Начало и конец всякого исследования

С чего начать работу? Сомнений тут быть не может - конечно, с ознакомления с научной литературой по интересующему нас вопросу. Ведь все, что делают химики (и другие ученые), они затем описывают в специальных научных журналах. Значит, отправляясь в библиотеку рыться в книгах и журналах, мы преследуем несколько целей. Во-первых, не сделано ли уже другими то, что мы только собираемся сделать (не стоит тратить время на изобретение велосипеда)? Во-вторых, если это не сделано, какие известны похожие реакции с аналогичными соединениями?

Мы пришли в научную библиотеку и глаза у нас разбежались. Кругом сотни, тысячи книг и журналов. Не читать же их все подряд-на это и несколько жизней не хватит. Действительно, научных журналов, а химических в особенности - огромное множество. Так, в наше время во всем мире выходит ежемесячно около шести тысяч журналов, публикующих статьи по химии. Даже свежие журналы один человек не в состоянии просмотреть.

И все-таки ситуация не так безнадежна. Во-первых, мы работаем в довольно узкой области науки о синтетической органической химии. Значит, из журналов по химии нас заинтересуют далеко не все. Но все же журналов для химиков-органиков остается очень много. Например, только на русском языке статьи по органической химии публикуют Журнал общей химии, Журнал органической химии, Журнал ВХО им. Д. И. Менделеева, Журнал физической химии, Известия Академии наук СССР, Доклады АН СССР, Химия гетероциклических соединений, Координационная химия, Биоорганическая химия и т. д., и т. д. И каждый журнал, как правило, выходит ежемесячно. Как же ориентироваться в этом потоке информации? Для этого существуют много-численные и разнообразные справочники. Самый солидный, самый знаменитый, самый полный из них был основан членом Российской Академии наук Федором Федоровичем Бейлыптейном и впервые издан в Германии на немецком языке в 1881-1882 годах. Мы сказали "основан", ибо издание этого многотомного справочника, называемого "Beilsteins Hndbuch der organischen Chemie", еще не закончено и вряд ли когда-либо будет закончено - ведь каждый год синтезируются все новые и новые вещества, ради которых выходят очередные тома справочника. Всего же на сегодняшний день издано более 100 увесистых томов "Бейльштейна", как называют его химики.

Перелистывать все тома справочника в поисках нужного нам вещества тоже совсем незачем: тут нам помогут указатели, в которых вещества расположены по классам, а также по брутто-формулам или названиям.

Итак, мы убедились по справочнику Бейльштейна, что вещество, которое мы хотим синтезировать, в литературе не описано. Можно приступать к работе? Подождите! Справочник Бейльштейна заметно отстает от жизни (ведь не скорое это дело - собрать сведения из всех журналов в одну книгу). Поэтому, просмотрев его, мы сможем утверждать лишь то, что десять-двадцать лет назад это вещество было неизвестно. Но за двадцать лет многое могло измениться.

Что же делать? Теперь нам помогут реферативные журналы. Самые известные из них - это американский "Chemical Abstracts" и отечественный "Реферативный Журнал Химия" (РЖХим). В реферативных журналах приводятся краткие изложения статей- рефераты. Специально издаются формульные указатели и указатели по названиям веществ. Пользуясь реферативными журналами, мы можем "просмотреть" литературу вплоть до прошлого года и даже еще более свежую.

Вот теперь мы можем сказать, что до прошлого года наше вещество не было синтезировано. Его будем синтезировать по какой-то реакции из другого, исходного вещества. Но как получить это исходное вещество?

Все повторяем сначала - "Бейлынтейн", затем реферативный журнал. Предположим, нас интересует 8,9-дихлор-3,4-динитрофлуорантен. Определяем его брутто-формулу (C₁₆H₆CI₂N₂O₄) и по ней находим реферат в "Chemical Abstracts". Реферат на странице 546 тома 84 выглядит так:

84: 105260х 8,9-Dichloro-3,4-dinitrofluoranthene. Zinchenko, V, M.g Burmistrov, S. I. (Dnepropetr. Khim.-Tekhnol. Inst., Dnepropet-rovsk, USSR), Zh. Org. Khim, 1976, 12 (1), 232 (Russ.) Treatment of the sulfonic acid I with concd. HN03 - concd. H2S04 at room temp for 8-10 hr gave 30% dinitro compd. II.

Этот реферат отсылает нас к статье В. М. Зинченко и С. И. Бурмистрова в Журнале органической химии за 1976 год (том 12, выпуск 1, стр. 232). В этой статье находим метод получения интересующего нас вещества и некоторые его свойства. Приведем эту статью целиком.

УДК 547.686

Журнал органической химии том XII, вып. 1 (1976)

8,9-дихлор-3,4-динитрофлуорантен

В. М. Зинченко, С. Я. Бурмистров

В литературе описаны случаи замены сульфогруппы нитрогруппой при наличии в хиногеновых положениях к сульфогрупп в сильно активирующих заместителей первого рода, например окси [1] или амино [2].

При обработке 8,9-дихлор-4-нитрофлуорантен-3-сульфокислоты (I) [3| смесью серной и азотной кислот с целью введения следующего заместителя мы обнаружили наряду с небольшим количеством ожидаемых дихлординитрофлуорантенсульфокислоты и продуктов окисления 8,9-дихлор-3,4-динитрофлуорантен (II),

Аналогичное вытеснение сульфогруппы нитрогруппой при обработке смесью серной и азотной кислот 4,8-динитрофлуорантен-3-сульфокислоты уже описано нами [4].

Вытеснение сульфогруппы нитрогруппой происходит как при наличии только дезактивирующих, мета-ориентирующих заместителей в нафталиновой и бензольной частях молекулы флуорантена, так и при наличии атомов хлора.

Строение соединения (II) доказано получением его из вещества (I), а также подтверждено ИК-спектрами, снятыми на спектрофотометре UR-20 в таблетках с КВг. В ИК-спектрах веществ (I) и (II) наблюдаются полосы поглощения нитрогруппы (1340, 1527, 1360, 1380, 1540, 1565 см^-1) и сульфогруппы, обнаруженные только для соединения (I) (1195, 1046, 1020 см^-1).

8,9- Дихлор-3,4-динитрофлуорантен (II). 10,3 г калиевой соли кислоты (I) внесли при комнатной температуре в 25 мл концентрированной серной кислоты. При непрерывном перемешивании в реакционную колбу добавили нитросмесь из 5 мл концентрированной азотной (d 1,5) и 10 мл концентрированной серной кислот. Разогревание массы предотвращают охлаждением, после чего продолжают перемешивание при комнатной температуре 8-10 часов, затем выливают в холодную воду, добавляют для экстракции 250 мл бутанола. Бутанольный слой промывают горячей водой, отфильтровывают нерастворимый желтый осадок, промывают его на фильтре горячим бутанолом, кипящей водой, раствором бикарбоната, затем вновь водой. Получают 3 г желтого осадка. Продукт растворяют в смеси толуола и ацетона (1 : 1), раствор хроматографируют на окиси магния. Избыток растворителя упаривают, при охлаждении выпадают светло-желтые мелкие иглы. Выход до 30%, т. пл" 289-290°, Найдено ,%: N 7,99, С1₆Н₆N₂Cl₂O₄ Вычислено % N 7,75.

Литература

[1] Г, Э. Фирц-Давид, Л. Бланже. Основные процессы синтеза красителей, ИИЛ, 136 (1957).

[2] К. Райд, Курс физической органической химии. Изд. "Мир", 444 (1972).-

[3] С. И. Бурмистров, В. М. Зинченко. ЖОрХ, 6, 1082 (1970).

[4] С. И. Бурмистров, В. М. Зинченко, Авт, свид. 364602 (1973): Бюлл. изобр., № 5 (1973).

Поступило 26 V 1975

Днепропетровский химико-технологический институт Мелитопольский педагогический институт

Теперь можно приниматься за работу. Когда мы проведем свое исследование, синтезируем новое вещество, то опишем это в статье, которую опубликуем в научном журнале. Затем сведения о нашем соединении поступят в РЖХим, "Chemical Abstracts", в "Beilstein" и, возможно, наш коллега где-нибудь в Австралии или Бразилии прочитает статью и использует наши результаты в своей работе.