Современная картина химических знаний

    Тем  самым  Руденко  сформулировал  основной  закон  химической  эволюции,  согласно  которому  с наибольшей  скоростью  и  вероятностью  реализуются  те  пути  эволюционных  изменений  катализаторов, которые связаны  с ростом их абсолютной каталитической активности. При этом по параметру  абсолютной каталитической активности складываются механизмы конкуренции  и естественного отбора.

    Теория саморазвития каталитических систем дает следующие возможности: выявлять этапы химической эволюции  и  на этой основе  классифицировать  катализаторы  по  уровню  их организации;  использовать принципиально новый метод изучения катализа; дать конкретную характеристику пределов в химической эволюции и перехода от химогенеза (химического становления) к биогенезу, связанного с преодолением второго кинетического предела саморазвития каталитических систем.

    Набирает  теоретический  и  практический  потенциал  новейшее  направление,  расширяющее представление об эволюции химических систем, - нестационарная кинетика.  Развитие химических знаний позволяет  надеяться на разрешение многих проблем, которые встали перед человечеством  в результате его наукоемкой и  энергоемкой практической деятельности.

    Химическая  наука на ее высшем эволюционном уровне углубляет представления о мире. Концепции эволюционной  химии,  в  том  числе  о  химической  эволюции  на  Земле,  о  самоорганизации  и самосовершенствовании  химических  процессов,  о  переходе  от  химической  эволюции  к  биогенезу, являются  убедительным  аргументом,  подтверждающим  научное  понимание  происхождения  жизни  во Вселенной.

    Химическая  эволюция на Земле создала все  предпосылки для появления живого из неживой природы.  Жизнь во всем ее многообразии возникла на Земле  самопроизвольно из неживой материи, она сохранилась и функционирует  уже миллиарды лет. 

    Жизнь  полностью  зависит  от  сохранения  соответствующих  условий  ее  функционирования.  А  это  во многом зависит от самого человека.   

6. ОСВОЕНИЕ ОПЫТА ЖИВОЙ ПРИРОДЫ.

Наиболее перспективные  пути освоения каталитиче ского опыта  живой природы ведут к созданию промышленных аналогов химических процессов, происходящих в живой природе.

Первый из данных путей — развитие исследований в  области металлоком плексного катализа с постоянной ориентацией на соответствующие  объекты живой природы. Начальные  шаги в этом направлении сделаны  в 1954 г. немец ким химиком К. Циглером (1898—1973), обнару жившим стереоспецифическую  полимеризацию олефинов и диенов при наличии комплексных титаналюминий  органических соединений. В 1964 г. была открыта фиксация атмосферного азота  в присутствии металлокомплексов, что послужило началом многолетних  иссле дований кинетики и механизма  такой реак ции. Ныне реализовано более 40 мно готоннажных про мышленных процессов с участием металлокомплексных ката ли заторов.

Второй путь, ведущий к решению конкретных задач освоения каталитического  опыта живой природы, заключается  в моделировании биокатализаторов. Моде лирование отдель ных функций изолированных ферментов оказалось не только возможным, но и реализуемым разными способами. Но ни одна до сих пор по лученная модель не в состоянии заменить природные биокатализаторы, дейст вующие в живых системах.

Поводом к осознанию  необходимости изуче ния химической эволюции явились исследования в  об ласти моделирования биокатализаторов. Исследования искус ст венного отбора каталитических структур ориентированы  на есте ственный отбор. Главным стимулом развития исследований в области эволюционной хи мии являются теперь уже реально достигнутые успехи так назы ваемой нестационар ной кинетики, или динамики химических систем.

Третий путь к освоению приемов живой природы  сопряжен с химией иммобили зованных систем. Накопленная информация об уникальных качествах биоката лизаторов указывает на их край нюю лабильность, неустойчивость при хранении и быструю по терю активности при перенесении в реакционные системы. Все попытки ис пользовать богатейший набор ферментов, которым располагает при рода, для осуществления лабораторных и промышленных процессов, наталки вались на, казалось бы, неразрешимые про блемы:

1) трудную доступность  чис тых ферментов и их непо  мерно высокую стоимость;

2) их нестабильность  при хранении и транспортировке; 

3) быстро наступающую  потерю их активности в работе, даже если удавалось их выделить  и пустить в дело.

Но, главное, открыты  пути ста билизации ферментов  и создания иммобилизо ванных систем или биоорганического катализа. Сущность иммобилизации со сто ит в закреплении выделенных из живого организма ферментов на твердой поверхности путем адсорбции, которая превращает последние в гетерогенный катализатор и обеспечивает его стабильность и непрерывное действие.

Основная масса  работ в области химии иммобилизованных систем появилась относительно недавно. В этой области в зна чительной  степени благодаря систе матическим исследованиям русского химика И. В. Березина (1923— 1987) и его сотрудников  достигнуты большие успехи.. Намечаются пути примене ния иммо билизованных веществ, выделенных микроорганизма ми, для тяжелого органи ческого синтеза, в частности, для полу чения на основе парафинов и ароматиче  ских углеводородов спиртов, альдегидов, кислот, окисей. Изучаются перспек  тивы ферментативного обезвреживания сточных вод.

Четвертый путь в развитии исследований, ориентированных  на применение принципов биокатализа  в химии и химической технологии — изучение и освое ние всего каталитического опыта живой природы, в том числе и опыта форми рования самого фер мента, клетки и даже организма. При этом рождаются ос новы эволюционной химии и принципиально новые химические тех нологии, способные создать аналоги живых систем.

Список  литературы:

1. М.И. Беляев «Естествознание. Современные научные концепции».
2. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. – Но-
3. восибирск: Сиб. универ. издат., 2003.  Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. – М.:
4. Академ.проект, 2003.  Грушевицкая Т.Г., Садохин А.П. Концепции современного есте-
5. ствознания. – М.: ЮНИТИ, 2003.   Горохов  В.Г.  Концепции  современного  естествознания. –  М.: 
6. Инфра, 2003.  Дягилев  Ф.М.  Концепции  современного  естествознания. –  М.: ИМПЭ, 1998.