Результаты исследования
В настоящее время число известных органических соединений близко к 10 миллионам и не ограничено число тех соединений, которые могут быть получены. В химических лабораториях каждый день синтезируются сотни новых веществ. Открываются новые реакции, разрабатываются новые способы получения органических веществ, внедряются новые методы стимулирования химических реакций и новые методы исследования химических соединений. Продуктами органического синтеза, осуществляемого в промышленных масштабах, являются пластмассы, химические волокна, красители, лекарственные препараты, сельскохозяйственные химикаты, моющие средства, душистые вещества и многие другие вещества и материалы, необходимые человеческому обществу. Современная органическая химия располагает огромным экспериментальным и теоретическим материалом, а уровень развития органического синтеза может служить мерилом научно-технического прогресса. Интенсивно развиваются как синтетическая, так и теоретическая органическая химия.
В органической химии под термином «синтез» понимают конструирование молекулярных структур, имеющих определенное химическое и пространственное строение. Иногда это конструирование может включать в себя одну или небольшое число операций, но может быть и очень сложным, включающим несколько десятков стадий. В этой связи уместно вспомнить синтезы хлорофилла и витамина В12, осуществленные Р. Вудвордом и сотрудниками, синтез пептидного гормона окситоцина, выполненный В. Дю Виньо, синтез биологически активного гена, являющегося фрагментом ДНК, который провела группа исследователей под руководством Х. Кораны. За свои работы Р. Вудворд, В. Дю Виньо и Х. Корана удостоены Нобелевских премий. Успех указанных выше синтезов свидетельствует о том, что органическая химия является точной фундаментальной наукой, располагающей набором определенных общих правил и соответствующим химико-органическим аппаратом, которые позволяют правильно предсказать результат весьма сложных органических синтезов, правильно выбрать путь получения химического соединения с заданной молекулярной структурой. Р. Вудворд, получивший признание как чародей органического синтеза, очень верно выразил сущность органической химии, сказав: «Вряд ли можно отрицать, что успешный исход синтеза, состоящего более чем из тридцати стадий, является суровым испытанием способности науки к предвиденью, а также проверкой ее познавательной мощи в сфере изучаемых объектов».
Особенность органической химии состоит в том, что она использует не традиционный математический аппарат, а свой собственный аппарат, свою символику. Язык органической химии - это язык структурных формул. Манипулируя структурными формулами по определенным правилам, химик-органик может предвидеть конечный результат сложных химических превращений, выбрать из нескольких возможных решений наиболее рациональное. Язык структурных формул - достаточно строгий язык. Он гарантирует точность результатов, подается формализации и может быть переведен на машинный язык. Например, в Гарварде (США) разработана программа LHASA, позволяющая анализировать стратегию и тактику органического синтеза с помощию ЭВМ. Возможность компьютеризации химико-органических исследований служит подтверждением математической строгости применяемой здесь логики.
В современной органической химии проектирование и создание новых типов органических молекул с заданными структурными характеристиками, получившее название «молекулярный дизайн», приобретает все большее и большее значение. О впечатляющих успехах в данной области говорит синтез органических молекул в виде правильных многогранников (призман, кубан, тетраэдран, додекаэдран), необычных молекулярных конструкций типа катенанов, ротоксанов, узлов. Имеются сообщения о создании молекулярных структур, обладающих формой листа Мёбиуса. Получение молекулярных структур различных типов, с одной стороны, обогащает теоретическую органическую химию новыми идеями, с другой стороны, может иметь практический выход, например, в решении задач по синтезу биологически активных препаратов, органических катализаторов, материалов для регистрации информации и т.д.
Органический синтез - весьма своеобразный вид интеллектуальной деятельности, творческий во всех смыслах: поиск решений базируется не столько на логических, сколько эвристических (не формализуемых) основах и его результатом является создание объектов новой, искусственной Природы. Здесь воедино слиты такие разнородные подходы, как строгий научный анализ - основа предвидения, так и почти художественный дизайн эстетически привлекательных целей и поиск внутренне красивых решений, оптимальных и лаконичных. Разумеется, огромную роль играет мастерство экспериментатора, при этом речь идет не только об овладении техническим арсеналом своего дела, но и о развитом «чувстве вещества» - тонком, почти интуитивном понимании особенностей его поведения. Недаром органический синтез называли и называют искусством.