Kimyəvi sintez

Kimyəvi sintez — kimyəvi birləşmələrin kimyəvi və fiziki metodlarla alınmasıdır. Kimyəvi maddələrin təbiətindən asılı olaraq, bu sintezlər üzvi və ya qeyri-üzvi ola bilərlər.

Üzvi sintez

Üzvi kimya tarixini bir neçə dövrə bölmək olar.

Birinci dövr — bu üzvi kimya anlayışının meydana çıxması dövrü.
İkinci dövr — kimyada atom-molekul anlayışları və çəki nisbətlərinin irəli sürülməsi, maddənin saxlanması qanunu kimi Lavuazye-Lomonosov fikirlərinin meydana çıxması ilə əlaqədar olan dövrdür.
Üçüncü dövr sintez və quruluş nəzəriyyəsi dövrü adlana bilər; bu dövr keçən əsrin ortalarından başlayaraq 1920-ci illərə qədər davam etmişdir. Bu dövrdə üzvi kimyanın tərəqqisinə, əsasən, aşağıdakı 3 fakt səbəb olmuşdur:

həyat qüvvəsi nəzəriyyəsinin məğlubiyyəti və bununla əlaqədar olaraq üzvi sintezin tərəqqisi;
A. M. Butlerovun nəzəri cəhətdən kimya tarixində böyük əhəmiyyəti olan quruluş nəzəriyyəsi;
daş kömür qatranının emalı və bununla əlaqədar olaraq yeni üzvi sintetik kimya sənayesinin meydana çıxması.

Dünyanın müxtəlif laboratoriyalarında müxtəlif üzvi maddələr sintez edilir və bəzən yeni üzvi maddələr əvvəlcə laboratoriyalarda sintez olunur, sonra təbiətdə tapılırdı. Hazırda kimya laboratoriyası bu cəhətdən təbiəti ötmüşdür, təbiətdə olmayan bir çox üzvi maddələr sənaye miqyasında zavodlarda min tonlarla alınmaqda və işlənməkdədir.

Kimyəvi materialşünasılıqda sintez metodları

Kimyəvi materialşünaslıqda bir sıra sintez metodları geniş istifadə olunur. Bunlardan aşağıdakıları göstərmək olar: kimyəvi metod, qaz fazada sintez metodu, duzların ərintilərinin elektrolizi, yüksək təzyiqdə sintez metodları. Yarımkeçirici maddələrin sintezində aşağıdakı metodlardan istifadə edilir.

Birbaşa sintez metodu
Dolayı sintez metodu
Qaz fazadan sintez metodu

Dolayı sintez metodu

Nisbətən yüksək ərimə temperaturuna malik, eləcə də çətin alınan peritektik birləşmələri almaq üçün dolayı sintez metodundan istifadə edilir. Bu metodun köməyi ilə V əsas, VI və VII əlavə yarımqrup elementlərinin xalkogenidli birləşmələri sintez olunur. Dolayı yolla alınan xalkogenidli birləşmələr digər metodlarla alınan birləşmələrə nisbətən daha bircinsli olurlar. Lakin dolayı metodun da özünün çatışmayan cəhətləri vardır. Bunun üçün bir neçə ardıcıl əməliyyat aparılmışdır və bu zaman alman məhsul əlavə aşqarlarla çirklənmiş olur.

Qaz fazadan sintez

Bir sıra elementlərin xalkogenidləri (CdX, ZnX, GeX) qaz fazadan sintez metodları ilə alınır. Qaz fazadan sintez də aşağı temperatur və təzyiqlərdə aparılır. Bu metod ilk dəfə olaraq Freriks tərəfindən hazırlanmışdır. Qaz fazadan sintez metodlarının bir sıra variantları öz əksini monoqrafiyada tapmışdır. Bu metodun da əsaslı çatışmayan cəhəti ondan ibarətdir ki, alınan maddələr fiziki xarakteristikalarına görə bircinsli olmurlar.

Birbaşa sintez

Əksər hallarda yarımkeçirici maddələrin sintezi birbaşa sintez metodları ilə aparılır. Ona görə də biz bu metodun üzərində ətraflı dayanacağıq. Bu metod da öz növbəsində üç yarımqrupa bölünür:

birzonalı sintez
ikitemperatur zonalı maili sintez
ikitemperatur zonalı şaquli sintez.

Qeyd etmək lazımdır ki, bu metodların hər birinin çatışmayan cəhəti vardır. Məsələn, ikizonah üfüqi variantda maddələrin stexiometrik tərkibdə alınması üçün müddət lazımdır, şaquli variantda isə maddənin üzəri çətin əriyən örtüklə örtülür və kimyəvi reaksiyanın başa çatması çətinləşir. Kükürdlü və selenidli birləşmələri almaq üçün son zamanlar kombinə edilmiş vizual metoddan da geniş istifadə edilir [3]. Bu metodun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, hər hansı element və xalkogen (S, Se) stexiometrik tərkibdə çəkilib kvars ampulaya doldurulur, 0,133Pa təzyiqinə qədər havasızlaşdırılır və ağzı bağlanır.

Uzunluğu 0,20–0,25 m olan kvars ampula 45° bucaq altında olan sobaya daxil edilir və onun bir hissəsi sobadan kənarda yerləşdirilir. Sintez sobasının temperaturu ilkin komponentlərin ərimə temperaturundan xeyli yüksəyə qaldırır. Bu zaman hava vasitəsilə soyudulma kifayət etmədikdə ampulanın kənarda olan ucu yaş pambıqla soyudulur. Belə yüksək temperaturda metalla kükürd və ya selen arasında reaksiya qısa müddətdə başa çatır.

Kimyəvi sintezatorlar haqqında ümumi məlumat

Bu cihaz kimyəvi reaksiyaların dəfələrlə təkrar olunmasını həyata keçirir ki, bu reaksiyalardan da aminturşuların böyüyən polipeptid zəncirinə birləşmə prosesi yaranır. Bütün reaksiyalar proqramlaşdırılmış ardıcıllıqla bir reaksiya kamerasında aparılır. Reaktivlər kameraya avtomatik olaraq nasoslar vasitəsilə dozalarla verilir. Hər reaksiya dəqiq müəyyən olunmuş vaxt ərzində gedir. Reaktivlərin artığı və yanaşı məhsullar, sintezin hər mərhələsində hissəciklərin süzülməsi və müvafiq həlledicilərlə diqqətlə yuyulması yolu ilə kənar olunur. Bu əməliyyat da proqramlaşdırıcı qurğunun köməyi ilə yerinə yetirilir. Sintez tamamilə sona çatdıqdan sonra alınmış peptidi daşıyıcıdan, yeni yaranmış peptid rabitəsinə toxunmayan reaksiyadan istifadə etməklə, ayırırlar.

Kimyəvi sintezatorların yaranma tarixi

Kimyəvi sintezatorlar ilk dəfə P. Merifild və onun əməkdaşları tərəfindən 1964-cü ildə istifadə olunmuş və elmə "Merifild üsulu" kimi daxil olmuşdur. Bu üsul hər mərhələdə məhsulların olduqca yüksək çıxımını və sintezin yüksək sürətini təmin edir. Məsələn, avtomatlaşdırılmış üsulun köməyi ilə Merifildə hələ 1964-cü ildə bradikininin nonapeptidini 27 saata 85% ümumi çıxımla, insulinin hər iki zəncirinin (A-zənciri, 21 aminturşu qalığı, 8 günə, B-zənciri, 30 qalıq, 11 günə) almaq müyəssər olmuşdur. 1969-cu ildə isə onun tərəfindən bir neçə həftə ərzində, 124 α-aminturşu qalığından ibarət olan ribonukleaza fermentinin polipeptid zəncirinin sintezi başa çatdırılmışdır.

Kimyəvi sintezatorların müasir tətbiqi

Kimyəvi sintezatorlardan indi nuklein turşularının fermentlərinin sintezində istifadə olunmağa başlanılıb. Hal-hazırda peptid və nukleotidlərin sintezi üçün, xüsusi proqram üzrə işləyən avtomatlar buraxılır.

Mənbə

Frerichs R. Single-crystal growth of some chalcogenide compounds AIIBVI. // Phys. Rev., 1947. V.72. p.594–601.
Фрицше К. Получение полупроводников. М.: Мир. 1964. 320 с.
Рустамов П.Г., Мардахаев Б. Н., Алиджанов М.А., Сафаров М.Г. Твердые растворы в системе Ga2S3-Sb2S3 // Азербайджанский химический журнал. 1964. № 4. с. 97–101.

Петров А.А., Бальян Х.Б., Трощенко А. Т. Органическая химия. 4-ое изд. М.-1981–590.с
S. F. Qarayev, G. M. Talıbov, A. H. Həbibova, R. Ə. Teymurova. Zərif üzvi sintezin prinsipləri (dərs vəsaiti), Bakı-1998.-120 s.