Organik sintez
Gey-Lyussakning shogirdi bo‘lgan farang kimyogari Teofil Jyul Peluz (1807-1867) tomonidan 1834-yilda kaliy sianid ta’sirida alkilsernokislota tuzlari orqali sianidli alkillarni tayyorlashga muvaffaq bo‘ldi. O‘sha yilning o‘zida Jan Batist Dyuma (1800-1884) tomonidan o‘yuvchi kaliy ta’sirida xloroformdan chumoli kislotasi hosil bo‘lishi aniqlandi. Shu tariqa, Dyuma galogen hosilalaridan gidroliz usuli bilan kislotalarni olish yo‘lini topgan edi.
1842-yilda ishqoriy metallarning amalgammasi orqali galogen hosilalarini tiklash usulini Melzens ismli kimyogar taklif qildi. Oradan besh yil o‘tib, 1848-yilda bir guruh olimlar – Jan Batist Dyuma, Malaguti, Leblan, Frankland hamda, Kolbyelar tomonidan kam uglerodli birikmalardan nitrillar vositasida kislotalarni olish usuli taklif qilindi. Shu paytning o‘zida, olmon kimyogari Erxald Micherlix (1794-1863), tarixda birinchi marta, to‘yingan azot kislotasi va oltingugurt kislotasi aralashmasi orqali, nitrobenzol va benzol moddalarini sintez qilishga muvaffaq bo‘ldi.
1832-yildayoq, nemis kimyogarlari Yustus Libix va Fridrix Vyoler tomonidan, ishqor mavjud bo‘lganida, benzaldegidning benzoy kislotasiga aylanishini kuzatishgan edi; 1853-yilga kelib, ushbu jarayonda tegishli spirt turi ajralib chiqishini italyan kimyogari Stanislao Kannissaro (1826-1910) isbotlab berdi. Shuningdek, platina tishqori (qora kukuni) mavjud bo‘lgan sharoitda uglevodlar va spirtlarning kislotaga oksidlanishi hodisasining kashf qilinishini ham albatta eslab o‘tish joiz.
Shu va shu kabi misollar, organik birikmalarning olinishi borasida katta istiqbollar mavjudligiga ishora qilib turar edi. Olimlar borgan sari, organik moddalarni sun’iy sintez qilish amaliyoti muvaffaqiyat bilan amalga oshadigan payt yaqin qolganiga qat’iy ishona boshlashdi.
1854-yilga kelib, Kolbye tomonidan mochevinaning sintez qilinishidan keyin, avvallari kimyogar tomonidan moddalarni tasniflashda qo‘llab kelingan tabiiy chegara – organik va noorganik birikmalar chegarasi yo‘qqa chiqdi. Bunda, avvallari kimyogarlar organik birikmalarni noorganik birikmalardan sun’iy sintez qilishning imkoni yo‘q deb qarashar edi. Mochevinani sintez qilishni uddalangani esa, bunday chegarani olib tashladi.
Organik sintez sohasining yangi bosqichda rivojlana boshlashida ayniqsa farang kimyogari Marselen Bertlo (1827-1907) katta hissa qo‘shdi. Adolat yuzasidan aytish joizki, Bertloning ilmiy ishlaridan avval, kimyo fanida organik sintez bo‘limi mustaqil bo‘lim sifatida mavjud bo‘lmagan. Bertlo ilk bora, organik sintez sohasini yagona tizimga solishni boshlab berdi.
Haqiqatan ham, Bertloning 1860-yildan nashrdan chiqqan «Sintezga asoslangan organik kimyo» asaridan avval, bu borada birorta ham sistematik tadqiqot bajarilmagan. Bungacha bo‘lgan davrda elementlardan organik moddalarni to‘liq sintez qilish borasida faqat ikkita muhim ilmiy ish qilingan edi. Ularning birinchisi Fridrix Vyoler tomonidan mochevina olinishi bo‘lgan bo‘lsa, ikkinchisi, Kolbye tomonidan sirka kislotasi sintez qilingani bo‘lgan. Ushbu sintezlar kimyo fani uchun g‘oyat qiziq jihatlarni ochib bergan bo‘lsa-da, lekin, ular qandaydir xususiy hol sifatida qaralishi kerak va haqiqatan ham, har ikkala jarayondan keyin ham, kimyogarlar naqadar yirik ilmiy yo‘nalish ustida turganliklarini, ya’ni, tamomila yangi fan sohasi – organik sintezni ochishga yo‘l topganliklarini o‘zlari tushunishmagan. Ushbu tadqiqotlarda organik sintez borasida biror tayinli umumiy usul taklif qilinmagan.
Marselen Bertlo 1827-yilda Parijda, o‘rtahol oilada tug‘ilgan. Uning otasi vrach bo‘lgan. Litseyda ta’lim olgan yillarida u eng a’lochi, eng ilg‘or o‘quvchilardan biri bo‘lgan. U shuningdek, Kollej de Frans kollejida Jerom Balar, Klod Bernar va boshqa yetuk olimlardan dars olgan.
1848-yilda u ham o‘z otasining yo‘lidan borishga qaror qiladi va universitetga, tibbiyot yo‘nalishiga o‘qishga kiradi. Biroq, birinchi yil ta’limdan keyin u tibbiyot sohasidagi bilim berish darajasidan qoniqmaganligi uchun o‘qishni tashlashgan qaror qiladi. Unga nisbatan chuqurroq ta’lim bera oladigan, kuchliroq oliygoh kerak edi. Shu sababli u, endi kimyoni ko‘proq va yaxshiroq o‘rgana boshlaydi. Bir necha oylik izlanishlardan keyin, Bertlo, maqolamizning eng boshida yodga olib o‘tilgan olim - Teofil Jyul Peluz laboratoriyasiga shogird bo‘lib joylashadi. Vaqt o‘tishi bilan, Bertlo ustozi Peluzning eng yaqin yordamchisi va ilmiy hamkoriga aylanadi.
Laboratoriyadagi faoliyatining dastlabki yillarida Bertlo asosan fizik kimyo bilan mashg‘ul bo‘lgan va xususan, gazlarni suyultirish masalalari bilan shug‘ullangan. O‘zining ilk ilmiy tadqiqotlarini u 1850-yilda e’lon qilgan. Bertlo ta’bir joiz bo‘lsa, insoniyat tarixidagi eng sermahsul ilmiy faoliyat yuritgan, favqulodda mehnatkash va samarador olim bo‘lgan deyish mumkin. U umumiy hisobda 60 yilga yaqin ilm-fan ichida bo‘ldi va jami 2800 dan ziyod ilmiy ishlarni e’lon qildi. Ushbu ilmiy ishlarda deyarli barcha fan sohalariga taalluqli masalalar yoritilgan edi. Albatta, tabiiyki, mazkur ilmiy ishlarning katta qismini kimyoga bag‘ishlangan maqolalar va monografiyalardan iborat bo‘lgan; biroq, olimning biologiyaga, agrokimyo, tarix, arxeologiya va hatto lingvistika va pedagogika fanlariga oid mukammal maqolalarini ham alohida qayd etib o‘tish joiz.
Bertlo ustozi Peluzning ishlari orqali, eng avval boshdanoq, organik birikmalarini noorganik moddalardan va tirik hujayralar ishtirokisiz ham sintez qilsa bo‘ladi degan maslakni qat’iy ushlagan edi. U laboratoriyadagi ilmiy faoliyatdan tashqari, Kollej de Fransda muntazam tashkil qilinadigan anjuman va ma’ruzalarda ham qoldirmay qatnashib borgan va bundan maqsad, zamonaviy ilm-fanning ilg‘or qanoti bilan hamnafas bo‘lish bo‘lgan. Haqiqatan ham, ushbu kollejda davriy ravishda tashkil qilinadigan ma’ruza va konferensiyalarda, butun dunyo ilm-fani erishgan eng so‘nggi yangilik va kashfiyotlar haqida ma’lumotlar berib borilar edi va o‘z sohasining eng yetuk olimlari, mutaxassislari bilan uchrashish imkoni bo‘lardi. Shunday uchrashuvlardan birida Bertlo professor Antuan Balar bilan yaqindan tanishgan va undan Kollej de Fransda ishlash taklifini olgan.
Yosh olim Bertloning muvaffaqiyatlari tarixan ilk bora kamforani sun’iy sintez qilishni uddalaganligi bilan boshlangan. Bu daraxtlardan ajralib chiqadigan yopishqoq shiraning sun’iy olingani bo‘lib, terpenlar guruhiga mansub birikmadir. Bertloning kamfarani sintez qilishga muvaffaq bo‘lgan haqidagi xabar butun ilmiy jamoatchilik ichida shov-shuv bo‘lib tinib ulgurmasidan, uning yana bir eng katta muvaffaqiyatli ilmiy tajribalaridan biri amalga oshdi. U 1853-yilda yog‘ni sintez qilishga erishdi!
Yog‘ni sun’iy sintez qilishga erishilgani va tajribaning ilmiy asoslari bayon qilingan maqolani Bertlo Parij fanlar akademiyasiga taqdim etganida, bu narsa butun jahon ilm-fanida mislsiz yangilik, katta sensatsiya o‘laroq qabul qilingan. Unga darhol, fizika fanlari doktori darajasi berilgan. Navbatdagi vazifa sifatida Bertlo o‘z oldiga etilen va suv orqali etil spirtini sintez qilish vazifasini qo‘yadi.
Dastlabki tajribalari omadsiz chiqqaniga qaramay, Bertlo sinchkovlik bilan tadqiqotlarni davom ettirgan. U sintez yuzaga kelishi taxmin qilingan muhit va sharoitni oz-ozdan o‘zgartirib, etilenni turli eritmalar orqali o‘tkazib ko‘rgan. To‘yingan oltingugurt kislotasi bilan o‘tkazilgan tajribalarning birida u 70 ℃ ga yaqin haroratda etilenning intensiv yutilishi boshlanganini payqab qoladi. Reaksiya yakunlangach, olim aralashmani suv bilan chayqatib, so‘ngra haydash amaliyotini bajaradi. Natijada, distillyatsiya orqali olingan kondensat sof etil spirti bo‘lib chiqadi. Bu orqali, Bertlo haqiqatan ham organik moddalarni noorganik moddalar orqali sintez qilish mumkinligini qat’iy isbotlagan edi. Olim o‘zi olgan mazkur natijadan baxtiyor ekanini yashirmay, yaqinlariga katta mamnuniyat bilan xabar qilganini ham keyinchalik xotiralarida eslab o‘tgan. U «organik moddalar noorganik moddalardan mohiyatan hech qanday farqqa ega emas, ularni ham bir xil usullar bilan olish mumkin. Hech qanday «tiriklik kuchi» mavjud emasligiga olimlar ishonishi kerak. Kimyogar, reaksiyani o‘z xohishiga ko‘ra boshqarishi mumkin» - deb aytgandi o‘shanda.
Albatta, ilm-fan har bir olingan natijaning qayta va qayta tekshirib ko‘rilishini, dalil va faktlar bilan mustahkamlanishini taqozo etadi. Shu jihatdan, Bertloning etil spirti bilan amalga oshirgan natijasi ham hali ko‘p tekshirishlardan o‘tishi lozim edi. Lekin, ro‘y bergan hodisaning asosiy mohiyat ahamiyati faqat etil spirtining sun’iy olingani emas, balki, organik sintez uchun jiddiy ilmiy asosga ega uslub-metodika yaratilgani bilan bog‘liq edi. Uning o‘zi yaratgan usullar bilan bajargan keyingi tajribalari orqali haqiqatan ham organik sintez sohasi mustaqil fan sifatida oyoqqa turdi va XIX-asrning 60-yillarida ta’bir joiz bo‘lsa, fantastik natijalarni taqim eta boshladi. Devill pechlari orqali uglerod va vodorod elementlarini o‘zaro reaksiyaga kiritishga bo‘lgan urinishlar samara bermagach, Bertlo elektr toki yordamiga murojaat qila boshlaydi. Tok va elektr uchqunlari bilan o‘tkazilgan qator samarasiz eksperimentlardan keyin, Bertlo elektr yoyidan foydalanishni ham sinab ko‘rgan. Unda, ikkita ko‘mir elektrod orasida hosil qilingan elektr yoyi vodorod gazi saqlanadigan idishga tushirilsa, idishdan chiqayotgan gazdan atsetilen olinishi mumkinligi aniqlanadi. Atsetilenni shu tariqa olishni o‘rgangan olim unga vodorod biriktirish natijasida avvaliga etilen, so‘ngra esa etan olishni ham uddalaydi.
Bertlo atsetilendagi vodorod va uglerod miqdori, xuddi shu elementlarning benzoldagi miqdori bilan teng ekanini yaxshi bilardi. Bu mulohaza esa unga atsetilendan benzol sintez qilish mumkinligi haqidagi g‘oyani tekshirib ko‘rishga undardi. Agar bu ish uddalansa, yog‘lar va aromatik birikmalar orasidagi chegara ham olib tashlanishi mumkin bo‘lardi. Bertlo sistematik tahlil orqali, bu tajribani yaxshisi, yuqori harorat muhitida bajarish samara berishi mumkinligini tushunib yetdi. U shisha retortadagi atsetilenni zich holatda kavsharlab, qizdira boshlagan va 550-600 ℃ haroratda qizitilgan atsetilen polimerlanishi jarayoniga kirishganini kuzatgan. Retorta yana sovutilgandan keyin, uning tubida oz miqdorda sariq suyuqlik yig‘ilib qolgan bo‘lgan. Faqat bu suyuqlik juda oz miqdorda bo‘lgani uchun, u orqali xulosa qilishga kifoya qilmagan va Bertlo bu tajribani yana o‘nlab marotaba qayta-qayta qilib ko‘rib, analiz uchun yetarli darajadagi sariq suyuqlikni yig‘ishga harakat qilgan.
Olim ushbu yig‘ilgan sariq suyuqlikdan nafaqat benzol, balki, toluol va boshqa aromatik birikmalarning ham mavjudligini aniqladi. U bu bilan parallel ravishda o‘tkazgan yana bir kimyoviy tajribada, aromatik birikmalarni yog‘ qatorlaridagi uglevodorodlar orqali olish mumkinligi tasdiqlandi. Bunda Bertlo maxsus shisha idishlarda metanni uzoq muddat mobaynida qizdirgan va shisha eriy boshlaydigan haroratlargacha tajribani davom ettirgan. Tajribani tugallab, idish sovutilgach esa, unda o‘tkir hidli modda hosil bo‘lganini ko‘rgan olim, tahlil orqali, bu narsa naftalinning sun’iy sintezi bo‘lganini aniqlagan. Bu ham organik sintez borasidagi yana bir muhim qadam bo‘lgan edi.
Shu tariqa Bertlo juda ko‘p sintez tajribalarini amalga oshirdi. O‘sha zamonda olimning hamkasblari, «masala to‘g‘ri qo‘yilsa bo‘ldi, Bertlo istalgan narsani sintez qila oladi» deb hazil qilishardi. Olim uglevodorodlar, uglevodlar va bijg‘ish orqali olinadigan spirtlarni o‘rganish borasida mukammal va kuchli ilmiy asosga ega tajribalarni amalga oshirib, misli ko‘rinmagan yutuqlarga erishdi. U yodli vodorod yordamida organik birikmalarni tiklash metodini fanga joriy qildi va yana ko‘plab boshqa innovatsiyalarni kimyoga olib kirdi. 1867-yilda unga ilm-fandagi mislsiz yutuqlari uchun ikkinchi bora «Jaker» mukofoti topshirilgan. Unga birinchi «Jaker» 1860-yilda berilgan edi.
Bertloning muhim ilmiy ishlarini uch guruhga bo‘lish mumkin. Birinchisida olim tabiiy organik birikmalarni – yog‘lar va moylarni sintez qilishning ilmiy asoslarini ochib beradi. Ikkinchi turkum ishlarida Bertlo oddiy organik moddalarni sintez qilish uchun zarur bo‘ladigan elementlarni tasniflaydi va uchinchi guruhga mansub ishlarida u uglevodorodlarning pirogen sintezi borasidagi amaliy tajribalari va nazariy mulohazalarini bayon qiladi. Yo‘l-yo‘lakay u o‘zi ish olib borgan birikmalarning barchasining oksidlanish va qaytarilish jarayonlarini ham o‘rganib, turli organik birikmalarning xossalarini ham tadqiq qilib ketgan.
1860-1864 yillarda Bertlo o‘zi o‘tkazgan ko‘p sonli organik sintez tajribalariga oid usul va yo‘riqnomalarni umumlashtirib, «Sintezga asoslangan organik kimyo» va «Organik kimyoda umumiy sintez usullari haqida ma’ruzalar» nomli ikkita kitob chiqargan.
Hozirda sintez bu – kimyo sanoatining eng asosiy poydevoridir. Masalan, oziq-ovqat xavfsizligi garovi bo‘lgan mineral o‘g‘itlar ishlab chiqarilishi – ammiak sinteziga asoslanadi va ho kazo. Sintetik tola, sintetik yoqilg‘i, moylash va oqartiruv materiallari va ho kazolarning esa adog‘i yo‘q. Shu ma’noda, Marselen Bertlo va uning organik sintez borasidagi kashfiyotlari, shubhasiz insoniyat tarixidagi eng buyuk hodisalardan biri o‘laroq haqli ravishda e’tirof etiladi.
Bizni ijtimoiy tarmoqlarda ham kuzatib boring:
Feysbukda: https://www.facebook.com/Orbita.Uz/
Tvitterda: @OrbitaUz
Google+ : https://plus.google.com/104225891102513041205/posts/
Telegramdagi kanalimiz: https://telegram.me/OrbitaUz