Россия. Химические науки. Развитие исследований в 1920-х гг. – начале 21 в. Органическая химия
Органи́ческая хи́мия в СССР и РФ. Органическая химия своими выдающимися успехами обязана в первую очередь школам А. Е. Арбузова и А. Н. Несмеянова, в которых проводились исследования элементоорганических соединений. А. Н. Несмеянову принадлежит выдающееся открытие в области элементоорганических соединений: реакция получения ртутьорганических соединений разложением двойных диазониевых солей и галогенидов металлов. Диазометод Несмеянова позволяет получать органические производные многих тяжёлых металлов. В продолжение и развитие исследований А. Е. Арбузова по химии фосфорорганических соединений Б. А. Арбузовым, М. И. Кабачником, А. В. Кирсановым разработаны способы получения фосфорорганических инсектицидов, негорючих полимеров, смазок, пластификаторов. Проведены практически важные исследования в области химии фторорганических соединений (И. Л. Кнунянц и его школа, Н. Н. Ворожцов (младший), А. В. Фокин, А. Я. Якубович и др.), получены фторсодержащие производные многих классов органических соединений. Г. А. Разуваев с сотрудниками осуществил ряд важных работ по химии элементоорганических соединений, разработал способы генерирования свободных радикалов. М. Е. Вольпин и В. Б. Шур открыли реакцию фиксации атмосферного азота при нормальных условиях металлоорганическими соединениями титана, хрома, молибдена, вольфрама и железа. С работами в области химии элементоорганических соединений тесно связано решение ряда фундаментальных вопросов теории органической химии. А. Н. Несмеяновым и М. И. Кабачником сформулирована теория двойственной реакционной способности соединений, для которых нехарактерно классическое таутомерное равновесие.
Продолжались исследования ацетиленовых углеводородов, начатые школой А. Е. Фаворского; изучение димеризации и полимеризации этих соединений и гидратации полученных продуктов привело к синтезу ряда ацетиленовых спиртов и карбонильных соединений, а также соединений стероидного типа (И. Н. Назаров). Н. Д. Зелинский, С. С. Намёткин, С. В. Лебедев, Ю. Г. Мамедалиев, А. В. Топчиев систематически изучали углеводороды нефти, способы их разделения и химические превращения. Исследования в области нитрования углеводородов привели к получению многих практически важных нитропроизводных (С. С. Новиков, А. В. Топчиев). Разработан т. н. кумольный процесс, позволяющий получать на основе бензола и пропена (через кумол) ацетон и фенол (Р. Ю. Удрис, П. Г. Сергеев и др.).
В 1950-х гг. осуществлён асимметрический синтез на кварце (А. П. Терентьев, Е. И. Клабуновский). В. В. Коршак с сотрудниками синтезировали (1961) карбин – новую аллотропную модификацию углерода. В 1960-х гг. начаты пионерские работы по химии стабильных нитроксильных радикалов (М. Б. Нейман, Э. Г. Розанцев), открыты нерадикальные реакции свободных радикалов. Во 2-й половине 20 в. О. А. Реутов и И. П. Белецкая установили закономерности электрофильного и радикального замещения у насыщенного атома углерода. О. М. Нефёдов провёл цикл исследований по химии малых циклов, карбенов, свободных радикалов и других интермедиатов. Н. С. Зефировым разрабатываются проблемы компьютерного синтеза, с использованием математических методов осуществляется поиск зависимостей структура – свойство.
В области химии природных соединений проводились исследования, посвящённые выявлению строения и состава терпенов (С. С. Намёткин, Б. А. Арбузов), целлюлозы (П. П. Шорыгин), алкалоидов (А. П. Орехов, А. Е. Чичибабин и др.). В 1950-х гг. развитие получили работы, заложившие основы биоорганической химии. Крупный вклад в химию углеводов внесли Н. К. Кочетков с сотрудниками, которые установили строение ряда гликопротеинов и микробных полисахаридов, осуществили синтез их олигосахаридных фрагментов, а также впервые синтезировали стереорегулярные полисахариды и ряд макроциклических антибиотиков. М. М. Шемякин и Ю. А. Овчинников установили строение многих пептидов, разработали общие методы синтеза депсипептидов. М. Н. Колосов установил полную пространственную структуру ряда антибиотиков, совместно с М. М. Шемякиным осуществил полный синтез тетрациклина.
В области химии высокомолекулярных соединений важное значение имела разработка С. В. Лебедевым первого промышленного способа получения синтетического каучука (1928–1932). Открытие Б. А. Долгоплоском окислительно-восстановительного инициирования радикальной полимеризации диенов легло в основу промышленных процессов синтеза каучуков. А. А. Коротков впервые осуществил стереоспецифическую полимеризацию изопрена, получив синтетический аналог натурального каучука.
К. А. Андрианов с сотрудниками внесли фундаментальный вклад в химию кремнийорганических соединений. Ими разработаны методы синтеза полиорганосилоксанов. С. С. Медведев, Х. С. Багдасарьян с сотрудниками развили теорию цепных полимеризационных процессов. А. А. Берлин с сотрудниками теоретически разработали и реализовали в промышленности малогабаритные полимеризационные реакторы с производительностью, в сотни раз превышающей производительность реакторов традиционной конструкции. Н. С. Ениколопов показал, что полимеризация и ряд других химических реакций в твёрдой фазе при сдвиге под давлением протекают по направлениям, не реализуемым в обычных условиях. А. А. Берлину принадлежат пионерские исследования по синтезу электропроводящих полимеров и полимеризующихся олигомеров. М. В. Волькенштейн и его ученики разработали основополагающую конформационную теорию макромолекул.
Крупный вклад в теоретическую физику полимеров внесли работы И. М. Лифшица и его школы (А. Р. Хохлов и др.). Существенную роль в формировании науки о полимерах как области знания, объединяющей химию и физику макромолекул, сыграли труды В. А. Каргина и его учеников. В середине 1950-х гг. В. А. Каргин впервые сформулировал и в дальнейшем совместно с Н. Ф. Бакеевым и другими учениками развил представления об определяющем влиянии надмолекулярных структур на физические свойства полимеров. Эти представления легли в основу современных методов создания и переработки полимерных материалов. В. А. Кабанов первым осуществил матричную полимеризацию в небиологических системах. Исследования В. В. Кабанова с сотрудниками в области полиэлектролитов и их комплексов нашли важные технические и биомедицинские приложения, в том числе при создании и разработке высокоэффективных вакцин нового поколения, широко применяемых в медицинской практике. Н. А. Платэ с сотрудниками внесли крупный вклад в теорию реакционной способности звеньев полимерной цепи и разработали принцип создания гребнеобразных жидкокристаллических полимеров, перспективных для использования в оптоэлектронике; получили ряд новых полимерных препаратов для медицины.
В начале 21 в. сохраняется тенденция к развитию фармацевтических, биологических и биохимических приложений органической химии. Это биотехнологии, геномные технологии, исследования стволовых клеток и др. В России основные исследования в области органической химии проводятся в институтах Российской академии наук (РАН), которые носят имена выдающихся учёных, а также в других институтах, университетах, научно-исследовательских центрах и организациях. К таким институтам относятся:
Институт биоорганической химии имени М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН;
Институт металлоорганической химии имени Г. А. Разуваева РАН;
Институт синтетических полимерных материалов имени Н. С. Ениколопова РАН;
Институт элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова РАН;
Новосибирский институт органической химии имени Н. Н. Ворожцова СО РАН.
Статьи по органической химии и смежным областям науки публикуются в таких российских журналах, как «Высокомолекулярные соединения», «Журнал органической химии», «Координационная химия», «Нефтехимия» и др.