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中外科学家发明家丛书_多人【完结】(1187)

  肖莱马接过这种生疏的化学产品后,立即以其熟练的分析技术,通过详 细的化验查明了这种油的成份是碳氢化合物,即后来被称为脂肪烃系列的那 些烃,于是他就开始致力于这些烃的深入研究。虽然这项研究与当时的工业 生产急需解决的实际问题密切相关,但由于其研究工作十分复杂并且充满了 风险,所以化学界还极少有人对此进行研究分析。然而肖莱马却知难而进。

  正如恩格斯在回忆肖莱马时所说的:“那时候,他常常脸上带着血斑与 伤痕来看我。跟脂肪烃打交道可不是闹着玩的;这些大部分还没有认识的物 质,不时在他实验时发生爆炸,这样他就得到了不少光荣的伤痕。只是因为 戴着眼镜,他才没有为此丧失视力”。肖莱马正是这样勇敢而努力地工作着。 他采用分馏净化法,逐一仔细地从煤焦油轻油馏份中成功地分离出一系列单 独的烃,这些烃在当时被当做“醇基的氢化物”(即烷烃)。

  随后肖莱马逐一测得了这些新烃的沸点以及其元素组成,又通过测定其 蒸气密度的方法求出它们的分子量。他分离出的纯脂肪烃中,有戊烷

  (CH)、己烷(CH)、庚烷(CH)、辛烷(CH),这些烃的成功分

  512       614       716       816 离具有重大的意义,它大大地提高了人们对脂肪烃的认识,对石油提炼技术 的发展具有极大的促进作用。

  对于脂肪烃系列产物,肖莱马对甲烷、乙烷、丙烷、丁烷直到辛烷都作 了研究。他通过卤化、水解、氧化、酯化等反应制备了这些烃的许多衍生物, 如卤化物、饱和一元醇、脂肪酸、醛、酮以及酯等等;同时,他还用合成方 法得到了许多有机化合物。比如,他通过氯对庚烷 (CH)的作用合成出α

  716 —氯庚烷以及β—氯庚烷;由丙烷的氯化得到一二号氯丙烷,在碘的存在下 他把丙烷氯化后制得α—氯丙烷;他又将醋酸庚酯与α—氯庚烷作用,合成 出了正庚醇,将醋酸庚酯与β—氯庚烷作用,合成出了副庚烷。肖莱马的所 有这些研究,都是具有开创性地位的。

  1866年,肖莱马将霍夫曼建议称为四甲基乙烷的“二异丙基”的性质研 究,纳入了自己的实验范围。

  他将仲碘丙烷(CH-CHI-CH)与钠在含水醚中作用,合成制得“二异

  3     3 丙基”,这在化学史上是第一次。他又以氯在硫的存在下作用于二异丙基, 得到了二甲基丁烷(CH-CCL(CH)-CCL(CH)-CH)。在制得二异丙基的过

  3     3     3   3 程中,肖莱马发现从反应瓶中逃逸了丙烷的气流;于是他又用锌与稀盐酸对 仲碘丙烷进行了处理,结果他又成功地合成制得丙烷,从而第一个找到了将 异构的烷烃转变成正烷烃的办法。以后他又用钠作用于α—碘丁烷,从而首 次合成出正辛醇。

  通过对脂肪烃类物质大量地深入研究,肖莱马发现了一条规律,即直链 烃比其异构物有着更高的沸点。这条规律的发现,揭示了有机物性质与结构 之间的关系。例如他指出,正丁烷沸点比异丁烷高出18℃,而正戊烷要比季 戊烷沸点高出28.5℃;从壬烷(CH)起,每增加一个CH基,则其相应烃

  920           2 沸点的增加就低于常数。他接着指出,在烷烃中,正烃的沸点最高,仲烃次 之,叔烃则沸点最低。

  由于这项出色的研究,肖莱马在1868年应邀到英国皇家学会作关于烷烃 沸点规律的报告,后来他所研究的这一沸点规律被称为沸点定律。又经过其 他化学家的研究发现,肖莱马的沸点定律不但适用于脂肪烃,同时也适用于 其衍生物,如醇等等。

  正是由于肖莱马在烷烃领域内的这些经典性研究,所以极大地扩充了脂 肪烃系列物质研究的空白,丰富了脂肪烃化学的内容。在他之前,化学界还 只是处在对个别烷烃的单独研究的阶段,没能对这个系列的系统化学进行研 究。经过肖莱马首次分离或合成制得的一系列烷烃,先前也根本不为人所知, 更谈不上认识其性质以及反应了。只是在肖莱马研究了这些烃的物理、化学 性质,确定了它们的化学结构、制备了它们的衍生物以后,脂肪烃化学系统 的研究才正式形成规模;因而肖莱马被认为是脂肪烃化学系统研究的奠基 人。

  在这一时期,肖莱马对石油化学也进行了研究。1862年,他在对美国宾 夕法尼亚石油馏份的研究中,用实验确定了其中主要含饱和的直链烃。可是 当他把石油中的这些烃与从煤焦油中得到的烃进行对比时,又觉察到其中某 些烃之间在性质上不尽相同,因而他推断在石油中除存在着大量同系直链烃 之外,还有其异构烃,并认为完全有可能将其分离出。不久,他就从美国石 油中,除分离出正庚烷外,还分离出其异构烃2-甲基己烷(CH-CH(CH)-

  3    3 CH-CH-CH-CH)。

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  以后,肖莱马又从加拿大石油馏份中,通过硝化反应得到属于芳香族的 硝基苯与三硝基异丙苯,由此他推断认为石油中还有芳香烃的存在。他的这 项结论,后来被其他化学家从对俄国石油馏份的分析结果中,得到了有力的 证实。此后的进一步研究证明,石油中既有含正构、异构的烷烃,又有芳香 烃和脂环烃,甚至还有不饱和烃。


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