Возникновение промышленности органического синтеза
Промышленность органического синтеза возникла значительно позже, чем важнейшие отрасли основной химической промышленности, силикатной промышленности и металлургии. До середины XIX в. органические вещества в незначительных количествах получались в промышленности только путем переработки природного растительного и животного сырья.
Благодаря успехам в развитии органической химии, достигнутым после создания А. М. Бутлеровым теории строения, появилась возможность получать в промышленности органические вещества путем синтеза из более простых по строению.
Первой отраслью промышленности органического синтеза, возникшей в 50-х годах XIX в., была промышленность синтетических красителей или анилино-красочная промышленность. К этому времени была создана сырьевая база для производства красителей: из каменноугольной смолы, получающейся в больших количествах при коксовании угля, известным немецким химиком А. Гофманом был выделен бензол; позже из продуктов перегонки смолы стали выделять гомологи бензола, нафталин, антрацен, фенол и т. д.
Решающее значение для возникновения промышленности синтетических красителей имело открытие в 1842 г. выдающимся русским химиком Н. Н. Зининым доступного способа получения анилина — восстановлением нитробензола, полученного в 1834 г. Митчерлихом нитрованием бензола. В 1856 г. польский химик Я. Натансон и одновременно с ним английский химик В. Перкин получили первые синтетические красители — фуксин и соответственно — мовеин. После этого производство красителей стало развиваться быстрыми темпами, преимущественно в Германии. После установления строения важнейших природных красителей видными немецкими химиками (ализарина — К. Либерманом и индиго — А. Байером) в Германии был осуществлен синтез этих красителей в промышленном масштабе. Необходимо указать, что разработка промышленного способа производства индиго оказала большое влияние также на развитие ряда производств неорганических веществ: в связи со значительной потребностью в хлоре возникло производство хлора электролизом раствора хлористого натрия; для использования образующейся в качестве отхода производства двуокиси серы был разработан и внедрен контактный способ получения серной кислоты. Добывавшиеся ранее из растений природные красители — индиго и ализарин — были быстро заменены более дешевыми и чистыми синтетическими продуктами. Были синтезированы сотни других красителей, не встречающихся в природе, и они почти полностью вытеснили природные красители.
При получении синтетических красителей сначала исходные вещества — ароматические углеводороды — превращаются путем сульфирования, нитрования, галоидирования и других реакций с последующим изменением введенных в бензольное кольцо функциональных групп или их замещением на другие группы в так называемые промежуточные продукты (полупродукты)—ароматические соединения более сложного строения. Из последних уже получаются красители. На основе развившегося производства полупродуктов для анилино-красочной промышленности в конце XIX в. возникают другие отрасли промышленности органического синтеза, использующие многие из этих полупродуктов.
Среди них нужно отметить производство синтетических лекарственных веществ. Если до этого времени в медицине применялись в качестве лекарств преимущественно настойки и вытяжки из растений, а также неорганические вещества, то теперь быстро входят в употребление синтетически полученные из полупродуктов лекарственные вещества — жаропонижающие (аспирин, фенацетин), обезболивающие (анестетики), дезинфицирующие (салол, различные фенолы и др.) и т. д.
Возникает также производство синтетических душистых веществ, сперва — ароматических соединений (ванилин, фенилэтиловый спирт, нитросоединения с запахом мускуса), а затем — гетероциклических (индол, кумарин), терпенов и соединений жирного ряда. Большинство этих соединений в природе не встречается.
Усовершенствование и связанное с этим широкое распространение фотографии быстро привело к созданию специального производства синтетических фотохимических материалов, к числу которых относятся проявители, являющиеся преимущественно многоатомными фенолами и аминофенолами (гидрохинон, метол и др.), сенсибилизаторы — вещества, повышающие чувствительность фотопластинок к определенным лучам солнечного спектра и представляющие собой красители высокой стоимости —- гетероциклические соединения и др.
Все эти и некоторые другие производства, которые сейчас обычно объединяют названием «тонкий органический с и н -т е з», характеризуются общностью сырьевой базы и многих полупродуктов, из которых с использованием сравнительно небольшого числа одинаковых реакций получаются вещества различного и нередко весьма сложного строения и различного назначения. Ассортимент вырабатываемых продуктов в этих производствах значителен, тогда как в количественном отношении выработка каждого из них большей частью невелика. Вследствие этого здесь чаще всего применяются периодические процессы.
Особой отраслью органического синтеза, частично использующей ту же сырьевую базу и возникшей также во второй половине XIX в., является производство взрывчатых веще с т в. В 1846 г. был получен тринитроглицерин, который послужил основой для изготовления динамита; одновременно был открыт пироксилин — тринитрат целлюлозы; в 80-х годах был найден способ получения из него бездымного пороха. Позже начали применять в качестве взрывчатых веществ полинитросоединения ароматического ряда (пикриновая кислота, затем — тротил, динитро-нафталин и др.), которые вскоре приобрели особенно важное значение.
|