Тримеризация ацетилена. Реакция происходит при пропускании ацетилена над активированным углем при температуре 600 °C. Используется для получения бензола.

Реакция Зинина

Метод получения ароматических аминов восстановлением нитросоединений

R-NO2+ 6H = R-NH2+2H2O.

Таким путем впервые был получен анилин, 1-нафтиламин. Эту реакцию впервые осуществил Н. Н. Зинин в 1842 году. Действуя на нитробензол сульфидом аммония, он получил анилин:

C6H5NO2 + 3(NH4)2S > C6H5NH2 + 6NH3 + 3S + 2H2O

Реакция Канниццаро

Окислительно-восстановительная реакция ароматических альдегидов открыта в 1853 г. итальянским химиком С. Каницарро.

Механизм реакции

Первый шаг реакции -- нуклеофильная атака, направленная на атом углерода альдегидной группы (например: анион гидроксила). Образующийся алкоксид переходит в ди-анион, известный как интермедиат Канниццаро. Образование этого промежуточного продукта требует сильно основной среды.

Только альдегиды, которые не могут сформировать ион енолата, подвергаются реакции Канниццаро. Такие альдегиды не могут иметь енолизуемого протона. При сильно щелочной среде, которая облегчает данную реакцию, альдегиды, которые могут сформировать енолат, подвергаются альдольной конденсации. Примерами альдегидов, которые могут подвергнуться реакции Канниццаро, могут быть приведены формальдегид и ароматические альдегиды (например, бензальдегид).

Метод получения ароматических аминов восстановлением нитросоединений: R NO2+ 6H = R NH2+2H2O. Таким путем впервые был получен анилин, 1 нафтиламин. Эту реакцию впервые осуществил Н. Н. Зинин в 1842 г. Действуя на нитробензол сульфидом аммония, он … Википедия

Метод получения ароматических аминов восстановлением ароматических нитросоединений: ArNO2 + 3H2S > ArNH2 + 3S + 2H20. З. р. открыта в 1842 Н. Н. Зининым на примерах восстановления α нитронафталина и нитробензола… … Большая советская энциклопедия

Получение ароматич. аминов восстановлением нитросоединений с помощью H2S, (NH4)2S или сульфидов щелочных металлов, напр.: ArNO2 + 3H2S: ArNH2 + 2H2O + 3S Процесс осуществляют нагреванием нитросоединений с восстановителем. Сульфиды используют в… … Химическая энциклопедия

Ученый и профессор, академик Петроградской медико хирургической академии, ординарный академик Академии Наук, профессор Казанского университета и Медико хирургической академии, тайный советник, кавалер орденов до Белого Орла включительно. Зинин… … Большая биографическая энциклопедия

В органической химии существует огромное число реакций, носящих имя исследователя, открывшего или исследовавшего данную реакцию. Часто в названии реакции фигурируют имена нескольких ученых: это могут быть авторы первой публикации (например,… … Википедия

- (1812 1880), химик органик, основатель научной школы, академик Петербургской АН (1865), первый президент Русского физико химического общества (1868 77). Открыл (1842) метод получения ароматических аминов восстановлением ароматических… … Энциклопедический словарь

Николай Николаевич Зинин Дата рождения: 13 (25) августа 1812(1812 08 25) Место рождения: Шуша, Дата смерти … Википедия

Николай Николаевич Зинин Николай Николаевич Зинин (13 (25) августа 1812, Шуша, Карабахское ханство, ныне Азербайджан 6 (18) февраля 1880, Петербург) выдающийся российский химик органик, академик Петербургской АН, первый президент Русского физико… … Википедия

Николай Николаевич Зинин Николай Николаевич Зинин (13 (25) августа 1812, Шуша, Карабахское ханство, ныне Азербайджан 6 (18) февраля 1880, Петербург) выдающийся российский химик органик, академик Петербургской АН, первый президент Русского физико… … Википедия

Реакция Зинина

Н. Н. Зинин очень скоро понял все огромное значение открытой им реакции и распространил свои исследования на другие ароматические нитропроизводные.

Уже в 1844 г. он опубликовал вторую статью, в которой сообщал о получении им семинафталидама (т. е. нафтилендиамина) и семибензидама (т. е. метафенилендиамина). В следующем, 1845, году Зинин сообщил о получении им «бензаминовой» кислоты (т. е. метааминбензойной кислоты).

Синтез аминобензойной кислоты

Таким образом, этими тремя работами Зинин показал общность открытой им реакции восстановления ароматических нитросоединений в аминосоединения, и с тех пор она вошла в историю химии и в повседневный лабораторный обиход под названием «реакции Зинина». Позднее несколько видоизмененная французским химиком Бешаном «реакция Зинина» была перенесена в промышленность и тем самым положила начало развитию анилино-красочной промышленности.

Несколько позднее Зинин осуществил ряд других замечательных, превращений нитробензола. Так, при действии спиртовой щелочи на нитробензол им впервые был получен азоксибензол; восстановлением азоксибензола -- гидраэобензол, который под действием кислот, как показал Зинин, испытывал замечательную перегруппировку в бензидин.

Научные открытия Зинина представляют классический пример влияния науки на развитие промышленности. Напомню, что бензидин является одним из важнейших промежуточных продуктов анилинокрасочной промышленности.

До работ Зинина, его «бензидам» под различными названиями получался из природных продуктов. Это -- «кристаллин» Унфердобена, полученный им в 1826 г. при перегонке индиго; это -- «цианол» Рунге, выделенный им в1834г. в Бензидин ничтожных, количествах из каменноугольной смолы; это -- «анилин» Фрицше, также полученный путем сложных операций из природной краски индиго. Все эти открытия, сделанные до работ Зинина, не оказали и не могли оказать влияния на зарождение и развитие анилинокрасочной промышленности. Только получение Митчерлихом из. бензола нитробензола и получение Зининым из нитробензола синтетического анилина создали базу для развития анилинокрасочной промышленности, повлекшей за собою развитие фармацевтической промышленности, промышленности взрывчатых веществ, душистых веществ и многих других областей синтетической органической химии.

В 1847 г. Н. Н. Зинин получил предложение занять кафедру в Медико-хирургической академии в Петербурге. После некоторого размышления и колебаний он принял решение о переходе в Петербург. В Петербурге он потратил около трех лет на организацию химической лаборатории и только после этого мог снова приняться за прерванные научные занятия.

Совместно со своим учеником, впоследствии известным термохимиком Н. Н. Бекетовым, Зининым были синтезированы «бензуреид» и «ацетуреид» -- первые представители неизвестного и, как оказалось впоследствии, весьма важного класса моноуреидов. В 1854 г. им был осуществлен синтез летучего горчичного масла.

2 мая 1858 г. Зинин был избран экстраординарным, а 5 ноября 1865 г. ординарным академиком Петербургской Академии Наук. В Академии он был деятельным членом самых разнообразных комиссий, оказывая большую помощь особенно в разрешении вопросов, касающихся познания России. К концу своей научной деятельности он снова возвратился к изучению различных превращений горькоминдального масла и получил между прочим гидробензоин, который в свою очередь легко может быть переведен в бензоин.

Все работы Н. Н. Зинина были напечатаны на немецком и французском языках, за исключением докторской диссертации и работы о некоторых производных лепидина. Это явление объясняется тем, что труды Академии Наук обычно печатались не на русском, а на немецком или французском языке. Три первые и важнейшие работы Зинина о восстановлении нитросоединений в аминосоединения, напечатанные в «Известиях Академии Наук», впервые были переведены на русский язык лишь в 1942 г. по случаю 100-летия открытия анилина и напечатаны в журнале «Успехи химии» за 1943 г. (т. XII, вып. 2).

В обширной и плодотворной научной деятельности Зинина особого внимания заслуживает то, что все сложнейшие превращения веществ, группирующиеся вокруг бензойного альдегида, превращения, которые во всех деталях не распутаны и в настоящее время, открывались и изучались им в те далекие времена, когда не существовало теории химического строения. Приходилось проникать в область неизвестного главным образом с помощью «химического чутья», того качества ученого-химика, которое и до сих пор еще в значительной мере сохраняет свою силу для органика-синтетика.

Большое значение в развитии химической науки в нашей стране имела научно-общественная деятельность Зинина, развернувшаяся в начале 60-х годов в Петербурге. Это было время великих сдвигов и пробуждения самосознания в жизни русского общества. Зинин не оставался в стороне от общего движения. Это мощное движение коснулось самых различных сторон науки и искусства, в том числе и развития химического образования в нашей стране.

По инициативе нескольких выдающихся химиков-общественников, к которым, прежде всего надо отнести П.А. Ильенкова, Н. Н. Соколова и А. Н. Энгельгардта, в Петербурге в течение 1854/55 г. образовался первый химический кружок. Первые собрания этого кружка происходили на частной квартире Ильенкова. Кроме упомянутых лиц, деятельное участие в кружке принимали Ю. Ф. Фрицше, Л. Н. Шишков, Н. Н. Бекетов и Н. Н. Зинин. Кружок просуществовал около двух лет, но затем, отчасти под давлением извне, должен был прекратить свое существование.

Второй химический кружок был организован в 1857 г. по инициативе Н. Н. Соколова и А. Н. Энгельгардта. Кружок имел целью придти на помощь все возрастающему стремлению широких кругов общества поближе ознакомиться с успехами химической науки. Полагая, что для разрешения столь; трудной задачи наиболее действительным средством могло бы быть лишь непосредственное ознакомление, путем опытов, Соколов и Энгельгардт устроили у себя на квартире по Галерной улице, частную химическую лабораторию («публичную»), подобную той, какую основали в Париже в 1851 г. знаменитые реформаторы органической химии, французские ученые Лоран и Жерар. Цель этих замечательных в истории химии начинаний была одна и та же: предоставить возможность всем желающим ознакомиться с успехами химии производить опыты, при единственном условии, чтобы «это делалось без стеснения других». Успех лаборатории Н. Н. Соколова и А. Н. Энгельгардта превзошел все ожидания. Совершенно понятно, что такое частное учреждение, как химическая лаборатория, хотя бы по причинам материального характера, долго просуществовать не могло. И действительно, уже в 1860 г., т.е. через три года после основания, деятельность лаборатории была прекращена, а все оборудование было пожертвовано Петербургскому университету, чем и было положено начало прилично обставленной лаборатории университета. Н. Н. Зинин и в этом втором кружке принимал самое деятельное участие. Почти одновременно с организацией второго химического кружка и химической лаборатории неутомимые пионеры развития в русском обществе химического образования решили издавать первое в России периодическое химическое издание под названием: «Химический журнал Н. Н. Соколова и А. Н. Энгельгардта». Основной целью журнала было: «доставить занимающимся химией в России удобство следить за современным развитием науки и совершенно ясно его понимать». Первый выпуск журнала вышел в 1859 г. Вся эта замечательная страница из истории развития химической науки в России знаменовала начало ее расцвета. Жизнь химического кружка била ключом, число его участников настолько разрослось, что появилась настоятельная потребность в организации настоящего химического общества. В конце декабря 1867 г. и в начале января 1868 г. в Петербурге состоялся Первый Всероссийский съезд естествоиспытателей и врачей. В вечернем заседании съезда 3 января 1868 г. члены химического отделения, по предложению Н. А. Меншуткина, решили ходатайствовать перед правительством об учреждении Русского химического общества. Ходатайство было удовлетворено, Русское химическое общество было утверждено министром народного просвещения 26 октября 1868 г.

К первому заседанию вновь утвержденного общества, состоявшемуся 6 ноября, записалось; 47 членов, в числе которых был и Н. Н. Зинин. На этом заседании были заслушаны первые научные сообщения; в конце заседания от имени молодого Общества была выражена благодарность Н. А. Меншуткину и Д. И. Менделееву, как особо потрудившимся в деле его организации.

На следующем заседании, состоявшемся 5 декабря 1868 г.. Н. Н. Зинин был единогласно избран первым президентом Общества; делопроизводителем и редактором журнала Общества был избран Н. А. Меншуткин, казначеем Г. А. Шмидт. В качестве президента молодого Общества Н, Н. Зинин нес огромную и важную работу, председательствуя в очередных заседаниях, постоянно участвуя в многочисленных комиссиях, особенно по вопросам технико-химических изобретений и приложения химии к промышленности.

В звании президента Русского химического общества Зинин пробыл бессменно в течение 10 лет. В 1878 г. оканчивался второй пятилетний срок пребывания Н. Н. Зинина на посту президента. Несмотря на просьбы, он на этот раз отказался от дальнейшего несения высокого, но трудного президентского поста. Это было за два года до его смерти.

Подводя итог научной деятельности Н. Н. Зинина и его влияния на развитие русской органической химии, следует сказать, что благодаря его замечательным научным открытиям русская химическая наука встала на один уровень с западноевропейской.

Президент немецкого Химического общества, знаменитый химик и основатель немецкой анилинокрасочной промышленности А. В. Гофман в заседании Химического общества 8 марта 1880 г. произнес речь, в которой ярко охарактеризовал значение работ Н. Н. Зинина. «Сегодня я должен сообщить собранию,-- сказал Гофман,-- о кончине одного из славных старейших химиков,-- личности, которая имела значительное и продолжительное влияние на развитие органической химии. Я позволю себе напомнить только об одном открытии Зинина, составившем эпоху,-- о превращении нитротел в анилины... Щелочи, описанные Зининым под названием бензидама и нафталидама,-- те вещества, которые играют ныне столь важную роль, как анилин и нафтиламин. Тогда, конечно, нельзя было предвидеть, какая огромная будущность предстояла изящному способу превращения, описанному в упомянутой статье. Никто не мог предугадать, как часто и с каким успехом этот важный процесс будет прилагаться к изучению бесконечных превращений органических веществ, никому и в ум не приходило, что новый способ получения анилинов сделается со временем основанием могущественной отрасли промышленности». «Если бы Зинин,-- сказал в заключение Гофман,-- не сделал ничего более, кроме превращения нитробензола в анилин, то и тогда его имя осталось бы записанным золотыми буквами в истории химии».

Великое значение Н. Н. Зинина в развитии органической химии заключается также в том, что он не только организовал в Казанском университете правильные практические занятия по органической химии, но и впервые в истории русской химии сумел своим примером и энтузиазмом привлечь выдающихся молодых людей к научным исследованиям в области органической химии, тем самым подготовив почву для создания впоследствии знаменитой казанской школы химиков. Достаточно сказать, что одним из первых учеников Зинина в Казани был А. М. Бутлеров, который, наряду с Д. И. Менделеевым, составляет славу и гордость русской науки.

«Реакция Зинина» и рождение промышленности
органического синтеза

В 1842 году в России произошло событие, сразу же привлекшее внимание химиков всего мира. Речь идет об открытии молодого профессора Казанского университета Николая Николаевича Зинина (1812-1880), которому впервые удалось искусственным путем получить анилин. Это ценное органическое соединение раньше вырабатывали только из красителя растительного происхождения. А Зинин нашел способ синтеза анилина из нитробензола путем воздействия на него сероводорода (реакция восстановления). Полученную после отделения серы маслянистую жидкость ученый предложил назвать «бензидам», а способ получения и свойства бензидама подробно изложил в статье, через год увидевшей свет в «Бюллетене Петербургской Академии наук».
Прочитав статью, директор завода искусственных минеральных вод в Петербурге академик Юлий Федорович Фрицше (1808-1871) сразу же узнал в зининском «бензедаме» анилин, который он двумя годами ранее получил из органической краски индиго. Ю. Ф. Фрицше немедленно написал в том же «Бюллетене» о выдающемся достижении Зинина, открывшем заманчивые перспективы искусственного создания сложных органических соединений, содержащихся в растениях.
Ампулы с анилином, синтезированным Н. Н. Зининым в 1842 году, до сих пор сохранились и демонстрируются в химическом кабинете-музее Казанского университета.
Статью Зинина перевели на многие языки и опубликовали в ведущих химических журналах Европы. Имя тридцатилетнего русского ученого стало всемирно известным, а открытый им общий метод восстановления нитросоединений получил его имя («реакция Зинина»).
В то время органическая химия лишь исследовала вещества растительного и животного происхождения, однако сама ничего не «производила», в отличие от неорганической химии, имевшей уже целый ряд замечательных успехов в области синтеза минеральных веществ. Более того, подавляющее большинство химиков-органиков придерживались мнения, что органические вещества и не могут приготовляться искусственным путем. Открытие Зинина убедительно опровергло эти представления, начав новую эпоху в истории химии.
Анилин, извлекаемый из привозимого из Индии натурального индиго, был недоступен не только для широкого применения, но даже для сколько-нибудь масштабных лабораторных исследований в силу своей дороговизны и очень малого выхода. Напротив, дешевый, легко получаемый зининский анилин открывал неограниченные возможности как для многочисленных экспериментов, так и для промышленного производства. Вот почему именно в этом направлении и пошло во второй половине XIX века развитие промышленности органического синтеза.
В 1856 году будущий профессор Варшавского университета Я. Натансон при взаимодействии анилина с двухлористым этиленом получил ярко-красную жидкость, оказавшуюся искусственным органическим красителем — фуксином. В том же году английский химик В. Перкин подверг анилин окислению хромпиком и получил вещество фиолетового цвета, превосходно окрашивающее волокнистые материалы, — мовеин.
Вооруженные методом Зинина, химики превращали анилин в краски самых разнообразных цветов и оттенков и создали новую отрасль промышленности — производство искусственных органических красителей. По своему исходному материалу новые краски получили название анилиновых. Дешевые и яркие, они стремительно вытесняли дорогостоящие и непрочные природные красители на текстильных предприятиях Германии, Франции, Швейцарии, Англии, России.
Николай Николаевич Зинин пристально следил за этим грандиозным промышленным воплощением своих идей. Побывав в 1867 году на Парижской Всемирной выставке, где в витринах изумленным взорам зрителей предстала настоящая радуга анилиновых красок — фиолетовых, синих, красных, желтых, зеленых, жемчужно-серых и черных, он с восторгом писал: «Краски из анилина получили в настоящее время большое значение в крашении и печатании тканей; ими достигаются разнообразие цветов и яркость оттенков, невозможные при исключительном употреблении только других красок. <…> Они вытеснили из употребления непрочные краски, происходящие из растений: желтое дерево, сафрол, мурексид и пр.».
Сегодня «реакция Зинина» ежедневно осуществляется на химических заводах всего мира, которые вырабатывают миллионы тонн не только анилина, но и других веществ, впервые синтезированных с помощью открытого Зининым метода восстановления. Причем только часть этих соединений используется в качестве красящих веществ, поскольку уже в конце XIX — начале XX века ученые установили, что многие промежуточные продукты синтеза красителей являются ценными фармацевтическими препаратами, взрывчатыми веществами, антиоксидантами и так далее.
Так, в 1908 году на основе «реакции Зинина» синтезировали первый амид сульфаниловой кислоты. Оказалось, что одна из его производных — протонзол — обладает высокой способностью противостоять стрептококковой и другим инфекциям. И в середине 1930-х годов началось производство и применение в медицинской практике первого антибактериального препарата из группы сульманиламидов — стрептоцида, который до открытия антибиотиков был незаменимым средством при лечении воспалительных и инфекционных заболеваний. В современной медицине используется уже более сорока лекарственных препаратов данного ряда: норсульфазол, сульфадимезин, уросульфан, сульгин, фталазол и другие. Впоследствии из анилина получили атрофан — лекарство от подагры, жаропонижающее и болеутоляющее средство — пирамидон (амидопирин), а из синтезированной Зининым мета-аминобензойной кислоты производят широко известные обезболивающие препараты анестезин и новокаин.
В 1942 году в докладе, сделанном академиком А. Е. Порай-Кошицем в честь 100-летия знаменитого открытия Н. Н. Зинина, была представлена схема разнообразнейших производных анилина, имеющих первостепенное значение для многих отраслей науки и техники3. На этом разветвленном «родословном древе», кроме вышеназванного, — фотоматериалы, взрывчатые вещества, ускорители вулканизации каучука, стабилизаторы бензина и нефтяных масел, инсектициды и гербициды, а также разнообразные ароматические субстанции.
Известный немецкий химик А. В. Гофман, основатель германской анилинокрасочной промышленности, в юности вместе с Н. Н. Зининым практиковавшийся в Гиссене, говорил: «Если бы Зинин не сделал ничего более, кроме превращения нитробензола в анилин, то имя его и тогда осталось бы записанным золотыми буквами в истории химии».

А. М. Бутлеров и теория химического строения

Итак, в конце 1850-х годов масштабы технического производства искусственных красителей на основе «реакции Зинина» возрастали с каждым днем. Однако их синтез, осуществлявшийся в лабораториях, носил чаще всего случайный характер. Среди химиков тогда не было полной ясности относительно строения и свойств новых органических соединений. Все это означало, что развитие теории значительно отставало от практического использования результатов, полученных экспериментальным путем. Предлагавшиеся крупнейшими западноевропейскими химиками-органиками концепции быстро обнаруживали свою неспособность системно объяснить новые явления в органической химии, например, существование так называемых изомеров — веществ, одинаковых по химическому составу, но различающихся по строению или пространст-венному расположению атомов и, следовательно, по свойст-вам. Требовалась стройная последовательная и всеобъемлющая теория, обладавшая бы не только «объяснительным», но и прогностическим потенциалом. Такая теория была создана нашим соотечественником — учеником Н. Н. Зинина Александром Михайловичем Бутлеровым (1828-1886).
Уже в студенческие годы вместе со своим учителем он поставил ряд блестящих опытов. Окончив Казанский университет со степенью магистра (1849), Бутлеров по предложению ректора Н. И. Лобачевского уже в следующем, 1850 году приступил к преподаванию химии в стенах альма матер.
В 1850-х годах Бутлеров синтезировал и изучил свойства ряда важных органических соединений. Так, в 1859 году он открыл формальдегид, названный им «триоксиметиленом», а в 1860-м при взаимодействии формальдегида с аммиаком получил сложное азотосодержащее соединение — гексаметилентетрамин, которое сегодня известно под названием «уротропин».
Однако ученый не довольствовался получением новых веществ, его интересовали фундаментальные структурные законы, по которым образуются и «живут» сложные органические соединения. Размышления об этом привели его к созданию фундаментальной теории химичес-кого строения.

Электронное строение

Неподеленная пара электронов атома азота участвует в сопряжении с π-системой бензольного ядра (р,π-сопряжение). Поэтому ее способность к образованию донорно-акцепторной связи ослаблена. В связи с этим основные свойства анилина выражены в значительно меньшей степени, чем у алифатических аминов.

Являясь заместителем 1 рода, аминогруппа повышает электронную плотность в орто- и пара-положениях бензольного ядра (аналогия с фенолом).

Физические свойства

Анилин - бесцветная маслянистая жидкость с характерным запахом, малорастворим в воде, тяжелее воды, ядовит.

Химические свойства

I. Реакции с участием аминогруппы

Взаимодействие с кислотами (образование солей)

Соли анилина, в отличие от анилина, хорошо растворимы в воде.

II. Реакции с участием бензольного ядра

1. Галогенирование

2. Сульфирование

Сульфаниловая кислота является важным промежуточным продуктом в синтезе лекарственных веществ (сульфаниламидных препаратов).

Способы получения

Анилин получают из нитробензола восстановлением нитрогруппы -NO 2 в аминогруппу -NH 2 . Эту реакцию открыл русский химик Н. Н. Зинин (реакция Зинина) . Восстановление нитробензола он производил сульфидом аммония:

C 6 H 5 NO 2 + 3(NH 4) 2 S → C 6 H 5 NH 2 + 6NH 3 + 3S + 2H 2 O

Восстановление можно производить и в кислой среде атомарным водородом, который образуется при взаимодействии металлов с кислотами:

C 6 H 5 NO 2 + 6Н → C 6 H 5 NH 2 + 2H 2 O,

а также газообразным Н 2 при высоком давлении в присутствии катализатора:

C 6 H 5 NO 2 + 3Н 2 → C 6 H 5 NH 2 + 2H 2 O