Вход

«Направления и перспективы реализаций современных научных исследований (органическая химия)».

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Реферат*
Код 264879
Дата создания 04 июня 2015
Страниц 18
Мы сможем обработать ваш заказ (!) 29 марта в 18:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
2 440руб.
КУПИТЬ

Описание

Задание 1
Эссе на тему: «Приоритетность направлений развития рос-сийской науки: фундаментальные или прикладные исследования?»

Задание 2
Реферат на тему: «Направления и перспективы реализаций современных научных исследований (Органическая химия)».

Задание 3
Эссе на основе исходного текста статьи, приведённого в Приложении А.

...

Содержание

Задание 1
Эссе на тему: «Приоритетность направлений развития рос-сийской науки: фундаментальные или прикладные исследования?»

Задание 2
Реферат на тему: «Направления и перспективы реализаций современных научных исследований (Органическая химия)».

Задание 3
Эссе на основе исходного текста статьи, приведённого в Приложении А.

Введение

Приоритетность научных исследований в России в разные эпохи носила различные формы. Но фундаментальным оставался их статус.

Фрагмент работы для ознакомления

Синтез новых соединений - дело увлекательное, побуждающее к научному поиску, развивающее творческое отношение к работе, формирующее профессионализм[3].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 кандидата на получение нобелевской премии по химии 2013 года, выходца из России - Валерия Фокина, работающего в США [4]. Его работы в области "клик-химии", позволяющей очень быстро, словно "по щелчку", синтезировать новые вещества практически без побочных продуктов, не были оценены оргкомитетом по достоинству.Хотя значение этих исследований, по моему мнению, недооценены в полной мере. Также Фокин возглавляет проект по применению методов биортогональной химии для изучения живых систем, выполняемый в МФТИ по программе мегагрантов правительства РФ. В МФТИ профессор Фокин является адъюнкт-профессором кафедры «Инновационная фармацевтика и биотехнология» (ИФБ), организованной специально для подготовки инновационных предпринимателей в области Life Science. Научно-практическая работа студентов кафедры проводится на базе организаций Биофармкластера «Северный» и в корпоративных лабораториях организаций–участников БФК «Северный», созданных в БиоБизнес-Инкубаторе МФТИ. «Однако, как бы мы ни стремились подражать живой природе, все наши титанические усилия не идут ни в какое сравнение с масштабами колоссальной природной лаборатории. Мы движемся мелкими шажками отдельных, линеарных реакций, а природа, как великий гроссмейстер, шутя, играет одновременно на множестве досок, пользуясь ферментами — великолепными селективными катализаторами, которые сама же и создает», — отметил профессор Фокин.Исследования профессора Фокина показали, что ацетилены и азиды в определенном смысле являются уникальными соединениями, поскольку способны образовывать стабильные комплексы в присутствии катализатора — металлической  меди. Это взаимодействие, так называемый «CuAAC-принцип», лег в основу теории «click»-химии (впервые предложенной и развитой нобелевским лауреатом по химии Б. Шарплессом, профессором Института Скриппса), широко используемой сегодня в различных областях науки и техники, включая органический синтез, нанотехнологии и биомедицинские исследования[5]. Одна из основных современных задач человечества — найти замену ископаемому топливу, запасы которого истощаются. Самый очевидный источник энергии — солнечный свет, от которого ведут происхождение практически все остальные энергоисточники планеты. Наиболее рентабельный способ использования солнечной энергии пока не найден, хотя батареи, преобразовывающие энергию светила в электричество, начали применяться ещё в 1950-х годах на орбитальных спутниках и иных космических аппаратах. С тех пор стоимость технологий неуклонно снижалась, но они до сих пор всё ещё очень дороги. Изобретение Михаэля Гретцеля представляет собой третье поколение фотоэлектрических технологий. Его «искусственный фотосинтез» — перспективная альтернатива стандартной кремниевой батарее. Ячейка Гретцеля изготавливается из дешёвых материалов и не нуждается в сложном оборудовании для производства [6].Осуществленные, Михаэлем Гретцелем из швейцарской Федеральной политехнической школы в Лозанне, исследования в области фотобиохимии являются прорывными. Сенсибилизированные красителем солнечные элементы (dye-sensitized solar cells), получившие имя "ячеек Гретцеля" просты и дешевы в производстве, а коэффициент преобразования энергии может достичь 33%[7]. Хотя для этого предстоит ещё многое сделать.Принцип работы биофотоэлемента, иллюстрирует рисунок 1. Создатели батарей на основе красителей (Dye Synthesized Solar Cells — DSSC[8]) черпали вдохновение в явлении фотосинтеза, при котором пигмент хлорофилл в растениях улавливает и передаёт электронам энергию света.centertop00Рисунок 1.Свет улавливается красителем на основе рутения, который передаёт его энергию электрону полупроводника, в данном случае — TiO2. Получив энергию, электрон выталкивается из полупроводника, словно после мощного пинка. Пройдя по цепи, электрон совершает работу и попадает в катализаторный слой, который обеспечивает его переход в электролит. Электролит содержит трииодид-анионы. При поступлении электрона трииодид превращаются в иодид. Иодид передаёт электрон TiO2 и возвращается в исходную форму. Цикл замкнулся [9].Бензольное кольцо можно назвать краеугольным камнем органической химии. Производные бензола находят применение во всех областях – от фармацевтики до наноустройств. Однако одно из главных препятствий в применении производных бензола и разработке новых арильных производных – сложности в получении полизамещенных «родственников» бензола.Кеничиро Итами (Kenichiro Itami) и Юничиро Ямагучи (Junichiro Yamaguchi) из Университета Нагойи впервые описывают общий метод синтеза, позволяющий получать гексаарилбензолы, содержащие пять или шесть различных ароматических заместителей, связанных с бензольным кольцом (Рисунок 2).Рисунок 2. Программированный синтез полизамещенных бензолов. Одна из проблем в создании замещенных бензолов заключается в том, что при использовании традиционных реагентов чаще всего происходит образование в той или иной степени симметричных продуктов. Описанные попытки получения тетра-, пента- и гексазамещенных производных бензола обычно приводят к образованию сравнимых количеств региоизомеров, которые сложно разделять и, соответственно, очищать целевой продукт.Последние результаты исследования в области химии бензола позволили расширить репертуар реакций и заместителей, которые можно вводить в бензольное кольцо. К сожалению, эти процессы часто требуют дорогих исходных веществ и/или катализаторов, которые к тому же часто бывают настолько специфичны, что могут применяться только для введения определенных заместителей. Также следует добавить, что существующие методы синтеза позволяют селективно получить только три- или тетра замещенные производные бензола.В идеале, желательной была бы общая процедура, позволяющая осуществлять получение производных бензола вплоть до гексазамещенных, дающая возможность вводить в бензольное кольцо самые различные по структуре заместители. Итами и Ямагучи решили разработать такой синтетический протокол, используя результаты своих прежних исследований в области применения 3-метокситиофена в качестве исходного материала.Первый этап синтеза заключается в получении тетраарилтиофена, содержащего четыре ароматических заместителя, которые планировалось ввести в бензольное кольцо. Исследователям удалось получить такой тетраарилтиофен в достаточном количестве и, фактически, в виде единственного изомера. Далее исследователи конвертировали тиофен в тиофен-S-оксид, чтобы затем провести реакцию [4+2]-циклоприсоединения, необходимую для синтеза целевого гексаарилбензола. После такой модификации исследователям удалось синтезировать изомерночистый гексаарилбензол с пятью различными заместителями (два из шести заместителей были одинаковыми).Исследователям из Японии также удалось использовать тот же самый подход к синтезу гексаарилбензола, все шесть арильных заместителей которого были различны. Этого удалось достичь за счет замены одной из арильных групп диарилацетилена, применявшегося в [4+2]-циклоприсоединении; строение всех полученных гексаарилбензолов было подтверждено с помощью метода рентгеноструктурного анализа. Итами и Ямагучи также изучили флуоресцентные и оптические свойства полученных ароматических соединений [10].Особенность органической химии состоит в том, что она использует не традиционный и математический аппарат, и свой собственный и 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 ЛХАСА, 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 [11] (рисунок 3). Рисунок 3. «Молекула 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. Более обстоятельное и глубокое знакомство с целями и перспективами развития органической химии, молекулярным дизайном, стратегией и тактикой органического синтеза, изложено в книге Смита В., Бочкова А., Кейпла Р. «Органический синтез. Наука и искусство»: Пер. с англ. - М.: Мир, 2001. - 573 с. Книга написана живо, увлекательно, профессионально. Ниже приведено сформулированное авторами книги определение сущности органического синтеза. «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.

Список литературы

1. http://www.wisdoms.ru/pavt/p133_1.html
2. http://xn--80abucjiibhv9a.xn--p1ai/пресс-центр/4202/файл/3165/Развитие науки и технологий (полная).pdf
3. Денисов В.Я., Ткаченко Т.Б., Чуйкова Т.В. ОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ – ОСНОВА СОВРЕМЕННОЙ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ // Успехи современного естествознания. – 2011. – № 2 – С. 118-120
4. http://thomsonreuters.com/en/press-releases/2013/thomson-reuters-predicts-2013-nobel-laureates.html
5. http://www.akvobr.ru/lektsiya_professora_v_fokina_v_mfti.html
6. http://compulenta.computerra.ru/archive/awards/538188/
7. http://ria.ru/science/20131009/968653252.html
8. http://en.wikipedia.org/wiki/Dye-sensitized_solar_cell
9. http://biomolecula.ru/content/1367
10. http://www.chemport.ru/datenews.php?news=3812
11. http://www.dailytechinfo.org/news/5956-uchenye-sozdali-slozhnuyu-molekulu-struktura-kotoroy-predstavlyaet-soboy-troynuyu-lentu-mebiusa.html
12. Смит В., Бочков А., Кейпл Р. «Органический синтез. Наука и искусство». Пер. с англ. - М.: Мир, 2001. - 573 с.
13. http://www.chemport.ru/datenews.php?news=3810
Очень похожие работы
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
bmt: 0.00478
© Рефератбанк, 2002 - 2024