ОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ

ПУТИ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОГО ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА ЧТО МОЖНО ПОЛУЧИТЬ ИЗ УГЛЯ

Оличество продуктов современного органического син­теза исчисляется многими миллионами тонн. Поэтому, как правило, промышленный синтез пользуется дешё­вым сырьём, которое можно иметь в неограниченном количестве.

Для органического синтеза необходим, прежде всего, углерод. Природа щедро снабдила химиков этим сырьём: обычный каменный уголь — это почти чистый углерод.

План добычи угля в нашей стране на 1953 год состав­ляет 320 миллионов тонн. Реализация решений XIX съезда партии в области добычи угля поставит уголь­ную промышленность СССР на первое место в мире.

Кроме угля, для органического синтеза нужна вода. Правда, необходимы и другие более ценные химические продукты — кислоты, щёлочи и т. д. Но каждый из этих продуктов требуется в несравненно меньших количествах.

Что же можно получить из угля?

При нагревании без доступа воздуха из угля выде­ляются газообразные вещества и каменноугольный дё­готь. В остатке мы получаем кокс — практически чистый углерод. Кокс идёт на нужды металлургии. Из кокса же теперь получают большое количество синтетических орга­нических веществ.

При взаимодействии нагретого кокса с водой обра­зуется главным образом смесь двух газов — водорода и окиси углерода (угарного газа). Эти газы нахо­дят разнообразнейшее промышленное применение как в виде смеси, так и порознь. Разделение их легко осуще­ствляют путём глубокого охлаждения до температуры минус 190°; окись углерода превращается при этом в* жидкость, а водород остаётся в виде газа.

Из водорода и окиси углерода под давлением, при высокой температуре, получают жидкий продукт, по своему составу сходный с бензином и керосином,— с и н - т и н. Синтин вполне пригоден для использования его в качестве моторного топлива.

Если синтин обработать смесью хлора и сернистого газа, а затем щёлочью, то можно получить высококачест­венные мыла, называемые мерзолями. Такие мыла имеют ценную особенность. Когда мы моем что-либо обыч­ным мылом в так называемой «жёсткой» воде (водопро­водной, колодезной), то часть мыла тратится на то, чтобы «смягчить» воду, связать имеющиеся в пей соли кальция я других металлов. Эта часть мыла расходуется, таким образом, без пользы. Мерзоли же не боятся «жёсткой» воды. За это их часто называют сверхмылами. Смесь водорода и окиси углерода используется в больших

Толуол Нафталин

Взрывчатые Вещества

Горючее

Количествах для получения метилового спирта. Этот спирт называется также древесным, так как раньше он добывался путём сухой перегонки де­рева. Для получения метилового спирта смесь окиси угле­рода и водорода нагревают до 350—400° под давлением в 200 атмосфер в присутствии окиси хрома и окиси цинка.

Метиловый спирт находит разнообразное применение. Особенно много метилового спирта идёт для приготовле­ния формальдегида. В настоящее время формаль­дегид получают действием кислорода воздуха на метило­вый спирт. Сам формальдегид в огромных количествах идёт на приготовление пластических масс. Метиловый спирт находит и другое применение: он используется для синтеза растворителей, как горючее и т. п.

Недавно найден способ получения уксусной кислоты из метилового спирта. Для этого метиловый спирт нагре­вают с окисью углерода под большим давлением.

Окись углерода — ценнейшее органическое сырьё. Из неё, например, получают муравьиную кис­лоту (муравьиная кислота была обнаружена впервые в муравьях, откуда и получила такое название; между прочим, жгучее ощущение от прикосновения крапивы к телу человека обусловлено наличием в крапиве муравьи­ной кислоты, попадающей под кожу человека). Эта кис­лота находит разнообразное применение. 1,25-процент­ный раствор муравьиной кислоты, так называемый «му­равьиный спирт», применяется в медицине как средство против ревматизма. Муравьиная кислота служит в каче­стве вспомогательной протравы при крашении шерсти и как консервирующее средство для фруктовых соков.

В промышленности муравьиную кислоту получают те­перь нагреванием окиси углерода с едким натром при 150 градусах под небольшим давлением.

Если смесь кокса и известняка (мела) нагреть в элек­трической печи до 3000 градусов, то образуется карбид кальция. При действии на карбид кальция воды полу­чается газ ацетилен, хорошо известный по примене­нию для автогенной сварки. Чистый ацетилен лишён за­паха. Характерный запах этого газа при сварочных рабо­тах обусловлен посторонними примесями.

Из ацетилена получают большое количество ценных веществ. Одно из них — уксусная кислота.

Без уксусной кислоты не может обходиться современ­ная химическая промышленность. Уксусная кислота необ­ходима в производстве пластических масс и красителей, искусственного шёлка и органических растворителей, ду­шистых веществ, каучука и взрывчатых веществ. Кроме того, она уже давно применяется в текстильной и консерв­ной промышленности, в кондитерском деле и т. д. До XV века, когда спрос на неё был небольшим, уксусная кислота приготовлялась кустарным способом — путём скисания вина. Когда потребность в ней возросла, уксус­ную кислоту стали получать путём сухой перегонки де­рева. Этот способ долгое время был основным. Однако всё возрастающая потребность в уксусной кислоте поставила вопрос о получении уксусной кислоты из другого сырья. В 1881 году русский химик М. Г. Кучеров нашёл, что ацетилен в присутствии солей ртути взаимодействует с водой, образуя уксусный альдегид. Послед­ний легко может быть переведён в уксусную кислоту. Для этого его нужно только окислить, то-есть соединить с кислородом.

Новый способ получения уксусной кислоты постепенно вытесняет старый. Однако у него есть один существенный недостаток: потребность в большом количестве электро­энергии. На получение одной тонны уксусной кислоты из ацетилена расходуется свыше 8500 киловатт-часов элек­троэнергии. Новый способ получения уксусной кислоты выгоден там, где есть дешёвая электроэнергия.

Химики стремятся найти и другие способы синтеза уксусной кислоты, без использования карбида кальция. Весьма важным является способ получения уксусной кис­лоты из метилового спирта и окиси углерода. Один из современных способов промышленного получения уксус­ной кислоты заключается также в окислении этилового спирта.

Невозможно здесь подробно рассказать о разнообраз­нейшем применении ацетилена в органическом синтезе. Ацетилен играет важную роль в приготовлении пластиче­ских масс и растворителей, искусственного каучука и лекарственных препаратов. Существует целая область науки — химия ацетилена. Выдающаяся роль

В её разработке принадлежит крупнейшему советскому химику — академику Алексею Евграфовичу Фаворскому.

Интересно, что долгое время замечательные исследо­вания Фаворского казались сугубо теоретическими, так как ацетилен тогда получался трудным, дорогостоящим пу­тём. Но как только был открыт дешёвый способ получения ацетилена из карбида кальция, эти работы сразу же при­обрели огромное практическое значение. После смерти Фаворского исследования в области ацетилена успешно продолжаются И. Н. Назаровым, М. Ф. Шостаковским и многими другими советскими химиками-органиками.