Тем временем 1891

Тем временем

 

1891 г.

 

 

1891-

й год считается

 

годом рождения баскетбола

 

Двумя  годами  раньше,  в 

1889-

м,  на  Марсовом  поле  в 

Париже  по  проекту  французского  инженера  Г.Эйфеля 

воздвигается  знаменитая  Эйфелева  башня 

–

  высочай-

шее  (303  м)  сооружение  в  мире  к  тому  времени.  Она 

стала  своеобразным  памятником  «веку  железа»,  по-

скольку была сделана целиком из металлических конст-

рукций.

 

1  марта  1881  года  в  Петербурге  группа  народо-

вольцев совершает покушение на императора Алексан-

дра 

II

.  На  российский  престол  восходит  Александр 

III 

(1881 –

 1894 гг.).

 

В  последней  трети 

XI

Х  века  главные  страны  Ев-

ропы,  США  и  Япония  вступают  в  стадию  развитого  ин-

дустриального  общества.  Завершение  процесса  про-

мышленного переворота создало условия для быстрого 

экономического  развития  этих  стран.  Процесс  индуст-

риализации  сопровождался  периодическими  кризисами 

перепроизводства.

 

 

В  странах  «старого»  капитализма 

–

  Англии  и 

Франции 

–

  промышленный  переворот  и  развитие  капи-

тализма  начались  раньше  других  стран.  Однако  объе-

динение Германии в 1871 году, достигнутое в результа-

те  победы  во  франко

-

прусской  войне,  позволило  ей  в 

последней трети 

XI

Х века обогнать по уровню развития 

Англию  и  Францию.  Быстро  набирали  экономическое 

могущество США 

–

 страна с неисчислимыми природны-

ми  богатствами,  постоянно  растущим  населением,  бур-

ным  развитием  техники  и  демократическим  государст-

венным устройством. К началу 

X

Х века США выходят на 

первое  место  в  мире  по  уровню  экономического  разви-

тия.

 

 

В  последней  трети 

XI

Х  века  стали  возникать 

мощные  финансовые  и  промышленные  корпорации 

(монополии) 

–

 картели, синдикаты, тресты. Например, в 

Германии  Рейнско

-

Вестфальский  синдикат  контролиро-

вал  более  половины  добычи  каменного  угля  в  стране. 

Нефтяной  трест  Рокфеллера  производил  более  90% 

продукции  нефти  в  стране,  а  стальной  трест  Моргана 

выплавлял 66% стали в США.

 

 

Изменяется  структура  общества,  появляются  но-

вые  профессии,  связанные  с  обслуживанием  новых  ви-

дов техники (телефона, телеграфа, печатной машинки и 

т.п.).  В  новых  условиях  иной  становится  повседневная 

жизнь  людей.  Возникают  новые  общественные  учения: 

социализм,  коммунизм,  либерализм.  Меняется  и  сам 

человек.  Его  главными  ценностями  становятся  личная 

свобода и независимость.

 

 

Развитие  промышленности  вызвало  также  мощ-

ный  скачок  в  науке  и  технике.  Рост  спроса  на  металл 

для  нужд  тяжелой  промышленности  и  транспорта  побу-

дил

 

С.Томаса, Г.Бессемера и П. Мартена

 

создать новые 

способы выплавки металлов. Изыскания русских ученых 

И.А.Тиме  и  К.А.Зворыкина  внесли  много  нового  в  про-

цесс  резания  металлов  и  позволили  ввести  в  практику 

метод  электросварки  металлов,  что  было  очень  важно 

для машиностроения.

 

Важные  открытия в  области  химии  способствова-

ли  развитию  химической  технологии.  Методы  синтеза 

органических  веществ,  исследование  структуры  нефти, 

создание  основ  термохимии,  разработка  теории  элек-

тролиза  С.  Аррениусом  (Швеция)  и  методов  физико

-

химического  анализа  Н.С.  Курнаковым  (Россия)  имели 

не  только  теоретическое,  но  и  громадное  практическое 

значение.  Эти  открытия  дали  толчок  развитию  многих 

старых  и  созданию  новых  отраслей  промышленности 

(получение  искусственных  материалов,  производство 

пластмасс  и  т.д.).  В  свою  очередь,  это  подталкивало

 

развитие  добывающей  и  тяжелой  отраслей  промыш-

ленности.

 

 

Громадный  скачок  был  сделан  в  области исполь-

зования 

электроэнергии 

благодаря 

изобретениям 

П.Н.Яблочкова  и  Т.Эдисона.  С  созданием  А.Ф.Можай

-

ским, а затем братьями Райт первых самолетов  зарож-

далась  авиация.  Возникла  новая  отрасль  науки 

–

  аэро-

динамика, 

основоположником 

которой 

стал 

Н.Е.Жуковский. 

 

Портреты

 

Отто Валлах 

 

 

Отто Валлах 

 (1847–1931)

, Германия

 

 

Немецкий химик Отто Валлах родился в 1847 году в Кё-

нигсберге. В 1869 году окончил Гёттингенский универси-

тет.  С  1870  года  работал  в  Боннском  университете.  В 

1876  году  получил  должност  профессора.  С  1884  года 

занимался  изучением  терпенов.  С  1889  до  1915  года 

работал в Гёттингенском университете. В 1891 году вы-

делил  ряд  терпенов:  лимонен,  фелландрен,  фенхон, 

терпинеол  и  другие,  изучил  их  свойства.  В  1903  году 

описал  реакцию  получения  циклопентанкарбоновой  ки-

слоты  из  хлорциклогексана.  Изучал  восстановительное 

аминирование альдегидов и кетонов. Один из организа-

торов промышленности душистых веществ в Германии.

 

Минимум знаний

 

1891 г

. 

Отто Валлах выделил терпены

 

и изучил их свойства

 

 

Основоположником химии терпенов считается немецкий 

химик, Нобелевский лауреат 1910 года Отто Валлах. Но 

изучение  терпенов  началось  значительно  раньше.  Рус-

ский химик, ученик А.М.Бутлерова Флавиан Михайлович 

Флавицкий  в  своей  докторской  диссертации  «О  некото-

рых  свойствах  терпенов  и  их  взаимных  отношениях», 

защищённой в 1880 году, датирует начало изучения хи-

мии  терпенов  1803  годом,  когда  Киндт  получил  так  на-

зываемую  «искусственную  камфору»  действием  хлоро-

водорода на скипидар.

 

Терпенами  назвали  вещества,  выделенные  из 

скипидара,  получавшегося  из  смолы  хвойных  деревьев 

(живицы). Термин  «терпены»,  предложенный  в  1866  го-

ду  Августом  Кекуле,  произошёл  от названия  терпентин-

ного  дерева  (от  его  древнегреческого  названия 

τερέβινθος) 

–

 кустарника из рода фисташка, растущего в 

средиземноморских лесах. Из него добывали смолу, на-

зывавшуюся  терпентином.  Из  терпентина  перегонкой 

получали летучую жидкость терпентинное масло (в рус-

ском  языке  этот  продукт  назывался  скипидаром)  и  ка-

нифоль.  Скипидар  составляет  до  20%    смолы,  а  кани-

фоль 

–

 до 75%. В современном русском языке для обо-

значения продукта, получаемого подсочкой хвойных де-

ревьев,  заимствованное  слово  «терпентин»,  употреб-

лявшееся ещё в 

XIX

 веке, окончательно вытеснено рус-

ским словом «живица».

 

Ещё  Дмитрий  Иванович  Менделеев  называл  про-

дукты  лесохимии  «исконными  русскими  товарами».  На 

Руси  издавна  было  развито  смолокурение,  с  Х  века 

смолой  стали  торговать  с  западными  странами.  В  1720 

году неподалёку от Москвы был построен первый хими-

ческий завод Савёлова и братьев Томилиных, где среди 

прочего вырабатывались канифоль и скипидар. Не уди-

вительно,  что  русские  химики  посвящали  свою  работу 

важному для отечественной экономики сырью 

–

 продук-

там перегонки живицы хвойных деревьев

. 

Отто  Валлаху  было  всего  9  лет,  когда  Александр 

Михайлович Бутлеров опубликовал статью об «искусст-

венной  камфоре»,  получаемой  присоединением  хлоро-

водорода  к  пинену 

–

  уже  известному  веществу  класса 

терпенов.  Бутлеров  не  раз  возвращался  к  тематике 

эфирных  масел  и  терпенов.  В  1878  году  статью  «О 

строении  терпенов»  опубликовал  Александр  Михайло-

вич  Зайцев.    С  1878  года  изучением  смол  хвойных  де-

ревьев 

и 

терпенов 

занялся 

ученик 

Бутлерова 

Ф.М.Флавицкий,  основоположник  казанской  школы  хи-

мии терпенов. Флавицкий первым высказал догадку, что 

молекулы терпенов образованы остатками С

5

 с кратны-

ми  связями.  В  1887  году  он  установил,  что  состав  тер-

пенов  может  быть  выражен  формулой  (С

5

Н

8

)

X

.  Позже 

эта мысль была возрождена в трудах Алексея Евграфо-

вича Фаворского, а в 1953 году  швейцарский химик Ле-

опольд  Ружичка  сформулировал  своё  биогенетическое 

«изопреновое  правило»,  согласно  которому  для  всех 

терпенов, а также для многих витаминов и гормонов го-

мологической  разностью  является  изопреновый  скелет, 

то  есть  их  молекулы  построены  из  нескольких  звеньев 

изопрена.

 

Отто  Валлах  приступил  к  изучению  терпенов  в 

1884 году. В 1891 году он выделил лимонен, терпинеол 

и    другие  терпены  и  изучил  их  свойства.  Его  заслугой 

является  установление  тождества  терпенов  разного 

происхождения,  которые  ранее  считались  различными 

веществами и назывались по

-

разному.

 

Егор  Егорович  Вагнер  с  1891  года  занимался  ис-

следованием строения терпенов, а именно определени-

ем положения двойной связи в их молекулах с помощью 

осторожного  окисления  1%

-

ным  щелочным  раствором 

KMnO

4

. Эта реакция, открытая им в 1888 году и назван-

ная его именем (реакция Вагнера) приводит к образова-

нию гликоля (присоединению по месту разрыва π

-

связи 

двух  ОН

-

групп).  Дальнейшее  осторожное  окисление 

приводит  к  разрыву  также  и  σ

-

связи  и  образованию  в 

месте её разрыва двух карбоксильных групп. Идентифи-

кация  полученных  карбоновых  кислот  позволяет  сде-

лать  вывод о  положении  двойной  связи  в исходной  мо-

лекуле.  Таким  способом  Вагнер  установил  строение 

многих терпенов: α

-

 и β

-

пиненов, β

-

камфоры, лимонена, 

камфена, карвона, борнеола и прочих. 

 

Терпены 

–

 это терпеновые углеводороды с общей 

формулой  (С

5

Н

8

)

n

  и  их  кислородсодержащие  производ-

ные  (спирты,  альдегиды,  кетоны),  называемые  терпе-

ноидами.  Углеродный  скелет  терпеновых  углеводоро-

дов и терпеноидов  построен из двух и более изопрено-

вых  звеньев. Они  могут  иметь  ациклическое  и  цикличе-

ское  строение.  Терпены,  содержащие  две  изопреновых 

группировки,  называются  монотерпенами.  Дитерпены, 

соответственно,  содержат  четыре  изопреновые  группи-

ровки,  тритерпены 

–

  шесть  изопреновых  группировок, 

тетратерпены 

–

 восемь  изопреновых  группировок.  Если 

же изопреновых группировок три, то это сесквитерпены.

 

Терпены содержатся в эфирных маслах растений 

(мяты,  лимона,  лаванды,  герани  и  других),  смоле  хвой-

ных деревьев, в млечном соке каучуконосов. Скипидар 

– 

летучий  продукт  перегонки  живицы 

–

  является  смесью 

терпеновых  углеводородов.  Скипидары  из  разного  сы-

рья  отличаются  составом.  Ф.  М.  Флавицкий  писал  Бут-

лерову  о  различии  оптических  свойств  терпенов,  полу-

ченных  из  скипидаров  разного  происхождения:  «Чрез-

вычайно  неожиданным  для  меня  оказалось  различие 

смолы  ели  от  сосновой. Тогда как  из  смолы  сосны по-

лучается довольно чистый правый терпен, смола ели 

даёт  масло  с  левым  вращением».  Скипидар  использу-

ется  как  растворитель  для  масляных  красок,  лаков,  в 

медицине для растираний и мазей. Из скипидара синте-

зируют камфору. 

 

Скипидар 

–

  смесь циклических  терпенов. Больше 

всего  в  нём  α

-

пинена  (от  латинского 

pinus  –

  «сосна») 

– 

до  70%.  Кроме  того,  в  скипидаре  содержится  цикличе-

ские  монотерпены  β

-

пинен,  лимонен  и  карен,  а  также 

небольшое количество  других  терпенов.  Лимонен  явля-

ется  также  главной  составной  частью  масла  апельсин-

ной  корки,  вместе  с  пиненом  содержится  в  лимонном 

масле,  до  60% 

–

  в  сельдерейном  масле,  до  40% 

–

  в 

тминном  масле.  Строение  лимонена  установил  Е.  Е. 

Вагнер в 1895 году.

 

HC

H

2

C

C

H

CH

2

CH

C

CH

3

C

CH

3

H

3

C

H

2

C

H

2

C

C

H

CH

2

CH

C

CH

2

C

H

3

C

CH

3

HC

H

2

C

C

H

CH

CH

2

C

CH

3

C

H

3

C

CH

3

HC

H

2

C

CH

CH

2

CH

2

C

CH

3

C

H

2

C

CH

3

пинен

пинен

карен

лимонен

 

Родственный  лимонену  по  строению  терпиноид 

карвон  является  основной  составной  частью  тминного 

масла. Гидратацией лимонена могут быть получены не-

предельные 

циклические 

спирты 

терпинеолы: 

α

-

терпинеол  получается  в  результате  присоединения  мо-

лекулы воды в боковую цепь, а β

-

терпинеол образуется 

при разрыве π

-

связи в цикле. Оба вещества имеют при-

ятный  запах,  напоминающий  запах  сирени  и  ландыша, 

поэтому используются как душистые вещества. 

 

 

HC

H

2

C

CH

CH

2

C

C

CH

3

O

C

H

2

C

CH

3

H

2

C

H

2

C

CH

CH

CH

2

CH

OH

CH

3

CH

H

3

C

CH

3

HC

H

2

C

CH

CH

2

CH

2

С

CH

3

C

OH

CH

3

H

3

C

 

α

-

терпинеол  применяют  как  душистое  вещество  в  со-

ставе  пищевых  эссенций:  он  является  одним  из  дейст-

вующих начал пряности кардамона. Ментол содержится 

в эфирном масле перечной мяты. В 1905 году француз-

ский  химик  Альбен  Галлер  синтезировал  ментол.  Его 

используют для придания мятного вкуса и запаха зубной 

пасте,  жевательной  резинке,  он  входит  в  состав  вали-

дола. 

 

Нециклическим  терпеном  является  мирцен,  со-

держащийся  в  эфирных  маслах  хмеля  и  благородного 

лавра,  а  родственный  ему  спирт  гераниол  входит  в  со-

став  эфирных  масел  герани  и  розы.  Окислением  гера-

ниола  может  быть  получен  терпеновый  альдегид  цит-

раль,  который  содержится  в  эвкалиптовом  масле,  до 

85%  –

  в  масле  лимонной  травы  (лемонграссовое  мас-

ло), некоторое количество есть в лимонном масле. Цит-

раль применяется в медицине и как душистое вещество.

 

H

2

C

H

2

C

CH

CH

2

CH

C

CH

2

C

H

3

C

CH

3

H

2

C

H

2

C

С

H

С

CH

CH

3

CH

2

OH

C

H

3

C

CH

3

гераниол

 

а

H

2

C

H

2

C

CH

С

H

С

CH

3

C

C

O

H

H

3

C

CH

3

цитраль

 

а

 

 

Нециклические  терпены  и  их  производные  легко  пре-

вращаются  в  циклические  терпены,  а  также  в  аромати-

ческий углеводород цимол (п

-

метилизопропилбензол). 

 

 

Одним  из  первых  терпенов,  с  которым  познако-

мились химики, была камфора 

–

 бесцветное кристалли-

ческое  вещество  со  специфическим  запахом,  которое 

получали из масла японского камфорного лавра. До на-

чала  ХХ  века  основным  поставщиком  камфоры  была 

Япония, а применяли её в медицине. Она является сти-

мулятором  нервной  деятельности,  стимулирует  дыха-

ние  и  кровообращение.  Для  усиления  сердечной  дея-

тельности  вводится  под  кожу  при  отравлении  наркоти-

ками  и  снотворными.  Спиртовые  и  масляные  растворы 

камфоры используются как наружное средство для рас-

тирания  при  воспалительных  процессах,  ревматизме.  В 

1869  году  был  изобретён  целлулоид 

–

  искусственный 

полимер  на  основе  нитроцеллюлозы, в  котором  камфо-

ра  использовалась  как  пластификатор.  Потребность  в 

камфоре  возросла,  и  природного  сырья  стало  недоста-

точно. В промышленности камфору получают из пинена, 

выделенного из скипидара.

 

 

 

H

2

C

H

2

C

C

H

CH

2

C

C

CH

3

O

C

H

3

C

CH

3

H

2

C

H

2

C

C

H

С

H

С

С

CH

3

O

Br

C

H

3

C

CH

3

 

 

Бромкамфора  оказывает  успокаивающее  действие  на 

центральную  нервную  систему,  применяется  при  повы-

шенной нервной возбудимости, неврозах.

 

Одним  из  наиболее  распространённых  дитерпенов  яв-

ляется ретинол (витамин А

1

). Витамин А был обнаружен 

в 1916 году, а в 1931 году швейцарский биохимик Пауль 

Каррер определил его строение. 

 

 

H

2

C

H

2

C

C

H

2

C

C

C

H

C

C

H

C

C

H

H

C

C

H

C

C

H

CH

2

OH

CH

3

CH

3

H

3

C

ретинол

 (

витамин

 

А

)

каротин

H

2

C

H

2

C

C

H

2

C

C

С

CH

3

CH

3

H

3

C

CH

3

CH

3

H

C

C

H

C

C

H

H

C

C

H

C

C

H

C

CH

3

CH

3

O

H

ретиналь

 

Витамин А содержится в рыбьем жире, печени, красной 

икре,  яичном  желтке,  сливочном  масле,  сыре  и  других 

продуктах.  В  растительных  продуктах  содержится  про-

витамин  А  каротин.  Наиболее  богаты  каротином  обле-

пиха,  рябина,  шиповник,  морковь,  зелень  петрушки  и 

другие  растительные  продукты.  Само  название  «каро-

тин»  произошло  от  латинского 

carota  –

  «морковь».  Из-

вестны  три  изомерных  формы  каротина  (α

-

,  β

-

  и  γ

-

каротин), отличающиеся числм циклов и положением π

-

связей.  Молекула  наиболее  ценного  β

-

каротина  в  жи-

вотном  организме  расщепляется  на  две  молекулы  ви-

тамина  А  (место  расщепления  отмечено  пунктиром). 

Ретинол  в  организме  окисляется  до  альдегида  ретина-

ля.  Ретиналь  связывается  с  белком  палочек  сетчатки 

– 

опсином,  образуя  светочувствительный  пигмент  родоп-

син.  Он  участвует  в  процессе  зрительного  восприятия. 

Американский биохимик Джордж Уолд в 1967 году полу-

чил  Нобелевскую  премию  за  выяснение  значения  вита-

мина А для зрения.

 

 

Витамин  А  влияет  на  рост  и  развитие  организма, 

формирование  скелета,  состояние  кожи  и  слизистых 

оболочек.  Недостаток  этого  витамина  ведёт  к  задержке 

роста у детей, снижению сопротивляемости организма к 

инфекциям,  нарушению  способности  глаз  к  темновой 

адаптации  («куриная  слепота»),  изменяется  состояние 

кожи  (сухость,  шелушение,  эффект  «тёрки»  или  «рыбь-

ей чешуи»), волос (потеря блеска, выпадение), глаз (су-

хость, воспаление). 

 

Методические рекомендации 

 

Материалы этой карточки можно использовать при под-

готовке уроков по химии по темам «Непредельные угле-

водороды. Диеновые углеводороды», «Спирты. Получе-

ние  и  применение  спиртов»  и  в  профильной  школе  по 

теме «Пищевые и биологически активные добавки». 

 

Портрет О.Валлаха  можно  использовать  на  соответ-

ствующих уроках. 

 

Сделай сам 

 

Проделайте опыт 

 

«Доказательство непредельности

 

терпенов скипидара» 

 

В  пробирку  поместите  несколько  капель  скипидара  и 

добавьте  бромную  воду.  При  встряхивании  пробирки 

бромная  вода  постепенно  обесцвечивается.  Аналогич-

ным  образом  осуществите  обесцвечивание  раствора 

перманганата  калия.  Пинен,  составляющий  основную 

массу  скипидара,  присоединяет  бром  и  окисляется  по 

месту двойной связи. 

 

Выполните задание

 

В  1821  году  в  научную  медицину  были  введены  листья 

букко  в  форме  настоев,  применяющихся  при  инфекци-

онных  заболеваниях  мочевых  путей.  Антисептическое 

действие  настоев  объясняется  содержанием  в  листьях 

букко  циклического  спиртокетона  диосфенола,  или  бук-

кокамфоры. По систематической номенклатуре диосфе-

нол  называется 

2-

гидрокси

-5-

изопропил

-

циклогексен

-2-

он.  Составьте  структурную  формулу  диосфенола.

Что еще можно прочитать 

 

 

Леенсон  И.А.  Откуда  твое  имя?  «Химия  и 

жизнь», 2005, № 11, с. 48

-51.  

 

Кольчинский  А.Г.  Дюжина  классических  пряно-

стей. «Химия и жизнь», 1992, № 5, с. 62

–66.  

 

Кольчинский  А.Г.  Дюжина  классических  пряно-

стей. «Химия и жизнь», 1992, № 6, с. 54

–59.  

 

Абрамов  А.  Беседа  насекомых.  «Химия  и 

жизнь», 1972, № 11, с. 85. 

 

 

Замятина  Н.Г.  Извлечение  аромата.  «Химия  и 

жизнь», 2002, № 2, с. 26

-31.  

 

Каталог: dlrstore
dlrstore -> От среднего значения. Полу- чив такой результат, американские ученые сделали вполне
dlrstore -> Тема. Характеристики звезд и методы их определения: температура, цвет, спектральный класс, светимость, видимая и абсолютная звездная величина. Переменные звёзды