Научная мысль В.И. Вернадского в химии металлоорганических соединений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет»

Научная мысль в.и. вернадского в химии металлоорганических соединений

Левенец Т.В.

Сербова В.А.

Основоположником учения о ноосфере является В.И. Вернадский. Понятие «ноосфера» трактуется широко и существует множество его определений: «развивая философское содержание учения о Ноосфере, авторы пришли к выводу, что ноосферу следует понимать как системно организованное Всеобщее» [1]. В.И. Вернадский, говоря о переходе ноосферы в биосферу, в значительной степени возлагал на науку «разумное переустройство мира», однако, считал, что «безусловно, не только наука как таковая, а все виды деятельности человека влияют на этот переход» [2].

Особая роль науки выделялась В.И. Вернадским потому, что наука - явление планетарное (научная мысль как явление планетарное) и ее преобразующая сила велика, ибо вооружает человека мощными орудиями воздействия на природу. Он писал: «Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение? Дорос ли он до уменья использовать ту силу, которая неизбежно должна дать ему наука» [3].

Наука - это не только и не столько показатель деятельности ученых, сколько стихийное отражение жизни человека в окружающей его среде. Она - создание жизни, ее рост тесно связан с количеством прямо и косвенно участвующих в научной работе людей» [4].

С этой точки зрения, достижения ученых-химиков оказывают непосредственное воздействие на формирование жизни. Появление новых синтезированных веществ во многом определяется областью применения таких соединений. Одним из значимых направлений синтетической органической химии является синтез металлоорганических комплексов.

Металлоорганические соединения находят применение в производстве лазеров, фотоэлементов, светодиодов и мобильных телефонов; в микроэлектронике для создания тонкослойных металлических проводящих слоев, а также для создания полупроводников. Существуют разработки различных металлсодержащих покрытий и стекол, имеющих защищающие свойства против разного рода излучений.

Одним из последних достижений химиков является получение самого большого суператома, состоящего из 43 атомов меди и 12 атомов алюминия, который может явиться основой для разработки новых катализаторов. Высокая стоимость металлов платиновой группы, которые часто используются в каталитических реакциях, и их низкая распространенность в земной коре постоянно заставляет химиков искать более дешевые и доступные варианты: железо, алюминий или медь [5].

Благодаря высокой реакционной способности многие металлорганические соединения (особенно соединения металлов первой и второй групп периодической системы) нашли широкое применение в органическом синтезе. Введение в состав органических соединений металлов расширило синтетические возможности органической химии. Так, на способности металлорганических соединений взаимодействовать с серой, кислородом, галогенами, селеном, теллуром основано их применение для получения спиртов, тиоспиртов и других производных углеводородов.

Химия металлокомплексов - перспективная и обширная область химической науки. Несмотря на многочисленность и содержательность работ в данном направлении, химия комплексных соединений по-прежнему не снижает темпов развития, пополняя ряд своих достижений новыми открытиями [6, 7].

Наибольший интерес, в силу своей многофункциональности, среди комплексных соединений представляют комплексы с органическими лигандами.

Авторами статьи [8] методом конденсации Клайзена метилкетонов с диэтилоксалатом в присутствии натрия или гидрида натрия в среде бензола или толуола при соотношении исходных реагентов 2:1:2 получены бис-1,3-диеноляты натрия (1) (схема 1).

металлоорганический водный динатриевый цинк

Схема 1

R = CH3 (1а), C6H5 (1б), С4Н3О (1в)

Реакцией металлообмена в водных растворах динатриевых производных (1) с солями цинка и меди, хрома и марганца выделены олигомерные гетероядерные металлохелатные комплексы (2 и 3) (схема 2).

Выделенные бис-1,3-диеноляты натрия (1) промывали диэтиловым эфиром, реакцию проводили в водной среде, что исключает возможность сильного осмоления реакционной массы, поэтому полученные соединения (2 - 3) обладают высокой степенью чистоты. В пользу этого свидетельствуют и высокие температуры плавления синтезированных соединений (1 - 3) (более 150 С°) с узким интервалом в 1 - 2 °С. Исходные реактивы перед использованием очищали перегонкой.

Схема 2

R = CH3 (2а), C6H5 (2б), С4Н3О (2в);

Met = Cu и Zn (2a-в)

R = C6H5 (3б), С4Н3О (3в);

Met = Mn и Cr (3б, 3в)

Но не количество полученных соединений определяет перспективность исследований. Важным является глубина изучения строения таких веществ, фундаментальность исследований. Выделение индивидуальных соединений из смесей, освобождение их от примесей, идентификация или определение строения ранее неизвестного соединения являются обязательными этапами работы в органической химии как с синтезированными, так и с природными веществами.

Привлечение комплекса методов установления структуры вещества позволяет более подробно и детально доказать строение выделенных металлоорганических соединений. Наибольшее распространение получили спектральные методы, связанные с воздействием на вещество электромагнитного излучения. Это та единая мера, которая может быть применена ко всем природным телам, к любым объектам природы - большим и малым, земным и космическим, и позволит объединить методы изучения и живого, и косного вещества [3]. Строение полученных соединений установлено на основании данных ИК и ЯМР 1Н спектроскопии.

Показано, что в ИК спектрах гетероядерных металлокомплексов 2, 3, записанных в пасте вазелинового масла присутствует интенсивная уширенная полоса колебаний групп C-O-Met и C-C металлохелатных колец в области 1508-1666 см-1. Наличие широкой полосы в ИК спектрах комплексов 2, 3 свидетельствует о существенном влиянии p--сопряжения в хелатном кольце.

Большая стабильность гетероядерных комплексов по сравнению с исходными бис-1,3-дикетонатами натрия объясняется более прочным связыванием ионов металлов с образованием кроме обычных ионных также довольно прочных O(O')-Met координационных связей. Открытым остается вопрос о возможном участии в комплексообразовании атома кислорода фурильного фрагмента.

Научная мысль В.И. Вернадского предполагает тесную взаимосвязь наук, интеграцию одной области знаний в другую. Основываясь на этом положении, исследовали противомикробную активность полученных соединений методом агаровых лунок [9]. Установлено, что синтезированные органические соединения на основе меди (2) проявляют высокий уровень бактерицидной активности во всех сериях разведений, поэтому могут быть использованы при разработке дезинфицирующих средств.

Металлоорганические соединения в последнее десятилетие находят все большее применение. Их широко используют в органическом синтезе как вещества с высокой химической активностью. Они используются так же как катализаторы для получения различных полимеров. Их добавляют в моторные топлива как антидетонаторы. Среди металлоорганических соединений встречаются лекарственные препараты, антиоксиданты и стабилизаторы высокомолекулярных соединений.

Все это свидетельствует о том, что «ноосфера» в общем и «наука» в частности - это такое состояние общественной реальности, когда человек своим трудом и мыслью может и должен коренным образом перестраивать свою жизнь.

Список литературы

1. Ноосферная идея и будущее России: тез. межгос. науч.-практ. конф., посвящ. 135-летию со дня рождения В.И. Вернадского, Иваново, 28-29 мая 1998 г. / [Редкол.: Смирнов Г.С. (отв. ред.) и др.]. - Иваново: Иванов. гос. университет, 1998. - 181 с.

2. Вернадский, В.И. Биосфера и ноосфера / В.И. Вернадский. - М.: Айрис-Пресс: Рольф, 2002. - 573 с.

3. Наумов, Г.Б. История становления геохимии / Г.Б. Наумов, Н.А. Вишневская // Природа. - 2018. - № 4. - С. 78.

4. Дробжев, М.И. Вернадский и современная эпоха: монография. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2010. - 232 с.

5. Курамшин, А.И. Суператом // Химия и жизнь. - 2018. - № 11. - С. 16.

6. Скопенко, В.В. Различные типы металлокомплексов на основе хелатообразующих в-дикетонов и их структурных аналогов / В.В. Скопенко, Т.Ю. Слива // Успехи химии. - 2004.- Т. 73. - Вып. 8. - С. 797.

7. Harutyunyan, A.R. Metal-organic magnetic materials based on cobalt phthalocyanine and possibilities of their application in medicine / A.R. Harutyunyan, A.A. Kuznetsov, O.A. Kuznetsov, O.L. Kaliya // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 1999. - Т. 194. - № 1-3. - С. 16.

8. Кунавина, Е.А. Гетероионные металлокомплексы с тетракарбонильными лигандами: синтез и особенности строения / Е. А. Кунавина, Т. А. Ткачева, Т. В. Левенец, Н. В. Сниткина, О. Ю. Веретенникова, А. В. Жадяев, В. О. Козьминых // Башкирский химический журнал, 2014. - Т. 21, № 4. - С. 41-44.

9. Sizentsov, A. N. The technology of chemical compound biotoxicity assessment by the method of agar basins / A. N. Sizentsov, S. V. Cherkasov, G. V. Karpova, E. V. Bibartseva, O. V. Kvan, E. A. Kunavina, T. V. Levenets, A. D. Strekalovskaya // International Journal of Mechanical Engineering and Technology (IJMET), 2018. - Vol. 9, Issue 11. - Pp. 455-461. - 7 c.

Размещено на Allbest.ru