Эволюционная химия

Успехи эволюционной химии наглядно видны в синтезе органических и неорганических соединений. Синтез новых веществ позволяет получить полезные и ценные материалы, зачастую отсутствующие в природе. И если несколько десятилетий назад стратегия синтеза основывалась на последовательном осуществлении уже известных химических реакций, то сейчас реализуются новые способы синтеза (например, твердофазный синтез пептидов на нерастворимом полимерном носителе. Используется для получения гормонов и пептидов биорегуляторов).

Важнейшей задачей в синтезе веществ является осуществление селективности в органическом синтезе, т.е. задача получения строго определенного изменения в молекуле, получения продукта заданного строения. Для решения этой задачи изучается реакционная способность реагентов для каждого типа связи (хемоселективность), создается при взаимодействии реагентов их правильная ориентация (региоселективность), создается заданная периодическая пространственная конфигурация (стереоселективность).

Синтез ряда веществ основан на действии излучения – фотохимический синтез. После поглощения энергии молекула переходит в возбужденное энергетическое состояние. Химические свойства молекулы при этом кардинально изменяются, и даже химически инертные вещества могут стать реакционноспособными. В результате фотохимического синтеза получены многие биологически активные соединения: алкалоид атизин, ряд антибиотиков, провитамин D₃.

Современные достижения в органическом синтезе особенно наглядны в производстве лекарственных препаратов. Ближайшие задачи органического синтеза связаны с получением безвредных антибиотиков, лекарственных средств против гипертонии, язвы и т.д.

Одним из направлений синтеза веществ является изучение природных соединений (биосинтез), среди которых человека интересуют регуляторы роста растений, органические соединения, используемые для коммуникаций между насекомыми, витамины и др. Природное соединение необходимо сначала обнаружить, затем выделить его химическим путем, потом определить его структуру и свойства, и, наконец, произвести заданный синтез.

В последнее время наблюдающийся подъем неорганической химии связан с развитием химии металлоорганических и бионеорганических соединений, химии твердого тела, биогеохимии и т.д. Особенно интенсивно развивается неорганическая химия биосистем, важнейшим предметом которой является изучение строения ближайшего и дальнего окружения атомов металлов в клетках и его изменение под воздействием кислот, давления кислорода и других факторов. С участием металлоорганических соединений осуществляются важные реакции органического синтеза, в результате благодаря успехам химии металлоорганических соединений постепенно размываются границы между органической и неорганической химией. Например, борогидриды используются в органическом синтезе как селективные восстановители, соединения кремния – для синтеза кортизона и преднизолона – эффективного лекарственного препарата.