Современные наукоемкие химические технологии в органическом синтезе.

                  МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
                 ФГБОУ ВО «СЕВЕРО-ОСЕТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
                                           ИМЕНИ КОСТА ЛЕВАНОВИЧА ХЕТАГУРОВА»
Факультет химии, биологии и биотехнологии  
                         Кафедра общей и неорганической химии



       Современные наукоемкие химические технологии в органическом синтезе


Курсовая работа 
по дисциплине «Органическая химия»
студентки 3 курса 
направления подготовки  04.03.01 Химия
Дзангубековой Аланы Казбековны

Научный руководитель:
Саламова Н.А.
_________________________

Владикавказ 
2018

Содержание
      Введение
1.0 Определение органического синтеза
1.1 Развитие органического синтеза
1.2 Направление органического синтеза
1.3 Нефтесинтез
2.   Кислотно-основный и электрофильный катализ
3.   Плазмохимическая технология
4.   Металлоорганический синтез
5.  Тонкий органический синтез
6.   Клик – химия
7.   Криохимический синтез
8.   Вывод
9.   Список литературы















Введение

     Наукоемкие технологии основной сегмент какой-либо (любой) отрасли, реализующий инновации с помощью НИОКР (научно-исследовательские, конструкторские и технологические работы - комплекс работ, направленных на получение новых знаний и их практическое применение при создании нового изделия или технологии).
     Таким образом, наукоемкие технологии означают инвестиции в науку. Наукоемкое производство стало проявляться в конце XX-начале XXI веков., обозначая быстро развивающуюся отрасль.
     Во второй половине XX века. сформировалась Категория технологий, отраслей и продуктов, которые получили название "наукоемких" или "высокотехнологичных" (high technology). 
     Интенсивность науки является показателем того, в какой степени технология связана с научными исследованиями и разработками (НИОКР). Высокотехнологичная технология включает в себя объемы ИР, превышающие среднее значение этого показателя технологий в определенной области экономики (в обрабатывающей промышленности, в добывающей промышленности, в сельском хозяйстве или в сфере услуг). Наукоемкие отрасли-отрасли экономики, в которой преобладающее, ключевое значение играют наукоемкие технологии. 
     Наукоемкость отрасли - 1) отношение стоимости ИР к объему продаж; 2) отношение объема продаж ученых, инженеров и техников, занятых в отрасли; 3) продукция, в себестоимости или добавленной стоимости которой стоимость ИР выше средней по продукции отраслей промышленности в данном секторе. Термины и понятия, относящиеся к наукоемким технологиям, отраслям и продуктам, еще не получили широкого распространения, не стандартизированы и не стандартизированы методы определения такого показателя. Нет ни одной предпочтительной методологии идентификации высокотехнологичных отраслей промышленности.
         Произошла целая серия технологических и фундаментальных открытий в области электроники, Радиофизики, оптоэлектроники и лазерной техники, современного материаловедения (“новые материалы”), химии и катализа, создание современных авиации и космонавтики, бурное развитие информационных технологий, поразительные результаты в области микро - и наноэлектроники породили создание наукоемкой продукции, которые основаны на наукоемкие технологии, за счет чего экономическое развитие в последние годы. 
     В результате изменилось взаимодействие науки с созиданием: раньше технологии и созидание развивались преимущественно методом накопления эмпирического опыта, теперь они развивались на основе науки - в виде наукоемких технологий. В наукоемких отраслях высокие темпы научно-технического прогресса. Скорость появления новых изобретений и очень новых направлений исследований, которые время от времени становятся самостоятельными отраслями научного знания, увеличивает скорость износа существующего оборудования и технологий. Следующий амортизации основного капитала вызывает значительный рост издержек, падение конкурентоспособности. Поэтому производители имеют высокий энтузиазм к научным знаниям, заинтересованы в контактах с наукой.
     Наукоемкие технологии не представляют собой изолированные, обособленные потоки. В ряде случаев они связаны и обогащают друг друга. Но для их комплексного использования необходимы фундаментальные разработки, открывающие новейшие сферы внедрения новейших действий, принципов, идей. Очень важным является также распространение одних и тех же научно-технических идей в остальной отрасли, адаптация новейших технологий и продуктов для других отраслей, развитие современных секторов рынка. Требуется провести активный научный поиск, который нужно будет вести по многим направлениям, чтобы не пропустить ни одного или метода перспективных инноваций.
     Органический синтез всегда был актуален. Ведь человечество окажется в сложной ситуации, потеряв однажды синтетические органические соединения и материалы, полученные из них. Действительно, без пластмасс, синтетических каучуков и смол, искусственных и синтетических волокон, синтетических моторных топлив, наркотиков, красителей и взрывчатых веществ, соединений, способствующих продуктивности сельского хозяйства, и многих других ценных продуктов было бы невозможно нормальное существование и прогресс современного мира.
     Короче, сегодня разностороннее практическое применение органических соединений обусловлено развитием и совершенствованием теоретической и экспериментальной технологии органического синтеза
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА
   Органический синтез-раздел органической химии и технологии, изучающий различные аспекты (способы, методики, идентификация, аппаратура и др.) получения органических соединений, материалов и продуктов, а также процесса получения веществ.
Цель органического синтеза-получение веществ с ценными физическими, химическими и биологическими свойствами или проверка предсказаний теории. Современный органический синтез многогранен и позволяет получать практически любые органические молекулы. Начало органического синтеза
В качестве самостоятельной дисциплины начал оформляться после знаменитого синтеза карбамида (мочевины) из типичного неорганического вещества (цианата аммония), осуществленного немецким химиком Фридрихом Велером в 1828 году этот синтез положил конец спору с учеными-стойкость, считается, что органические вещества могут быть получены только за счет жизненной силы биологических организмов.
Развитие органического синтеза
         Мощный толчок к развитию получили после формулировки российского химика Александра Бутлерова основы структурной теории строения органических молекул, позволившие систематически синтезировать органические молекулы заданной структуры. 
       Дальнейшее развитие органического синтеза происходит параллельно с развитием органической химии. Успех теорий строения атомов и молекул, химических связей, квантовой химии, кинетики и др.способствовал развитию методов синтеза. С другой стороны, известен ряд сложных синтезов веществ в природе (уксусная кислота, Индиго, аспирин и др.), и не имеет аналогов (многогранники, многие Элементоорганические соединения, синтетические Антибиотики и др.), повлияли на смежные области науки (химия биологически активных веществ, фармакология, физика и химия твердых тел и др.), показывая независимость и высокую ценность этой области органической химии. 
      Выход органического синтеза за пределами лабораторий произошел после развития химической технологии и признания промышленной значимости продуктов: карбоновых кислот, полимеров, растворителей, красителей и др. - веществ, объем производства которых характеризуется числами со многими нулями
Направления органического синтеза
Стремительный рост числа синтезов привел к оформлению отдельных независимых ветвей, характеризуется специфическими особенностями: сырьевой базой (нефтесинтез), приемами (кислотный катализ), физическим воздействием (плазмоцитами), природой продуктов (МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКИЙ синтез), назначением продуктов (синтез биологически активных веществ), сложностью (тонкий органический синтез) или, наоборот, простотой ("клик"-синтез), фазовым состоянием среды (газо-, жидко - и твердофазный синтезы), температурой (crisantes, термолиз) и т. д.
Нефтесинтез
       Понятие нефтехимии охватывает несколько взаимосвязанных значений: 
* раздел химии, изучающий механизм превращений углеводородов нефти и природного газа в полезные продукты и сырьевые материалы;
* раздел химической технологии (второе название — нефтехимический синтез), описывающий технологические процессы, применяемые в промышленности при переработке нефти и природного газа —
ректификация, крекинг, риформинг, алкилирование, изомеризация, коксование, пиролиз, дегидрирование (в том числе окислительное), гидрирование, гидратация, аммония, окисление, нитрование и др.;
* Химическая промышленность, включая производство, общей чертой которых является глубокая химическая переработка углеводородного сырья (фракций нефти, природного и попутного газа).
   Задачи: 
- Выявление закономерностей формирования компонентного состава и структуры нефтяных дисперсных систем.
 - Создание научных основ нетрадиционных методов повышения нефтеотдачи пластов: физико-химическое регулирование фильтрационных потоков, ограничение притока воды, микробиологическое воздействие на пласт.
 - Изучение механизмов структурообразования и реологии нефтяных дисперсных систем в процессах добычи, транспорта и переработки углеводородов.
 - Физико-химические основы создания новых материалов и технологий их применения для решения экологических проблем нефтехимии и нефтепереработки.
 - Разработка геоинформационных систем по геологии и химии нефти и технологий для решения экологических проблем и устойчивого развития региона. Анализ и экологическая оценка технологий химического производства и применения. 


Кислотно-щелочной и электрофильный катализ
      В органическом синтезе наиболее распространены катализирующие протонные кислоты: H2SO4, HC1, H3RO4, ArSO2OH, NSOON и другие.               Кислотный катализ применяется для гидратации и обезвоживания, этерификации, алкилирования, конденсации карбонильных соединений и др.
     Протонные кислоты входят в кислотно-основное (протолитическое) равновесие с основаниями, которое в зависимости от кислотной прочности и свойств среды может включать промежуточные стадии образования комплексов без переноса заряда (за счет водородной связи), комплексов с переносом заряда (ионные пары) и свободных ионов:
   АН + В АН???:А : ???НВ+ А + БХ+
     Присоединиться к протону, очевидно, могут только органические реагенты-базы, имеющие свободные или лабильные электронные пары. Это могут быть кислородсодержащие и азотсодержащие соединения (ROH, RCOOH, R2CO, R3N), а также вещества с ненасыщенными ?-электронами (C=C, C) или ароматическими связями.
      В свою очередь, протонный катализ может осуществляться не только несвязанной формой протонной кислоты-катализатора, но и растворителем с кислотными свойствами (RCOOH, ROH, H2O), а также присутствующими в смеси молекулами протона, в том числе ионами лиония, образующимися при передаче протона в растворитель (например, H3O+ и ROH ):
 L + HA +LH + A 
      Протонирование органического реагента приводит к появлению положительного заряда и сильной поляризации соседних связей, что так или иначе вызывает дефицит электронов в одном из атомов и делает возможным или облегчает последующее преобразование. Она может осуществляться через два механизма (А-1 и А-2).
Механизм А-1 включает стадию мономолекулярного распада протонированной молекулы по ?-связи:
RX + H+ [RXH]+ ® R+ + XH
    Такой распад лимитирует скорость реакции. Ему благоприятствует наличие электронодонорных заместителей, стабилизующих карбкатион, который затем быстро взаимодействует с реагентом-нуклеофилом (Н2О, ROH, RCOOH и др.):
R+ + :YH RY + H+
или с основанием, отщепляющим протон с образованием ненасыщенного соединения:

Образовавшийся на первой стадии карбкатион иногда успевает изомеризоваться в более стабильный:
+ +
СН3—СН2—CH2 СН3—СН—СН3
Примерами реакций, протекающих по механизму А-1, являются превращения спиртов, простых и сложных эфиров, азотистых соединений со стабилизированным промежуточным катионом:

Механизм А-2: круг реакций, протекающих по нему более широкий. Активирование реагента в этом случае может осуществляться разными способами:
1)  протонирование с образованием ?-связанного заместителя (R?ХН+);
2) присоединение протона по кратной связи углерода с гетероатомом (С?Х, С ? Х):

3) присоединение протона по двойной углерод-углеродной связи:

4) присоединение протона по связям ?N?О, O?S?O, O?P? и т. д.    
Дальнейшее протонирование преобразования исходных соединений всегда бимолекулярно. Характер второго реагента и пути регенерации катализатора зависят от типа исходного соединения и условий реакции.
      Соединения, образующие ?-связанный заместитель (RXH+), подвергаются нуклеофильному нападению на насыщенный атом углерода. Этот механизм характерен для замены гидроксильных, эфирных и аминогрупп, что возможно только при кислотном (или электрофильном) катализе:

     Для соединений, протонированных по кратным связям, характерны последующее присоединение нуклеофила и отщепление протона:
СН3-СН=СН2 + Н+ СН3-С+Н-СН3 СН3-СН-СН3 СН3-СН-СН3 -Н+ ?
или присоединение по ароматическим или двойным связям с последующим отщеплением протона:

      В реакциях производных карбоновых кислот (RCOZ) присоединение нуклеофила к протонированной карбоксильной группе приводит к последующему отщеплению группы Z и образованию продукта замещения:

     Кислотный катализ без полной передачи протона от кислоты к реагенту характерен для слабых оснований-реагентов, слабых кислот-катализаторов и неполярных растворителей. В подобных случаях кислотно-основное взаимодействие останавливается на стадии образования комплексов кислоты с реагентом за счет образования водородной связи: 

      Происходящая в этих комплексах поляризация связей С—X обеспечивает те же превращения реагентов, что и полная передача протона, но с меньшей эффективностью. Например, в отсутствие добавок сильных кислот роль кислотного катализатора при этерификации уксусной кислоты спиртом выполняет вторая молекула уксусной кислоты:

Действие катализаторов в таких реакциях аналогично сольватации. 

Плазмохимическая технология

Плазмохимическая технология, основана на использовании низкотемпературной плазмы, по крайней мере, на одном из этапов технологии. процесс. В плазмохимической технологии существует два принципиально разных. направления, согласно факту что плазма на, котор дали давлении M. b. он характеризуется распределением частиц Максвелла-Больцмана по энергии и по температуре, равномерной для всех частиц, и неравновесной, описываемой несколькими температурами для частиц разной массы или для разных типов их движения. Квазиравновесные плазмохимические процессы реализуются при температурах 3000-10000 К и давлениях порядка атмосферного (или выше). В этих условиях скорость химических превращений резко возрастает по сравнению с традиционными технологиями; высокая удельная энергия плазмы позволяет перерабатывать малоценное или нестабильное сырье, что невыгодно при традиционных технологиях. Высокие скорости плазмохимических процессов (их время от 0,1 до 10 МС) позволяют миниатюризировать оборудование. Как правило, эти процессы легко управляются и оптимизируются.
      Применение неравновесных плазмохимических процессов в основном основано на инициировании химического взаимодействия электронов высоких энергий при относительно низких (до 30 кПа) давлениях. Это позволяет осуществлять газофазный синтез с более высоким выходом, снижать удельные энергозатраты, сокращать количество стадий процесса по сравнению с традиционными технологиями, использовать плазму для эффективной обработки и модификации поверхностей материалов и изделий, производства и нанесения тонких пленок органических веществ

Металлоорганический синтез
1. Получение парафиновых углеводородов.
а) При действии воды многие металлоорганические соединения разлагаются с образованием парафиновых углеводородов:

Таким путем можно от галоидного производного перейти к соответствующему углеводороду.
Ртутные соединения не разлагаются водой, но разлагаются кислотами:

Еще прочнее свинцовоорганические соединения.
б) При действии магнийгалоидалкилов CnH2n+1MgHal на спирты, аммиак, первичные и вторичные амины, меркаптаны и прочие соединения, содержащие подвижные атомы водорода, получается парафиновый углеводород, а остаток MgHal вступает на место подвижного атома водорода, например:

Измеряя количество выделившегося при реакции метана, можно определить число подвижных атомов водорода в реагирующем веществе. Этот метод определения числа гидроксильных, амидных, имидных и тому подобных групп в органических соединениях, предложенный Л. А. Чугаевым (1905) и разработанный его учеником Ф. В. Церевитиновым, пользуется всеобщим признанием и оказал бесчисленные услуги при выяснении строения различных веществ.
в) Действие галоидных алкилов на металлоорганические соединения является одним из синтетических способов получения парафиновых углеводородов:

В реакцию обмена галоида на алкил могут вступать также и полигалоидные соединения:

2. Получение спиртов. Цинкорганические соединения на воздухе самовоспламеняются, поэтому с ними можно работать лишь в атмосфере инертного газа (водород, азот, углекислый газ). Смешанные магнийорганические соединения не особенно энергично окисляются кислородом воздуха и дают при этом смешанные алкоголяты

а при обработке последних водой — спирты:

Аналогичным образом действием серы можно получить смешанные меркаптиды R—SMgHal, а при действии на них водымеркаптаны.
3. Получение галоидных алкилов. При действии галоидов на металлоорганические соединения получаются галоидные алкилы:

4.  Реакции с веществами, содержащими карбонильную группу. Многочисленные реакции цинк-и магний-органических соединений с органическими соединениями, содержащими карбонильную группу уже были описаны раньше. Сюда следует отнести действие углекислого газа (цинк-Кальс не реагирует), в результате которого образуются кислоты, реакции с альдегидами, кетонами, кислотами и их производными, приводящие к образованию первичных, вторичных и третичных спиртов, а также некоторые реакции с производными кислот, приводящие к образованию альдегидов и кетонов
5.   Обмен алкоксила на алкил. Известны многочисленные реакции металлоорганических соединений, заключающиеся в обмене на алкил групп R—О (метоксил СН3—О, этоксил С2Н5—О, общее название — алкоксилы CnH2n + 1—О)
Так, действием магнийорганических соединений на ортоугольный эфир можно получить ортоэфиры жирных кислот (А. Е. Чичибабин):
   
При действии магнийорганических соединений на ортоэфиры жирных кислот получаются ацетали альдегидов и кетонов (А. Е. Чичибабин; Бодру):

Из ацеталей этим путем получаются простые эфиры (А. Е. Чичибабин):

а из простых эфиров можно получить углеводороды (А. Е. Чичибабин; Симонис):

6. Присоединение по кратным связям у атомов серы и азота. Аналогично реакциям с веществами, содержащими карбонильную группу, происходит присоединение к группе >C=S (тиокарбонил), например
                      а также по месту двойной или тройной связи у атома азота, например:

7. Превращение одних металлоорганическихсоединений в другие взаимодействием с галоидными солями металлов. Выше уже рассмотрен ряд реакций, ведущих к получению из магнийорганических и цинкорганических соединений других металлоорганических соединений взаимодействием с галоидными соединениями металлов.
       Приведенные реакции являются только наиболее простыми типами синтезов органических веществ при помощи металлоорганических соединений. Имеется еще большое число реакций, ведущих как к получению одноатомных производных углеводородов, так и к образованию многоатомных соединений, а также соединений со смешанными функциями,
      ТОНКИЙ ОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ - мелкосерийное промышленное производство органических веществ сложной структуры. Основными источниками сырья являются продукты основного органического синтеза. Для тонкого органического синтеза характерны многостадийность, трудности при масштабном переходе и сравнительно высокие удельные энергетические и трудовые затраты, часто из-за низкого съема продукции с единицы объема реакторов, соответственно. количество отходов, сложность решения экологических проблем и т. д. Эффективность процессов тонкого органического синтеза повышается в основном за счет применения гибких блочно-модульных схем, систем автоматического управления, использования биотехнологических методов (для получения промежуточных продуктов и переработки отходов), лазерной химии и др.
      Основными продуктами тонкого органического синтеза являются красители, лекарственные средства, пестициды, текстильно-вспомогательные и ароматические вещества, химические вещества-добавки для полимерных материалов, химические вещества для пленочных и фотоматериалов,химические. реагенты и другие.
       Понятие "тонкий органический синтез" используется преимущественно в отечественной научно-технической литературе.
Клик-химия
       Термин клик-химия был впервые введён Б. Шарплессом в 2001 году. Данное понятие описывает химические реакции, приспособленные для быстрого и надежного производства химических веществ путем соединения отдельных небольших элементов. Клик химия не связана с одиночной реакцией, а была понята как имитация природы, которая также создает смеси от модульных элементов. Концепция возникла в связи с поиском новых подходов к формированию большого количества структур-кандидатов фармацевтических препаратов. 
Реакции, связанные с химией щелчка должны: 
* быть модульным
* имейте широкий диапазон применений
* протекать с высоким выходом
* давать безопасные субпродукты
* быть стереоспецифичным
* утечка в физиологических условиях
* Будьте очень выгодны термодинамически (>84 кДж/моль) для того чтобы сформировать одиночный продукт
* имейте высокие сбережения атома.
Желательно, чтобы процесс: 
• есть простые условия реакции 
* используемые материалы и реактивы
* не требовал растворителя или использовал безвредные растворители (предпочтительно воду)
* разрешено выбрать продукт не по хроматографии (кристаллизация или перегонка.
 Открытие новых потенциальных фармацевтических препаратов требует перебора и синтеза большого числа структур. Использование нескольких надёжных реакций, протекающих с высоким выходом, позволило бы значительно упростить массовый параллельный синтез кандидатов, таким образом, ускорив процесс создания новых препаратов. 
       Несмотря на то, что критерии принадлежности к клик-реакциям являются относительно субъективными, некоторые реакции были определены как наиболее подходящие к данной категории: 
* [3+2]-циклоприсоединения, в частности, азид-алкиновое циклоприсоединение (медь-катализируемый вариант CuAAC и реакция, промотируемая напряжением, SPAAC)
* тиол-еновое присоединение
* реакция Дильса-Альдера
* [4+1]-циклоприсоединение между изонитрилами и тетразинами
* нуклеофильное замещение, особенно в напряженных малых циклах (эпоксидах и азиридинах)
* реакции карбонильных соединений с азотсодержащими нуклеофилами (аминами, гидразинами, гидразидами, гидроксиламинами)
* реакции присоединения к двойным углерод-углеродным связям, например, дигидроксилирование.
* Одна из наиболее используемых клик-реакций — азид-алкиновое циклоприсоединение с использованием медного катализатора (CuAAC). Она была открыта независимо группами М. Мельдаля и Б. Шарплесса в 2002 году. Несмотря на то, что реакция впервые была описана М. Мельдалем и сотр. применительно к синтезу пептидотриазолов на твёрдом носителе, эти авторы не распознали потенциала данной реакции. Фокин и Шарплесс описали её как каталитический процесс, предоставляющий беспрецедентный уровень селективности, надежности и применимости в тех случаях, когда необходимо создать ковалентные связи между разнообразными строительными блоками. 
* Исследовано действие различных металлических катализаторов на протекание азид-алкинового циклоприсоединения, причём наилучшие результаты показали медь и рутений. В случае медного катализа реакция приводит к 1,4-дизамещенным 1,2,3-триазолам, а в случае рутениевого — 1,5-дизамещенным 1,2,3-триазолам. 
* Активно развиваются исследования азид-алкинового циклоприсоединения, промотируемого напряжением (SPAAC). Данная модификация происходит с участием реагентов на основе циклооктина. Движущей силой процесса в данном случае является выигрыш в энергии за счёт снятия напряжения с циклооктинового цикла. 
     Окислительное дегидрирование, окислительное дегидроконденсация, окислительный аммонолиз и аналогичные реакции следует рассматривать как частные случаи газофазного окисления органических соединений. При гетерогенном каталитическом окислении эти реакции иногда реализуются либо спонтанно (особенно в экстремальных условиях), либо в силу особенностей химической природы окисляемого вещества. Направленное изменение условий, введение модифицирующих добавок в катализатор или дополнительных реагентов, исходной газовой смеси и другими способами, пропорция этих реакций может быть значительно увеличена и даже обеспечить их превалирование. Если эти реакции нацелены, то они в некоторой степени продолжают сопровождать гетерогенное окисление, и в этом случае оно рассматривается как побочное, нежелательное направление процесса. При всем многообразии возможных направлений газофазного каталитического окисления этот комбинированный процесс и его отдельные реакции характеризуются однотипными промежуточными стадиями, которые также проходят через образование одинаковых или сходных по структуре промежуточных продуктов -. Контактное окисление также сочетает в себе многие особенности сложных окислительных реакций. 
       Механизм газофазного каталитического окисления в настоящее время, обычно рассматривается с позиций теории перекись Акадо. А. Н. Бах и теории радикально-цепных процессов Ак. Н. Н. Семенов. Эта реакция характеризуется рядом специфических особенностей.
       Такие реакции легко протекают при жидкофазном окислении, когда межмолекулярные расстояния невелики. В условиях газофазного процесса, эти взаимодействия являются сложными, так как реагирующие частицы удаляются друг от друга, а концентрация органических веществ также значительно снижается за счет разбавления реакционной смеси с избытком кислорода. Это еще одна особенность газофазного окисления. С учетом этого рекомендовано для окисления углеводородов в газовой фазевводить в реакционную зону добавки доноров водорода. Эти функции могут быть выполнены путем углеводороды, склонной к обезвоживанию, водяного пара, аммиака и других водородсодержащих веществ.
      Добавки-доноры водорода должны подавлять разрушение промежуточных радикалов и способствовать образованию спиртов. 
       Еще одной особенностью газофазных реакций является то, что они обычно протекают через гетерогенно-гомогенный механизм. Твердая поверхность является источником и обрывом объемных фаз поверхность часто определяется длиной цепей в реакциях, происходящих в объеме. Роль этих сопутствующих реакций однородного окисления очень велика, так как их трудно контролировать, и они зависят от общей скорости процесса и пропорции направлений глубокого окисления. Существенное влияние оказывает материал стенки реакционного сосуда и размер его поверхности. Еще более важными являются контакты оксидов переходных металлов. В подавляющем большинстве случаев это гетерогенный катализатор, определяющий суммарную скорость процесса, его селективность и конечный выход целевых кислородсодержащих продуктов.
       Наконец, следует отметить, что в условиях газофазной реакции в присутствии молекулярного кислорода и активного гетерогенного катализатора функции газообразных добавок органических и неорганических веществ значительно расширяются. Водяной пар, выступая в качестве доноров водорода, может одновременно транспортировать катализатор, а окисляемое соединение является гидроксильной группой, т. е. выполнять функцию окислителя. Радикально изменяет каталитические свойства контактов оксида аммиака. Он также участвует в образовании азотсодержащих органических веществ. Добавки летучих соединений галогенов, серы, Селена и теллура, характеризуются разнообразным действиям. В специальной группе необходимо выделить присадки-углеводороды и их оксигенированные производные. При окислении в присутствии добавок более четко прорисовываются сопряженные стадии процесса.
       Реакция контактного окисления углеводородов широко используется в промышленности. Во многих странах путем каталитического газофазного окисления этилена получают оксид этилена, акролеин и акриловую кислоту из пропилена, малеиновый ангидрид из н-бутилена и бензола, фталевый ангидрид из о-ксилола и нафталина, антрахинон из антрацена и др.
Криохимический синтез
       Криохимический синтез (англ. криохимический синтез, криохимическая обработка, криообработка) - совокупность методов синтеза веществ и материалов, основанных на использовании низкотемпературных химических процессов. 
Описание

Основные процессы криохимического синтеза с использованием замороженных водных растворов.
     Наиболее распространены методы криохимического синтеза с использованием водных растворов. В этом случае раствор, суспензию или химическим соосаждением продукта из исходных компонентов раствора, содержащего катионы синтезируемого материала в стехиометрическом соотношении, подвергаются быстрому замораживанию и сублимационной сушке в вакууме с последующим термическим разложением. Продукт синтеза обычно представляет собой оксидный порошок с размером кристаллита 40-300 нм, степень агломерации которого существенно зависит от выбора вещества, подлежащего замораживанию (раствор/суспензия/осадок). Это также возможно для удаления льда путем низкотемпературной экстракции полярных органических растворителях (cryoextraction) и соосаждение компонентов из замороженного раствора в раствор с низкой температурой осадитель (cryosuppression). 
      При нанесении катализаторов на пористые среды целесообразно использовать метод криопропита, при котором носители, пропитанные раствором каталитически активного компонента, быстро замораживаются и сублимируются. Использование низких температур позволяет значительно повысить равномерность распределения микрокомпонентов по поверхности носителя. 
       Некоторые авторы среди криогенным относятся методы низкотемпературного механохимического воздействия, в частности, cryopanel. 
      Осаждение паров металлов на охлаждаемые до низких температур поверхности в присутствии инертных газов или органических веществ является эффективным методом получения наночастиц металлов размером 1-10 нм. 
        Термолиз-процесс разложения химических соединений под воздействием температуры. Она чаще используется в нефтепереработке и нефтехимии как общий термин для процессов химических превращений нефтяного сырья проводят при высоких температурах без использования катализаторов. Термолитические или термические процессы включают: 
*     термический крекинг
*     коксующийся
*     пиролиз
*     выпечка
*    битумирование
Методы органического синтеза
        Реализация органического синтеза включает следующие научные, организационные и технологические этапы: задание структуры целевой молекулы, рассмотрение возможных схем синтеза, подбор продуктов, аппаратуры, химических реакций, выделение промежуточных и целевых продуктов, их анализ и очистку, модифицирование, принятие мер безопасности, экологический контроль, Экономический анализ и т. д.
         Окончательный выбор метода синтеза происходит после комплексного анализа этих этапов и их оптимизации. 
Реакции органического синтеза
          Ниже приведен не исчерпывающий перечень реакций органического синтеза, классифицированных на основе изменения химического класса синтезируемой молекулы: 
* Гидрирования — присоединения водорода по кратным связям.
* Дегидрирование-расщепление водорода с образованием множественной связи.
* Гидратация-соединение воды многократным соединением с образованием спирта.
* Обезвоживание-расщепление воды с образованием множественной связи.
* Алкилирование-обмен водорода на углеводородный радикал.
* Ацилирование-Введение в молекулу остатка карбоновой кислоты (ацильной группе ) 
* Ацетилирование-частный случай ацилирования, введение молекулы остатка уксусной кислоты (ацетильной группы)
* Циклизация - образование циклической структуры в молекуле.
* Галогенирование-введение атома галогена в молекулу путем обмена водорода на галоген или присоединения с помощью многократной связи.
* Нитрование-обмен водорода на группу NO2.
* Этерификация-взаимодействие органической кислоты со спиртом для получения сложных эфиров.
* Окисление-в узком смысле-введение кислорода в молекулу, в широком смысле-любое изменение молекулы, приводящее к увеличению степени окисления углерода, например, обезвоживание, увеличение кратности углерод-углеродной связи.
* Сульфонирование обмен водопода, группа sulfo.
* Полимеризация и др.
      Часто реакции представляют собой сочетание двух или более названных более простых реакций, например: "оксигалогенирование", "гидрогалогенизация" и другие уникальные реакции, можно присвоить имена химикам, которые их открыли — синтезу Григнарда, реакции Белоусова и др. 
      В качестве основы для классификации могут быть положены и другие критерии - механизм реакций (замещение, обмен), технологический прием (крекинг) и др.












Вывод
     Технология органического синтеза обусловлена большими масштабами производства и высокими требованиями к чистоте получаемых продуктов. Это, прежде всего непрерывность технологических процессов, определяющая в целом последовательную структурную схему производства и многое другое, которое рассматривалось выше.
     
     
     
     
     
     









ЛИТЕРАТУРА
1. Джуа, М. История химии,Издательство: М.: Мир, 476 с, 1975 г.
2. Быков Г. В. История органической химии, 1976 360 с.
3. Чижов О. С., Чижов А О. Рациональное планирование сложного органического
синтеза, М., 1986
4. Смит В. Органический синтез: наука и искусство / В. Смит, А. Бочков — М.: Мир,
2001 — 573 с.
5. Аблесимов Н. Е. Синопсис химии: Справочно-учебное пособие по общей химии —
Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2005 — 84 с.
6. Аблесимов Н. Е. Сколько химий на свете? ч. 1 // Химия и жизнь — XXI век. —
2009 — № 5 — С. 49-52.
7. О. А. Реутов. Органический синтез. — Издательство технико-теоретической
литературы. — 65 с.


.......................