Одна из важнейших черт развития химии XX в.— ускорение процесса срастания фундаментальных и прикладных исследований. История науки XIX в. дает нам немало примеров более или менее быстрого освоения промышленностью результатов открытий, но лишь в нашем столетии химия становится мощной производительной силой—наука и производство, объединяясь, создают материально-техническую базу современного общества. История развития учения о катализе и достижений каталитического органического синтеза XX в.— наиболее зримое выражение этой тенденции в химии. В теоретических исследованиях механизмов каталитических реакций и в поисках новых каталитических органических синтезов в большей или меньшей степени, но обязательно присутствует элемент нормативности, ориентации на практическое использование изучаемых явлений. Эта тенденция значительно усилилась в 50-х годах, » с началом современной научно-технической революции.
К основным достижениям химии XX в., преобразовавшим промышленность, следует отнести разработку промышленного способа получения аммиака, каучука, синтетических волокон, полимерных материалов, подбор селективных, а затем и специфических катализаторов.
В XX в. развитие учения о катализе теснейшим образом переплетается с развитием теоретических направлений органической химии, с прогрессом органического синтеза, особенно каталитического, с появлением новых направлений (в первую очередь, химии элементоорганических соединений). Сами процессы поисков новых катализаторов — результат совершенствования знаний о катализе и каталитическом органическом синтезе.
Учение о катализе сблизило органическую химию с биохимией. Взаимопроникновение идей химии и биологии породило новую ситуацию: через систему катализ — биокатализ в химию оказались привнесенными представления о пространственной и временной организации сложных химических превращений, потребовавшие усложнения функциональных характеристик каталитических систем, прежде всего самых сложных, способных к само регуляции. Перспективы создания высоко специфических аналогов биокатализаторов, обладающих всеми свойствами ферментов, но действующих в более широком диапазоне условий, — перспектива развития катализа и каталитического органического синтеза в XX в.
В настоящее время в промышленности используется несколько сотен различных каталитических процессов. В повседневной лабораторной практике химики применяют многие сотни каталитических реакций. Каталитическими процессами являются ароматизация, изомеризация, полимеризация углеводородов и их производных, получение из нефти, угля и газа различных видов топлива и химического сырья. Каталитические процессы используются в производстве лекарственных и физиологически активных препаратов. Мы рассмотрим лишь основные линии учения о катализе и совершенствовании некоторых важнейших каталитических процессов и методов, отразившихся на лабораторной практике и в современном промышленном производстве.
В зависимости от фазового состояния реагирующих веществ и катализатора катализ подразделяют на гомогенный и гетерогенный. К промежуточной форме микрогетерогенного катализа относится биокатализ, протекающий в условных коллоидных системах (с. 282). Мы остановимся на проблемах развития гетерогенного катализа.
|