Эта увлекательная химия

Некоторые фотохимические реакции всем хороша известны — это фотография. Другой также всем хорошо известный, хотя и гораздо более сложный фото" Химический процесс — это фотосинтез. Здесь светочувствительной молекулой служит хлорофилл. Возбуждаясь квантом света, он становится хорошим донором электронов и "запускает" сложную цепь окислительно-восстановительных реакций, которые в конечном счете приводят к окислению воды с образованием молекулярного кислорода и восстановлению СO₂ до углеводов.

В фотохимических процессах свет возбуждает молекулу и делает ее способной к химическим превращениям. Однако возможна и обратная ситуация: тем новая химическая реакция сама приводит к образованию возбужденных продуктов. А мы уже отмечали, что возбужденная молекула может по разному использовать заключенную в ней избыточную энергию. В частности, возбуждение может быть высвечено в виде кванта света. Такие процессы называют хемилюминесценцией. Если краситель люминол растворить в щелочи и прилить к этому раствору перекиси водорода и феррицианида, то в колбе возникает голубое свечение настолько интенсивное, что при этом свете можно читать книжку. Свечение возникает оттого, что люминол, окисляясь, образует возбужденные продукты, теряющие избыточную энергию в виде излучаемого света. В природе такие процессы тоже хорошо известны. Это свечение многих морских организмов и насекомых-светлячков.

Глава 11. Как работает химик?

В учебниках органической химии мы постоянно встречаем такие фразы: "эта реакция приводит к получению таких-то продуктов", "в результате взаимодействия таких-то веществ образуются такие-то соединения", "присоединение галогена идет исключительно в такое-то положение"... За этими четкими фразами- огромный труд и долгие размышления многих ученых. Школьникам и студентам обычно предлагаются лишь готовые химические истины.

Но как работают химики, как они проводят все эти простые и сложные реакции, как обращаются с десятками и сотнями тысяч веществ, как они, наконец, узнают формулы этих соединений и их структуру? На такие вопросы мы попытаемся ответить в этой и в следующей главах.

Итак, представим себя химиками-органиками. Вообразим, что нам нужно получить из одного вещества другое и подробно изучить это превращение.

Начало и конец всякого исследования

С чего начать работу? Сомнений тут быть не может — конечно, с ознакомления с научной литературой по интересующему нас вопросу. Ведь все, что делают химики (и другие ученые), они затем описывают в специальных научных журналах. Значит, отправляясь в библиотеку рыться в книгах и журналах, мы преследуем несколько целей. Во-первых, не сделано ли уже другими то, что мы только собираемся сделать (не стоит тратить время на изобретение велосипеда)? Во-вторых, если это не сделано, какие известны похожие реакции с аналогичными соединениями?

Мы пришли в научную библиотеку и глаза у нас разбежались. Кругом сотни, тысячи книг и журналов. Не читать же их все подряд-на это и несколько жизней не хватит. Действительно, научных журналов, а химических в особенности — огромное множество. Так, в наше время во всем мире выходит ежемесячно около шести тысяч журналов, публикующих статьи по химии. Даже свежие журналы один человек не в состоянии просмотреть.

И все-таки ситуация не так безнадежна. Во-первых, мы работаем в довольно узкой области науки о синтетической органической химии. Значит, из журналов по химии нас заинтересуют далеко не все. Но все же журналов для химиков-органиков остается очень много. Например, только на русском языке статьи по органической химии публикуют Журнал общей химии, Журнал органической химии, Журнал ВХО им. Д. И. Менделеева, Журнал физической химии, Известия Академии наук СССР, Доклады АН СССР, Химия гетероциклических соединений, Координационная химия, Биоорганическая химия и т. д., и т. д. И каждый журнал, как правило, выходит ежемесячно. Как же ориентироваться в этом потоке информации? Для этого существуют много-численные и разнообразные справочники. Самый солидный, самый знаменитый, самый полный из них был основан членом Российской Академии наук Федором Федоровичем Бейлыптейном и впервые издан в Германии на немецком языке в 1881-1882 годах. Мы сказали "основан", ибо издание этого многотомного справочника, называемого "Beilsteins Hndbuch der organischen Chemie", еще не закончено и вряд ли когда-либо будет закончено — ведь каждый год синтезируются все новые и новые вещества, ради которых выходят очередные тома справочника. Всего же на сегодняшний день издано более 100 увесистых томов "Бейльштейна", как называют его химики.

Перелистывать все тома справочника в поисках нужного нам вещества тоже совсем незачем: тут нам помогут указатели, в которых вещества расположены по классам, а также по брутто-формулам или названиям.