Zaitsev, Alexander Mikhaylovich (1841-1910)

Zaitsev nasceu em Kazan, dentro de uma família mercantil que vivia na região desde a época de Ivan, o Terrível (1533-1584). Há evidências de que a família Zaitsev tinha sido agente de comércio entre o Império Russo e o Oriente, desde aquela época. Seu pai, Mikhail Savvich Zaitsev, teve dois filhos com a sua primeira esposa e três filhos com sua segunda esposa, Natalie Vasil'evna Lyapunova, de quem Alexandre foi o segundo filho. Seu pai era um comerciante com controle sobre o comércio de chá e açúcar e resolveu que seu filho deveria se juntar às guildas mercantis e seguir seus passos. Seu avô, Savva Stepanovich Zaitsev, tinha sido um presbítero na catedral e foi um dos membros da direção do grupo da reforma da catedral durante 1824/1825.

No entanto, o tio materno de Zaitsev, o astrônomo Mikhail Vasil'evich Lyapunov, irmão de sua mãe (mais tarde Professor de Astronomia na Universidade de Kazan), persuadiu seu cunhado para deixar que o jovem Alexander frequentasse a universidade. Assim ele foi matriculado no Ensino Médio da época.

Em 1858, após sua graduação no Ensino médio, Zaitsev entrou na Universidade de Kazan, como um estudante em ciência econômica na Faculdade de Direito. Naquela época, todos os alunos que entravam na Faculdade de Direito eram obrigados a passar por um exame de qualificação em latim. Uma vez que não haviam aulas de latim no ginásio, o próprio Lyapunov tinha ensinado ao jovem Alexander o latim que ele precisava para passar aos exames admissionais na universidade. Naquela época também, todos os alunos da Faculdade de Direito eram obrigados a cursar dois anos de química para obter a graduação. Quando estava realizando estes dois anos de curso de química obrigatório, o jovem Zaitsev ficou sob a influência de um dos maiores químicos orgânicos produzidos pela Rússia, Aleksandr Mikhailovich Butlerov.

Na época, Butlerov era professor de química na Universidade de Kazan, o qual tinha estudado química com Nikolai Nikolaevich Zinin (1812-1880), o descobridor da redução de nitrobenzeno e a anilina; e Karl Karlovich Klaus (1796-1864), o descobridor de rutênio. Ao tempo de sua graduação, Zaitsev não era mais um economista, mas um químico comprometido. Ele obteve a sua licenciatura em economia em 1862, nesta época, a tradição russa estabelecia um seguimento de curso bastante rígido de graduação. A preocupação mais imediata para a maioria dos estudantes era permanecerem na Rússia, para escrever a dissertação para o grau de Candidato, sem o qual não se poderia obter uma posição assalariada como assistente de laboratório. Hoje o grau de Candidato na maioria das Universidades russas é o equivalente aproximado do Ph.D, que no século XIX, se situava em algum lugar entre um mestrado e doutorado modernos. A maioria dos estudantes estudava no exterior durante dois a três anos, depois voltava para Rússia e apresentava uma dissertação para o grau de Mestre em Química (a qualificação mínima para a obtenção de um cargo de professor assistente em uma universidade). Com o propósito de obter o posto de professor em uma universidade, uma necessidade era o grau de Doutor em Química, que exigia a apresentação e defesa de uma dissertação, bem como aprovação num exame sobre cada área de química.

Por qualquer motivo, seja por impaciência ou um desejo de estudar com os melhores da Europa ou simplesmente porque ele não pensava no futuro sobre a sua segurança financeira em seu retorno à Rússia, Zaitsev escolheu ignorar estas tradições; o que quase provou ser um erro fatal. Seu pai tinha morrido pouco antes de sua formatura, e os negócios da família foram vendidos, de modo que Zaitsev usou sua parte dos rendimentos para ir para Europa Ocidental, para estudar química. Imediatamente após sua graduação da Universidade de Kazan, ele partiu para a Alemanha e começou por seguir o seu irmão mais velho Konstantin Mikhailovich (nascido em 1840), no laboratório de Marburg, de Hermann Kolbe (1818-1884), onde passou quatro semestres estudando. Em 1863, após seu primeiro ano com Kolbe, Zaitsev apresentou uma dissertação á Universidade de Kazan para o grau de candidato. Esta dissertação de 76 páginas manuscrita, era intitulada as Visualizações Teóricas de Kolbe na Constituição Racional dos Compostos Orgânicos e seu relacionamento com os compostos Inorgânicos; continha uma visão geral de Kolbe sobre a teoria estrutural (Kolbe via o termo estrutura química como enganadora) e evitou o seu uso em favor da constituição racional, que o levara a prever a existência de outros compostos entre eles os álcoois terciários. Ironicamente, Butlerov era o examinador principal desta dissertação. Como um dos desenvolvedores da moderna teoria estrutural da química orgânica e como o primeiro químico que sintetizou álcool terc-butílico, confirmando assim as previsões de Kolb. Butlerov estava intimamente familiarizado com as opiniões de Kolbe (e era oposto a elas). Infelizmente para Zaitsev, a dissertação não foi bem escrita e Butlerov caracterizou-a como uma pobre tradução do alemão e o grau de candidato não lhe foi conferido. Os estudos de Zaitsev continuaram ininterruptamente em Marburg, até agosto, 1864. Em Marburg, ele estudou a química de compostos orgânicos de enxofre. Ele fez a primeira de suas grandes descobertas, os sulfóxidos, cuja existência e formação relatou, em uma série de documentos durante a última metade da década de 1860, enquanto estudava a oxidação de sulfuretos orgânicos por ácido nítrico.

Durante o ano letivo de 1864-1865 (agosto 1864-abril 1865), Zaitsev mudou-se para Paris, onde estudou durante dois semestres sob a orientação de Charles Adolphe Wurtz na Universidade de Paris. Durante seu tempo em Paris, Zaitsev investigou a síntese de ácido diaminosalicylic e as reações de éster cloroacético com cianeto de potássio.

Em Abril de 1865, ele voltou para o laboratório de Kolbe em Marburg, para um último semestre, mas por esta altura os seus fundos foram quase esgotados. Em Setembro 1865, sua situação financeira obrigou a voltar para a Rússia; Zaitzev não pode seguir Kolbe para Leipzig, quando ele assumiu a cadeira de química, em outubro.

Enquanto em Marburg, jovem Zaitsev percebeu que sua falta de grau de candidato significava que ele não era elegível á nomeação, para uma posição assalariada em uma universidade. Na esperança de evitar este resultado indesejável, em fevereiro de 1863, apresentou uma dissertação manuscrita, enviada de Marburg para Kazan. A dissertação defendia a posição de Kolbe, adversário mais ferrenho da teoria estrutural, que foi examinada por Butlerov, o defensor mais ardente da teoria. Não foi surpresa que a dissertação de Zaitsev fosse um absoluto desastre. Bluterov fez comentários invulgarmente cáusticos apontou suas muitas declarações imprecisas e não comprovadas e descreveu como "uma pobre tradução do alemão” (não é preciso dizer que Zaitsev não foi aprovado). Zaitsev retornou para a Rússia, devido a não ter sido aprovado como candidato, ele foi incapaz de trabalhar como assistente de laboratório assalariado. Zaitsev ofereceu seus serviços trabalhando como um particular, não assalariado, no laboratório de Bluterov. Ele rapidamente impressionou seu mentor, que lhe pediu para escrever sua dissertação para o grau de candidato.

Em 1865, ele apresentou a sua dissertação, que diz respeito ao ácido diamidosalícilico, com base nos resultados de seus dois semestres de trabalho no laboratório de Wurtz.

Os artigos descrevendo este trabalho foram publicados em francês e alemão no mesmo ano. O título de candidato lhe foi concedido e graças ao apoio de Butlerov, Zaitsev obteve uma posição renumerada como assistente de laboratório em agronomia, em I866. A universidade também se comprometeu a entregar para ele, a direção dos laboratórios em química agronômica.

A ambição de Zaitsev era se tornar um professor de Química e para isso ele precisava do grau de Mestre em Química, mas isso exigia dois anos de estudo, antes que ele pudesse presentar uma dissertação de mestrado. Portanto, mais uma vez um desafio à tradição russa, escreveu os resultados de seu trabalho em Marburg e os enviou para Kolbe, em Leipzig, na forma de uma dissertação de doutoramento. Presumivelmente com ajuda Kolbe (ele estava listado entre os estagiários de Kolbe, em Marburg e estava na primeira lista em Leipzig), ele obteve o grau de Doutor em Filosofia pela Universidade de Leipzig, em 1866.

O trabalho pelo o qual Zaitsev obteve seu PhD, foi publicado neste mesmo ano, como um artigo nos anais de Liebig, com o título “Ação do ácido nítrico em certos compostos orgânicos de enxofre divalentes em uma nova série de compostos orgânicos“.

A primeira de suas duradouras contribuições químicas desta época, foi a sua descoberta da oxidação de sulfetos por ácido nítrico para obter sulfóxidos.

Até agora, esta classe de compostos orgânicos tinha sido desconhecida: síntese de Zaitsev e isolamento dos sulfóxidos, tornaram-nos facilmente disponíveis para estudo. Isto deu-lhe as qualificações necessárias para apresentar o seu trabalho, para o grau de Mestre em Química, em Kazan, mas ele ainda necessitou da ajuda Butlerov e foi o que ele fez em 1867. A dissertação descrevia o seu trabalho sobre a química dos compostos de enxofre e o título foi concedido, em 1868.

Estes compostos, como os sulfóxidos, permaneceram durante anos como uma curiosidade. No entanto, na década de 1960, Corey e Chaykovsky, publicaram o seu artigo excepcional sobre a síntese e uso dos iletos de sulfónio, e estes compostos, se tornaram o objetivo final em síntese orgânica. O uso de iletos de sulfónio em formação ciclopropanaciônica e epóxida tem feito esses espécies de valor inestimável, na síntese orgânica. Mais recentemente, a aplicação de iletos de sulfónio quirais na síntese de epóxidos e ciclo propanos terem sido exploradas. Ao obter seu grau de Mestre de Química, Zaitsev foi nomeado para a faculdade de Química, como um professor extraordinário, em 1869. Um ano depois ele recebeu seu doutorado em Química, sua dissertação descreve a redução de cloretos de ácidos graxos para os álcoois primários correspondentes, usando amálgama de sódio em éter dietílico tamponado com ácido acético; e ele foi promovido a professor ordinário, tornando-se por pouco tempo colega de Vladimir Vasil Evich Markovnikov (1838-1904). Aqui pode também se encontram algumas das origens do desdém de Markovnikov, aluno e sucessor de Butlerov, em Kazan, com respeito à Zaitsev. Quando Zaitsev apresentou a sua dissertação de PhD, pela Universidade de Leipzig; Markovnikov que era um russo ardentemente nacionalista e fora um estudante sênior nos laboratórios de Kolbe, provavelmente a par do fato de que Zaitsev, mais uma vez desrespeitara a tradição russa através da aplicação de um diploma de doutoramento de uma universidade estrangeira, Markovnikov com quem Zaitsev rivalizou a maior parte de sua vida, foi nomeado como um dos dois examinadores formais da dissertação; e seu relatório foi escrito como abertamente positivo, mas fora feito para ser lido nas entrelinhas como uma forma muito negativa.

O tempo que Zaitsev passou no laboratório Kolbe, foi produtivo e o jovem apresentou as habilidades experimentais impressionantes, que foram a marca registrada de sua longa carreira. A sua síntese de 3,5 ácido diaminosalicílico, um composto extremamente suscetível a fácil oxidação, a menos que ele seja mantido como o seu ácido conjugado; e o estudo dos seus sais levou aos primeiros trabalhos no Laboratório de Kolbe; e atestava sua proeza experimental.

Inicialmente vários membros do corpo docente da Universidade, não queriam permitir a Zaitsev apresentar a dissertação, porque ele já realizara um doutorado em uma universidade estrangeira (apesar o fato de que os graus de doutoramento estrangeiros não eram reconhecidos na Rússia na época); Butlerov que sabia da antipatia entre os dois jovens homens, interveio e foi só por sua intervenção, que ele foi autorizado a defender sua dissertação com sucesso, em outubro de 1868; a votação que concedeu o grau a Zaitsev, foi de 19 votos sendo 12 favoráveis; ele obteve o grau em dezembro de 1868.

Em maio de 1868, Butlerov aceitou a cátedra de Química da Universidade de São Petersburgo. No entanto, ele pediu a permissão para atrasar a sua partida de Kazan, a partir de janeiro de 1869, o que lhe foi concedido. Para permitir uma transição regular de sua cátedra ao seu sucessor e aluno Markovnikov. Este atraso provou ser crítico para a carreira de Zaitsev. Desde seus primeiros dias, a Universidade de Kazan possuía duas cátedras, uma em química e uma em tecnologia química. Na década de 1840, estas duas cadeiras eram ocupadas por Zinin, que descobriu o primeiro método para a redução de nitrobenzeno a anilina, e Klaus, o descobridor de ruténio; quando Zinin mudou-se para São Petersburgo, sua cátedra permaneceu vaga. Quando Klaus também deixou Kazan, Butlerov foi nomeado como seu sucessor exclusivo.

Quando Butlerov anunciou que estava para se tornar o professor de Química em São Petersburgo, Markovnikov que já tinha substituído seu mentor; quando Butlerov fora ao exterior defender suas reivindicações de prioridade, no desenvolvimento da teoria estrutural da Química Orgânica; era esperado com toda a razão que ele se tornasse o único professor de química na Kazan. Contudo, Markovnikov era um indivíduo irascível e espinhoso cuja ideias politicamente progressistas, não se coadunavam com uma administração conservadora. Consequentemente a administração atrasou sua nomeação inevitável, a cátedra de Química, tanto tempo quanto possível. Com efeito, havia suficiente oposição à nomeação de Markovnikov como único sucessor do Butlerov, a Universidade decidiu que ambas as cátedras de química, deveriam ser preenchidas quando da saída de Bluterov. Sua primeira escolha para a segunda cadeira era outro estudante de Butlerov, Aleksandr Nikolaevich Popov (1840-1881), que tinha escrito uma brilhante dissertação de mestrado sobre teoria estrutural, sob a orientação de Markovnikov.

A administração da universidade pode ter visto a amizade de Popov com Markovnikov, como um potencial tampão entre eles mesmos e Markovnikov.

Em I869, no entanto, Popov aceitou a cátedra de Química na Universidade de Varsóvia e mudou-se para Bonn, para estudos avançados sobre a orientação de Kekulé, em preparação para ocupar seu novo cargo. Isso pode realmente ter sido um golpe de sorte para a Universidade de Kazan, porque Popov não tinha boa saúde e morreu antes de conseguir mais nada de relevante me sua carreira; isso deixou Zaitsev, por quem Markovnikov tinha pouco respeito, como a escolha lógica seguinte. Como um político conservador, Zaitsev teve o apoio do reitor e da administração, especialmente à luz da muito forte recomendação, que Butlerov escreveu para ele. Em janeiro de 1869, Zaitsev foi eleito por unanimidade para o Conselho dos Docentes e nomeado para a segunda cadeira de química. Após a sua nomeação, Zaitsev ensinou cursos públicos em química orgânica e inorgânica; e o estágio em química orgânica e analítica aos seus alunos.

Certamente a nomeação, em I869, de Zaitsev como o seu colega, enfureceu Markovnikov que se recusou a falar com seu novo colega. Em outubro de 1869, Markonikov escreveu para Butlerov: "Com a saída de Popov, estou determinado a não falar com ninguém, vejo Zaitsev somente antes de suas palestras".

É muito possível que a nomeação de Zaitsev como professor, que Markovnikov tinha tentado evitar, seja um dos fatores precipitantes que levaram à partida rancorosa da Universidade de Kazan, de menos de seis semanas depois.

O mentor de Zaitsev tinha sido Butlerov e a influência dele é clara, no trabalho que Zaitsev fez como um pesquisador independente na década de 1870. Em 1863, Butlerov relatou a primeira síntese de um álcool terciário pela reação entre o cloreto de acetilo e dimetilzinco. Záitsev ampliou esta reação ainda mais, substituindo o dimetilzinco pirofórico com metal de zinco e um iodeto de alquilo (que formam o iodeto de zinco alquilo).

Com seus alunos, ele foi capaz de mostrar que isso facilitou a síntese de terciária e 3-alquil-3-pentanóis 2-propanol 2-alquil-; com seu irmão, ele mostrou que quando se utilizou iodeto de propilo, o produto da reação foi o álcool secundário, em vez do esperado 4-alquil-4-heptanol. Por um quarto de século, a síntese Záitsev-Butlerov organozinco, foi o método de escolha para a preparação de álcoois. No entanto a reação não funcionou em todas as condições e em 1900, ela foi substituída, quando Victor Grignard (1871-1935), descobriu os halogenetos de alquilmagnésio e a reação que hoje leva seu nome.

Depois da partida de Markovnikov, Záitsev assumiu a direção dos laboratórios de química em Kazan, como professor de Química, até 1884. Zaitsev não teve um novo colega com posto de professor até a chegada de Flaviano Mikhailovich Flavitskii (1848-1917), outro aluno de Butlerov, nomeado para a segunda cátedra vazia de química, em Kazan, como Professor de Química Inorgânica.

A maioria do trabalho científico independente da Zaitsev, caracteriza-se pela extensão do e desenvolvimento contínuo das ideias de seus mentores, especialmente Butlerov; e sua carreira é geralmente associada com o contínuo desenvolvimento da escola Butlerov, em Kazan. Seu primeiro trabalho independente em seu desenvolvimento profissional, no entanto foi devido, mais à influência de Kolbe, foi uma continuação do trabalho que ele tinha começado enquanto era um estudante em Marburg, onde ele tinha descoberto os sulfóxidos durante os seus estudos de oxidação de tioéteres.

Tivesse a utilidade e versatilidade destes compostos de enxofre como intermediários sintéticos sido reconhecida durante o século XIX, a reputação de Zaitsev, poderia muito bem ter florescido como a de Markovnikov, mas foi preciso quase 100 anos para que todo o potencial de sulfóxidos e sais de sulfónio, fosse realizado em síntese orgânica. Hoje em dia é difícil imaginar síntese orgânica moderna, sem métodos baseados na química dos sulfóxidos e iletos de enxofre, que têm sido desenvolvidos desde então. É evidente a partir dos escritos de Butlerov, que ele avaliou a pesquisa de pós-graduação de Zaitsev na química do enxofre, que estava muito acima do trabalho que ele havia feito em Paris e foram os artigos descrevendo o trabalho que Zaitsev tinha realizado nos laboratórios de Kolbe, que Butlerov citou em várias brilhantes cartas de recomendação, que ele escreveu sobre Zaitsev. De fato não é inconcebível, que o próprio Butlerov pode ter aconselhado o seu protegido para continuar o seu trabalho nesta área. Sejam quais forem as razões subjacentes, Zaitsev continuou o estudo da química de compostos orgânicos de enxofre após seu retorno à Rússia, pelo menos até depois de sua nomeação como Professor de Química da Kazan.

No início dos anos 1870, Zaitsev tinha começado a publicar artigos descrevendo a síntese e de transformações dos álcoois e a maioria de seus trabalhos científicos foram voltados com este campo de estudo, onde ele fez muito para promover a influência de Butlerov no desenvolvimento da química orgânica russa. Sua primeira contribuição independente foi a descoberta de que os cloretos de ácidos carboxílicos, poderiam ser reduzidos de forma clara aos seus álcoois primários correspondentes com 3% de amálgama de sódio, em éter seco com ácido acético, como um agente de tamponamento e fonte de hidrogénio.

Zaitsev aplicou esta reação de vários cloretos de ácido, incluindo cloreto de succinilo. Durante a redução de cloreto de succinilo com amálgama de sódio, descobriu um novo produto cuja análise concordou com a sua formulação de como forneceu a evidência de aldeídos, como intermediários na redução de cloreto de ácido; com a continuação dos trabalhos, no entanto, ele provou que estrutura de y-butirolactona; constituiu a primeira síntese deste composto.

Industrialmente, a y-butirolactona é um solvente importante com aplicações, tais como em de destintagem.

A sua produção em grande escala, hoje baseia-se na hidrogenação catalítica de anidrido succínico ou anidrido maleico, na fase gasosa. Isto fornece uma continuidade histórica interessante com a síntese original de Zaitsev, por redução de um derivado de ácido succínico. Os usos de g-butirolactona não são, no entanto, todos benignos. Seu uso hoje como uma droga ilícita (a droga do o "estupro"), mais uma vez trouxe o trabalho Zaitsev ao centro das atenções, embora sob uma luz menos do-lisonjeira. A influência de Butlerov permeia a maioria dos trabalhos científicos de Zaitsev, mas nada é mais aparente do que em seu trabalho com reagentes de Zinco dialquilo. Em 1864, Butlerov preparou álcool butilo terciário pela reação entre fosgênio e dimetil zinco, um método que posteriormente, foi ampliado para a reação entre cloretos de ácido, em geral, e um zinco dialquilo. O relatório deste resultado confirmou a existência de álcoois terciários, uma possibilidade que tinha sido prevista a partir de um ponto de vista teórico, quatro anos antes por Kolbe. Como um estudante de Butlerov trabalhando sob a direção de Kolbe, quando a síntese do álcool terciário foi trazida a público, Zaitsev deve ter ficado sobre intensa pressão para adquirir uma participação na síntese dos álcoois por meio de reagentes de zinco dialquilo. Certamente a maior contribuição de Zaitsev à síntese orgânica, era ampliar o trabalho de Butlerov nas aplicações dos reagentes zinco dialquilo, em síntese orgânica. Zaitsev ampliou a reação de Butlerov para outros compostos de carbonilo, incluindo cetonas e outros derivados de ácido; e mostrou que a reação entre o dimetilzinco ou dietilzinco e um éster ou cetona iria proporcionar o álcool terciário. Por esta época também, seu irmão e estudante, Mikhail Mikháilovitch, mostrou que a reação entre um zinco dialquilo e um anidrido daria uma cetona. Záitsev demonstrou que a reação entre um reagente dialquilo zinco e uma cetona, como a reação de Grignard, em vez de dar uma reação de adição causa uma reação de redução. A reação entre 4-h eptanona e Zicodipropílico, não consegue produzir o álcool terciário; e o álcool secundário obtido por redução da cetona é o produto principal desta reação. De muitas maneiras, foi Zaitsev ao invés de seu mentor que foi pioneiro no uso dos reagentes, zinco dialquilo para a síntese de álcoois.

Além de seu próprio trabalho, Zaitsev ainda influenciou o desenvolvimento da química orgânica, especialmente a química organozinco, através de seus alunos, vários dos quais fundaram suas próprias escolas. Um dos mais brilhante e altamente considerado dos alunos de Zaitsev, foi Egor Egorevich Vagner (ou Wagner), (1849-1903), posteriormente Professor de Química da Universidade de Varsóvia. Como um estudante sob a orientação de Zaitsev entre 1870 e 1875, Vagner desenvolveu a primeira síntese geral dos álcoois secundários por reação entre o dialquilo e etilformato, uma reação que ele mais tarde ampliou para a reação entre os reagentes - zinco dialquilo e aldeídos.

Síntese dos álcoois:

Até ao advento da reação de Grignard, cerca de trinta anos mais tarde, esta rota foi o método de escolha para a formação de álcoois secundário. É interessante notar que a reação de Grignard, foi desenvolvida num esforço para melhorar o rendimento da síntese Záitsev-Vagner, pela substituição do átomo de zinco com um metal divalente mais reativo. A síntese Záitsev-Vagner de álcoois foi rapidamente eclipsada pela síntese de Grignard, que era mais simples de realizar; e dentro de doze meses a síntese Záitsev-Vagner, tinha sido relegada a uma posição de apenas interesse histórico. Contudo o advento da síntese assimétrica, tenha adicionado um toque de ironia na história: enquanto a reação de adição de Grignard provou ser difícil de realizar com elevados níveis de indução assimétrica, Wagner mais tarde passou a se tornar um pioneiro na oxidação de alcenos com permanganato; sua importante contribuição foi o de ampliar e sistematizar o trabalho de seu mentor através da determinação dos efeitos da concentração de permanganato, no decurso da reação. Ele descobriu que ele é crítica manter a concentração de permanganato abaixo 4%, e para manter o PH da solução de base, para evitar a superoxidação do alqueno. Sob estas condições, bons rendimentos do diol pode muitas vezes ser obtido e este continua a ser uma importante reação de oxidação.

O mais importante, Wagner introduziu o conceito de rearranjos para a comunidade química, trabalho que foi completado por Hans Leberecht Meerwein (1879-1965). Na década de 1980, no entanto, a síntese de álcoois usando reagentes organozinco, passou por uma grande reavivamento, quando Noyori descobriu a síntese assimétrica dos álcoois secundários pela reação entre um aldeído e um Zinco dialquilo, catalisada por uma b-aminoálcool quiral.

Noyori descobriu que a adição Záitsev-Vagner é passível de catálise quiral, para dar níveis muito elevados de indução assimétrica no produto de uma reação de adição entre dois compostos (Aduto). Essa descoberta fez com que Noyori dividisse o prêmio de Química, em 2001, reflete a importância dos nucleófilos organozinco em síntese moderna.

Este renascimento da química organozinco, foi continuado pelo trabalho de vários grupos de investigação, tal como ilustrado pelo número de comentários nesta área nas últimas duas décadas; pode-se aferir quão ativa é esta área de pesquisas pelo número de artigos que surgiram nos últimos dois anos. A síntese original da Záitsev, álcoois utilizando alilo e iodeto de zinco, tal como o reagente organometálico (presumivelmente Iodetode alquilozinco), tem sido objeto de um grande ressurgimento durante os últimos vinte anos, apesar da reação ter sido atribuída incorretamente para Phillipe Antoine Barbier (1848-1922), em vez de Záitsev. Em particular, o uso de halogenetos de propargilo e zinco ou metal índio, fornece uma versão da reação que pode ser levada a cabo em meio aquoso. Outro dos alunos de Zaitsev, cujo nome está associado com aplicações sintéticas de reagentes organozinco, é Sergei Nikolaevich Reformatsky (1860-1934), mais tarde Professor de Química da Universidade de Kiev. Em seu próprio trabalho, Zaitsev tinha mostrado que os reagentes zinco alquilo, são particularmente fáceis de preparar e a extensão do conceito de compostos a-halocarbonilo, deve ter sido uma lógica; certamente o era. Zaitsev sugeriu a Reformatskii, que ele deveria estudar as reações de formação e de adição dos reagentes organozinco, a partir de ésteres a bromo carboxílicos. A reação foi primeiramente realizada em Kazan, em 1887. A reação agora conhecida como reação de Reformatskii, foi realmente descoberta no laboratório de Zaitsev.

Reformatskii foi o estudante de Zaitsev, cujo trabalho independente mais espelhou o trabalho de seu mentor. Como um estudante no laboratório de Zaitsev, foi encorajado a estudar as reações de cetonas com zinco metálico e compostos halocarbonilo, em uma extensão óbvia da descoberta de Zaitsev, que halogenetos de alilo e zinco, formam um composto intermediário que adiciona aldeídos e cetonas para dar álcoois homoalilíco. A síntese de álcoois organozinco, que a reação de Grignard não conseguiu deslocar, foi publicada por Reformatskii em seu próprio nome, sem citar Zaitsev como um coautor, em 1887. Até o desenvolvimento das bases fortes de amida de lítio em 1970, feita de enolatos de lítio pré-formados rotineiramente disponíveis, e o ressurgimento da subsequente reação de adição de aldol como um método para a formação de ligação carbono-carbono, a reação de Reformatskii foi o único grande método sintético que poderia ser usado para preparar compostos 13- Hidroxicarbonilo, a partir de aldeídos e cetonas sem desidratação significativa.

A dissertação de mestrado de Zaitsev, descreveu a oxidação dos sulfetos e durante seu trabalho de doutorado, começou a estudar a oxidação de compostos orgânicos insaturados.

Seu interesse em reações de oxidação continuou por muitos anos depois de seus estudos de doutoramento e ele foi pioneiro no uso do permanganato de potássio alcalino para a oxidação de ácidos graxos. No entanto ficou para seu estudante Vagner, perceber que esta reação pode ser de aplicação geral para a oxidação de compostos, os correspondentes 1,2-dióis insaturados, proporcionando assim um método para fixar a localização das duplas ligações numa molécula. Desta forma a reação foi amplamente aplicada a problemas estruturais na química do terpeno, como a oxidação de Wagner. O terceiro dos alunos de Zaitsev, teve um significativo impacto sobre o desenvolvimento da Moderna Química Orgânica, Aleksandr Erminingel Dovich Arbuzov, que sucedeu seu mentor como Professor de Química Kazan. Arbuzov atingiria o cume como um químico organofosforado, ele realizou a investigação pioneira sobre a química de compostos orgânicos de fósforo.

Como um estudante de pós-graduação sob a orientação de Zaitsev, Arbuzov tinha começado seus estudos para realizar a síntese do alil metil fenilo, carbinol o qual foi publicado na Rússia, em 1901. Contudo, o advento do reagente de Grignard, tornaram rapidamente os estudos iniciais de Arbuzov discutíveis, uma vez que os reagentes de Grignard eram mais fáceis de fazer e manusear; e a reação de Grignard dava rendimentos mais elevados. Para sua dissertação de mestrado, ele apresentou uma tese sobre o ácido fosforoso, sobre a química dos quais ele construiu uma carreira eminente. O impacto da Arbuzov na moderna química orgânica sintética é um tanto indireta, os ésteres de fosfonato produzidos pelo rearranjo Arbuzov-Michaelis, são a fonte de ânions de fosfonato, que são reagentes chave, na reação Wadsworth-Emmons. O artigo pelo qual o nome de Zaitsev está incluído na maioria dos livros didáticos de química orgânica. O artigo no qual primeiro expôs a regra empírica para as reações de eliminação reações, agora associadas com o seu nome, apareceram nos anais de Química e Farmácia de Liebig em 1875.

Curiosamente, este trabalho foi muitas vezes citado durante o século seguinte, mas não foi até a década de 1960, que o nome de Zaitsev foi anexado a sua regra na maioria dos livros didáticos de graduação. Mesmo o diagnóstico das mudanças na ênfase em química orgânica, publicados durante a década de 1990, ainda incluem ampla discussão da Regra Saytzeff e as razões básicas para orientação de Saytzeff, em reações de eliminação. Eles agora especificam a descoberta dos sulfóxidos como a maior contribuição de Zaitsev, para o desenvolvimento da química orgânica moderna.

Muito do ímpeto por trás do trabalho que levou à Regra Saytzeff, como normalmente é soletrada nos livros didáticos, foi fornecido pela tese de doutoramento de Markovnikov, onde ficou implícito que deve ser a eliminação de adição oposta, que a eliminação deve seguir o que hoje chamamos a rota de Hofmann, em vez da rota Zaitsev. É bastante claro que Zaitsev formulou a sua regra, em grande parte, com base em dados publicados, bem como aqueles de seus alunos Grabovskii e Vagner, e que foram publicados estritamente como uma regra empírica, para prever regioquímica das reações de desidrohalogenação dos iodetos de alquilo. O que não foi bem divulgado, no entanto, é fato que Popov (na época, um estudante no laboratório de Kekulé em Bonn) tinha proposto a possibilidade de uma regra empírica similar, em dezembro de 1871; em uma carta escrita ao seu mento, Bluterov descrevendo seu esquema proposto para a oxidação de álcool terc-amil. Em1872 Popov publicou um artigo sobre a oxidação de cetonas com ácido crômico, em que ele levantou a possibilidade da eliminação de 3-metil-2-butanol, para o alceno trissubstituído como um possível primeiro passo na reação de clivagem de acetona e ácido acético. Em 1873, ele apresentou a mesma visão de eliminação, ilustrando-a com as mesmas reações de oxidação, em uma conferência de química em Kazan . Nesta apresentação, ele também postulou que as propostas feitas para reações de desidratação podem igualmente ser ampliadas as reações de esidrohalogenação. Embora seja provável que Záitsev desconhecesse a carta de Popov para Butlerov, ele era certamente ciente das opiniões de Popov, em reações de oxidação. Em seu primeiro artigo juntamente com Wagner, ele cita o artigo de Popov nos Anais de Liebig.

No entanto, no artigo descrevendo Regra de Zaitsev, ele dá crédito para Vagner e Grabovskii. As razões para isso não são claros, mas depois de uma leitura do artigo de Popov escrito nos anais de Liebig é difícil ver como este trabalho, poderia ter afetado o pensamento de Zaitsev, além de uma maneira periférica.

O último aluno Zaitsev a sintetizar um álcool pela rota de organozinco, foi Aleksandr Arbuzov. Em 1900, apenas alguns meses antes Grignard publicou seus trabalhos sobre o uso de haletos de organomagnésio. Arbuzov concluiu a síntese do 2-f enilpent-4-en-2-ol, pelo método de organozinco e um ano mais tarde, o fez utilizando uma síntese por meio do procedimento de Grignard.

É claro que a reação de Grignard tornou a proposta tema da sua dissertação obsoleta e ele retornou para o que era a sua vida de trabalho e da química, que levou à sua reputação internacional. A dissertação de candidato de Arbuzov era sobre um único átomo de hidrogénio no ácido fosforoso, e isto iniciou os seus mais de 60 anos, como um químico eminente da química do fósforo. Uma carreira que incluiu a descoberta do rearranjo de Arbuzov. Em 1911, Arbuzov seguiu os passos de seu mentor e assumiu a cadeira de química na Universidade de Kazan. Zaitsev passou toda a sua carreira académica na universidade de Kazan, ensinando e realizando pesquisas na tradição de Butlerov. Em 1878, ele escreveu um livro de química orgânica de 477 páginas (com 42 páginas de prefácio); em 1890, foi substituído por uma maior edição de 873 páginas, que foi utilizado até 1902. Apesar de não ser membro fundador, Zaitsev foi um dos primeiros a aderir á Sociedade Físico Química Russa, servindo como seu presidente em 1905, 1908 e 1909 e como seu Vice-Presidente em 1903 e 1910. Em 1885, foi nomeado membro correspondente dessa sociedade. Em 1903 ele foi feito membro honorário da Universidade de Kiev, como professor. Zaitsev seguiu as tradições de seus próprios mentores, Butlerov e Kolbe. Como seus mentores, Zaitsev era um professor sempre ás mãos conhecido por suas aparições frequentes no laboratório e ele inspirou ambos: respeito e lealdade em seus alunos. Quando visto como um corpo, os setenta e cinco artigos científicos de Zaitsev são caracterizados pela mesma empirismo que permeia a química orgânica do século XIX.

Regra de Zaitsev é uma afirmação empírica que foi redigida em termos empíricos; muitas de suas observações da reatividade dos reagentes, zinco dialquilo com compostos carbonilo são expressos em termos empíricos. Em nenhum de seus artigos encontramos nenhuma das discussões mecanicistas, que caracterizam os artigos mais modernos. Mesmo assim, quando visto a partir da perspectiva da última década do século XX, as contribuições de Zaitsev foram generalizadas e seminais. Infelizmente para Zaitsev, grande parte da sua importância não foi reconhecida até muitas décadas após sua morte. De muitas maneiras, Zaitsev teve a sorte a sorte de viver na sua época. Durante sua vida, a química orgânica russa, foi caracterizada por uma inventividade e uma vibração que raramente foi alcançada uma vez que as fronteiras da ciência foram sendo ampliadas à frente por tais luminares, como Butlerov, Vagner, Favorskii, Zelinskii e Markovnikov. Talvez fosse a sua infelicidade, não participar de tais companhias, talvez suas próprias contribuições para a ciência tivessem sido reconhecidas mais cedo e sua própria estrela teria brilhado com mais intensidade.

BIBLIOGRAFIA:

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(a) Lewis, D.E. "The University of Kazan: Provincial Cradle of Russian Organic Chemistry. Part I: Nikolai Zinin and the Butlerov School." J. Chem. Educ. 1994, 71, 39–42doi:10.1021/ed071p39 (b) Lewis, D.E. "The University of Kazan: Provincial Cradle of Russian Organic Chemistry. Part II: Aleksandr Zaitsev and His Students." J. Chem. Educ. 1994, 71, 93–95 doi:10.1021/ed071p93.