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有机合成化学的兴起

来源:未知作者:何永成 点击:所属专题: 近代化学
19世纪有机合成化学的发展是从探讨煤焦油的综合利用开始的。煤焦油是焦炭工业和焦炉煤气工业的副产品,18世纪后期仍作为废料弃置。19世纪初,化学家从煤焦油中分离出了苯、萘、蒽、二甲苯、苯酚、苯胺等芳香族化合物。1834年E.米切利希通过苯与硝酸作用,得到了硝基苯;1842年

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    19世纪有机合成化学的发展是从探讨煤焦油的综合利用开始的。煤焦油是焦炭工业和焦炉煤气工业的副产品,18世纪后期仍作为废料弃置。19世纪初,化学家从煤焦油中分离出了苯、萘、蒽、二甲苯、苯酚、苯胺等芳香族化合物。1834年E.米切利希通过苯与硝酸作用,得到了硝基苯;1842年俄国化学家Н.Н.济宁发现,用硫化氢处理硝基苯可得到苯胺。 

    合成染料 19世纪的有机合成化学可以说是以染料合成为序幕。硝基苯和苯胺的取得为此奠定了基础。1856年英国化学家W.H.Jr.珀金以工业苯胺为原料,重铬酸钾为氧化剂,制得了第一个用人工方法合成的染料苯胺紫;1858年德意志化学家霍夫曼又用氯化高锡、硝酸高汞和硝基苯等为氧化剂,作用于用四氯化碳处理过的工业苯胺而制得了碱性品红;1860年他又将苯胺与碱性品红的盐酸盐共热,得到了苯胺蓝;再将苯胺蓝有机合成化学的兴起磺化而得到了溶于水的酸性染料。从此,一系列碱性和酸性的人工合成染料问世,总结出了相当丰富的有机合成的经验,也促进了芳香族化合物结构和化学性质的研究。1868年,德意志化学家格雷贝等通过还原过程,确定了天然茜素为二羟基蒽醌。于是在结构理论指导下,他在次年以天然蒽为原料合成了茜素。1876年霍夫曼辨明了硝酸与苯胺及芳香伯胺类物质作用所得到的重氮化合物的结构。这些成就极大地破除了人们对有机化合物的神秘感,鼓舞了化学家对有机合成化学的研究。例如,拜耳1880年合成靛蓝,总结出大量有机合成反应。  

  其他有机合成 19世纪中、后期,以煤焦油为原料的有机合成工业从染料进一步发展到药品、香料、糖精、炸药等许多方面。  

    合成药品 以水杨酸及其衍生物为典型。1859年德意志化学家科尔贝由苯酚钠经羧酸化和酸化而得到高产率的水杨酸;又在硫酸介质中由甲醇与水杨酸作用而制得水杨酸甲酯(冬青油)。1886年合成水杨酸苯酯。1899年由水杨酸和乙有机合成化学的兴起酸酐合成阿司匹林。  

    合成香料 以香豆素的合成为典型。1868年珀金鉴于香豆素可以分解为水杨醛和乙酸,遂将乙酸酐作用于水杨醛钠盐而得到香豆素。1876年德国化学家K.赖默尔和F.蒂曼发现,苯酚钠和氯仿作用可得到水杨醛。由此,合成香豆素得以工业化生产。    

    糖精 1879年由美国化学家I.雷姆森首先合成。原料是甲苯,经硫酸磺化、五氯化磷及氨的处理、高锰酸钾氧化和脱水数步而得。

   合成炸药 首先制得的是有机合成化学的兴起硝化甘油。1846年意大利化学家A.索布雷罗将浓硝酸、浓硫酸作用于甘油而得,但因稍受震动就发生猛烈爆炸,难以控制而未能付诸实用。1867年瑞典化学家A.B.诺贝尔发现,为硅藻土所吸收的硝化甘油敏感性大为降低,可用雷酸汞引爆,成为一种实用的炸药。1875年诺贝尔又发明了硝化甘油与火棉混合而成的胶状烈性炸药。1841年洛朗将硝酸作用于苯酚而制得苦味酸。1849年以前,它曾用作丝绸的黄色染料;1871年起,成为军用炸药,但它对弹壳金属有强腐蚀性且腐蚀后生成的苦味酸盐对震动过敏,因此后来为三硝基甲苯TNT炸药所代替。TNT为1880年德国化学家E.黑普用硝酸和浓硫酸的混合酸处理甲苯而制得,1891年投入军用,沿用至今。  电石化学 19世纪末至20世纪初,由于电力工业的巨大发展,开发了以电石为基础的有机化学工业原料路线。1839年美国人C.黑尔曾以电弧加热石灰和氰化汞的混合物而得到电石,进而与水作用取得乙炔。1892年美国化学家T.L.威尔森发明了以石灰、焦炭为原料,用电炉加热的廉价电石生产法,并于1895年建成了世界上第一座电石工厂,乙炔开始被广泛研究和利用。它由于性质活泼,很快成为合成许多较复杂化合物的基本原料。1881年后,从乙炔出发陆续制出乙醛、乙酸、氯乙烯、乙酸乙烯酯、乙烯基乙炔、丙烯腈、四氯乙烷、丁二烯等化工原料。20世纪初,德国化学家J.W.雷佩发现了乙炔及其衍生物的一些新的特殊反应,并制出一些合成产物,丰富了乙炔化学的内容。随后以乙炔为原料的合成塑料、合成橡胶和合成纤维相继出现,使乙炔的应用更为广泛。

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