원의 수가 크게 증가하고, 합성 방법이 다양해지고, 기기 설비가 개선되었다는 것이다. 합성 문제를 해결하는 것은 주로 경험에 달려 있으며 목표는 매우 제한적이므로 대규모 합성을 원하는 사람들에게는 극히 드뭅니다. 유기 화학자들은 대량의 특수 화합물과 특수 반응에 익숙해져야 하기 때문에 당화학, 알칼로이드, 염료, 테르펜, 단백질, 지방, 스테로이드 또는 이와 유사한 분야에 종사하는 경향이 있으며, 화학 분야 전체에는 거의 관심이 없다.

1940 부터 이론 원리로 합성 문제를 계획하고, 기기로 반응 과정의 모든 단계를 제어하며, 합성 유기화학의 국면을 크게 변화시켰다. 천연물의 화학은 이 변화를 촉진하는 데 매우 중요한 역할을 했다. 생화학자들은 비타민과 효소에 관심이 있으며, 제약 산업은 항생제, 호르몬, 로테 논 알칼로이드와 같은 천연 물질에 관심이 있는데, 이 물질들은 여러 반응 센터를 가진 복잡한 분자의 합성 연구를 자극한다.

유기 합성 화학의 발전은 다음과 같은 기간을 거쳤습니다.

초기

우자 반응, 윌리엄슨 반응, 파킨 반응, 로젠 반응, 호프만 반응, 스크라프 반응, 프레란 반응, 제이콥슨 반응, 노엘 반응, 미첼 반응 등 이미 확립된' 이름' 반응이 계속 널리 사용되고 있으며, 사람들은 끊임없이 개선된 방법을 제시하여 그 응용을 확대하고 있다. 새로운 반응의 발견은 과거의 목표를 더욱 쉽게 실현시켜 새로운 합성을 가능하게 했기 때문에, 그씨는 1899 년에 시약 제안했지만, 20 세기가 되어서야 충분한 중시를 불러일으켰다. 그린 본인은 이 반응을 각종 화합물의 제비로 확대했고, 무기화학자들도 이 반응을 이용했다.

그씨 시약 은 수소 나 활성 수소 를 대체할 수 있는 물질 (예: 물, 알코올, 암모니아, HCl 등) 과 쉽게 반응하기 때문에 이 대체수소 를 분석하는 데 사용한다. 이 앱은 상트페테르부르크의 L 추가예프 (1872-1922) 에 의해 처음 제기됐고, 이후 그의 학생인 Tserevitinov 는 이 앱을 더욱 발전시켰다.

20 세기 초에 채택된 다른 반응으로는 Bouvette 의 알데히드 합성, bouchard 의 산성 아민 반응, Ullman 의 방향할로겐과 구리를 탄화수소로 바꾸는 반응, Ullman 의 단순 고리를 더 복잡한 걸쭉한 고리로 연결하는 축합 반응이 있다. 이 모든 반응은 방향족 화합물에 사용될 수 있으며, 이러한 반응은 20 세기 처음 10 년 동안 염료 화학에 대한 사람들의 면밀한 관심을 반영한 것이다. 동시에 나타나는 Bouvette-Blanc 복원법은 산을 해당 알코올로 변환하는 방법을 제공합니다. 이 복원반응은 나트륨과 에탄올이 이 이 산의 에스테르가 존재하는 복원반응이다. 클레만틴 반응은 산에 아연 수은을 사용하여 카르 보닐을 메틸기로 전환시킵니다. 알칼리성 용액 중의 과산화수소는 방향알데히드를 페놀로 변환하는 Darkin 반응에 사용된다.

제 1 차 세계대전 기간 동안 로젠몬드 복원 반응 외에 합성화학 분야에는 새로운 활동이 없었다. 이 복원반응에서 플루토늄 촉매제가 함유된 용액에 수소를 도입하여 아세틸렌기가 알데히드로 전환된다. 유기산의 사슬 길이를 한 단위씩 줄인 율림성일랑-빌랜드 분해반응은 율림성일랑이 19 13 에서 제안했고, 비랜드가 1926 에서 개선했다. O.diels (1876-1934) 및 k.alder (1902-/kloc-0-) 그들은 6 원환 화합물 순식 -△4- 4 수소 프탈레이트가 부텐과 말레이산화물의 격렬한 반응을 통해 정량적으로 얻어지는 것을 관찰했다.

일찍이 Melwein 은 Melwein-Pontdorf-Wiley 복원 반응의 독립 발견자 중 한 명으로 알루미늄 알코올염의 존재로 카르 보닐 화합물을 알코올로 복원하는 반응이었다. 이 산화 반응은 페놀을 케톤으로 변환하는 데 가장 적합하다. 비록 어느 정도는 페올의 산화에도 사용된다.

촉매 수소화는 이론 문제를 합성하고 해석하는 유용한 기술이다. 20 세기 초에 사바티에와 센드렌스는 먼저 그것을 개발하여 곧 공업 생산에 사용되었다. 제 1 차 세계대전이 끝날 때까지 적절한 고압을 제공하라는 요구가 유기 연구에서 수소화 기술의 광범위한 응용을 연기했다. 그것은 1930 년대까지 많은 중요한 임무에 적용되지 않았다.

수소화 반응에 적합한 촉매의 개발도 매우 느리다. 20 세기 초, Parr 는 플루토늄 촉매제를 준비하는 방법을 제안했다. 다른 금속, 특히 니켈도 사용했습니다. 그러나 촉매제를 준비하는 방법이 표준화되지 않아 결과가 실망스럽다. 1927M Rani 특허받은 니켈 알루미늄 합금은 알루미늄이 수산화나트륨으로 용해되고 분리되는 니켈 촉매를 준비하는 데 널리 사용됩니다. 아담스와 일리노이에 있는 그의 동료들은 금속 산화물을 촉매제로 복원했다. 위스콘신의 H 아드킨스 (1892-1949) 와 그의 동료들은 먼저 크롬산 구리를 효과적인 촉매제로 개발했다.

중기

현대 유기 합성은 1940 년대에 시작되었다. R.R. Williams 와 J.K. Klein 에 의해 완료된 티아민의 합성과 같은 몇 가지 어려운 합성이 지난 10 년 동안 완료되었음에도 불구하고 P. Kaleel 과 R. Kuhn 이 독립적으로 완성한 리보플라빈 합성; S. A. 해리스, K. 폭스, 쿤이 독립적으로 완성한 피리도올의 합성; T. 아스 코르 빈산의 합성은 라이히스탄과 쿤의 독립에 의해 이루어진다. 캘렐 실험실, A. Todd 실험실, L. I. Smith 실험실 합성 α-토코페롤, E.A. doisy 실험실과 L. Fiscel 실험실에서 지혈비타민 K 를 합성했습니다. Bachmann, J. W. Cole 및 A. L. Wirtz 는 메나 퀴논의 합성을 완료했습니다. 폭스, Kuhn, H. Vilander 는 범산의 합성을 완료했지만, 이러한 합성은 아래의 전체 합성에 비해 다소 무색하다.

이들 전합성은 R.B. Woodward 와 W.E. Doreen 의 키니네 전합성, L.H. Saret 의 코티손 합성, Woodward 의 페니실린과 마돈알칼리 합성, M. Gates, D. Ghinsberg 를 포함한다. O. isler 의 카로틴 합성, 비타민 A 합성, F. Sanger 의 인슐린 합성, Woodward 와 Martin strel 의 엽록소 알파 합성.

이러한 합성의 두드러진 특징은 이들 화합물의 구조가 확정된 후 빠르게 완성할 수 있다는 것이다. 이러한 합성은 유기 화학 분야의 새로운 사상의 힘을 보여준다. 실험을 하기 전에, 종종 이론적으로 반응을 설계해야 하기 때문이다. 이러한 종합적인 성과는 20 세기 중반 과학의 특징, 즉 사상에 크게 의존하는 교류를 반영한다. 좁은 연구의 시대는 이미 종합 연구의 시대에 놓이게 되었다.

유기 연구와 공업 생산에서 모두 가치가 있는 특히 중요한 합성 발전은 미생물을 이용하는 것이다. 곰팡이와 다른 생물들은 항생제를 생산하는 데 널리 쓰인다. 미생물은 항생제를 생산하지만 사람들은 중간 과정에 대해 많이 알지 못한다. 그러나 일련의 합성 작업에서 미생물은 반응의 한 단계에 사용되었습니다. 입체 선택성 반응을 할 수 있고 순수 화학 합성반응을 통해 이성질체의 혼합물을 생성할 수 있기 때문에 이 응용에 특히 적합하다. 비타민 c, 1? 에페드린, 피리도알데히드, 피리도아민, 일부 안트라 퀴논 및 일부 페니실린은 적절한 미생물에 의해 합성되었으며 스테로이드 분야에서도 사용되었습니다.

머지않은 장래

높은 수준의 유기합성 연구군의 수, 그들의 중대한 발견, 그리고 이 분야의 젊은 유망한 과학자들에 대한 흡인력은 1960 년대를 훨씬 능가했다. 화학 합성 방법론에는 새로운 합성 과정, 중요한 합성 전략, 고선택성 시약 및 촉매제가 포함됩니다. 친화색 스펙트럼과 다기능 액조 스펙트럼은 유기물의 분리와 순화 방법을 개선하여 유기합성 연구를 크게 가속화하여 많은 복잡한 문제를 해결할 수 있다.

물리적 기기 (X-레이 결정체 회절, MRI, 스펙트럼) 와 컴퓨터가 정확한 구조 측정에 적용됨에 따라 새로운 합성 생체 활성 분자의 발견과 검진이 크게 가속화되고 생체 활성 분자 기능에 대한 인식이 촉진되었습니다. 이것은 컴퓨터가 유기 합성 화학자의 중요한 도구가 되었다는 것을 보여준다. 컴퓨터는 계산뿐만 아니라 다양한 문제를 해결하고 서로 가르치는 데도 사용됩니다. 컴퓨터 지원 모델을 사용하여 합성을 분석하면 화학에서 일반적인 도구가 됩니다.