В аудитории за длинным столом сидят члены Ученого Совета по защите кандидатских диссертаций. На столе поставлена в нескольких местах минеральная вода и стакан. Перед каждым членом Ученого Совета лежат по два белых листа формата А-4 и ручка. Ученый Совет открывает председатель Ученого Совета – академик.
Председатель Ученого Совета
(член-корреспондент Академии Наук): Уважаемые
господа ученые – члены Ученого Совета
химического факультатива (называется
наименование учебного заведения).
Количественный состав Совета по защите
диссертации на ученую степень кандидат
ученических (студенческих) наук – 23 человека. Из
них – 1 член-корреспондент Академии Ученических
Наук, 7 докторов наук – из них 4 профессора, и 15
кандидатов наук – из них 2 профессора и 3 доцента.
Сегодня на нашем Совете присутствует 19 человек.
Какое будет предложение поповоду начала Ученого
Совета?
Голос из зала: По какой причине отсутствуют?
Председатель: Поступило 2 звонка – по уважительной причине, а двое по всей вероятности опаздывают.
Голоса из зала: Начать!
Председатель: Итак, поступило одно предложение «Начать». Прошу голосовать: кто «ЗА»?
(Все поднимают руки, кроме одной).
Против – нет. Воздержавшиеся – нет. Людмила Андреевна! Вы не определились. Как понять Вашу позицию: Вы воздержались или против?
Людмила Андреевна: Нет-нет! Я «за»! (кокетливо) Просто задумалась – извините!
Председатель: Господа! Прошу быть предельно внимательными. Вы сегодня решаете судьбу человека, являетесь свидетелями рождения нового ученого. Не будьте безразличными.
(После непродолжительной паузы)
А теперь слово предоставляется Ученому Секретарю Совета по защите кандидатских диссертаций Юлии Борисовне для представления диссертанта.
Председатель Ученого Совета садится. Ученый секретарь с открытой красной папкой в руках представляет диссертанта.
Ученый секретарь: Сизова Виктория Павловна. 19___ года рождения. Над проблемой получения продуктов органического синтеза, что является темой диссертации, соискатель работает уже 4 года. Работа рассматривалась на предварительной защите и Ученый Совет допустил работу к основной защите на открытом уроке химии. Работа защищается впервые. Прошу, госпожа Сизова (приглашает диссертанта на защиту. Сизова выходит на просцениум для представления своей диссертации.)
Сизова: Тема диссертационной работы
«Исследование направляющего действия
заместителей 1 и П рода на вновь вводимые
радикалы в ароматическое кольцо».
Широки потенциальные области использования
бензола, его гомологов и продуктов, полученных на
их основе, в производстве пластификаторов, новых
синтетических материалов, применяемых в быту и
технике, в фармации, а также в различных областях
народного хозяйства.
Бензол и его гомологи используют для получения
нитробензола, хлорбензола, красителей
лекарственных веществ, ядохимикатов,
высокомолекулярных веществ. До сегодняшнего дня
нам – студентам (учащимся) не
представлялось возможным представить синтез
новых ароматических продуктов. Однако, после
изучения раздела «Ароматические углеводороды»
стало возможным на базе теоретического
обоснования представить получение широкого
спектра продуктов органического синтеза,
содержащего бензольное кольцо.
Таким образом, изучение раздела органической
химии «Арены» приобретает все большую
актуальность.
Целью настоящей работы является комплексное
изучение раздела «Ароматические углеводороды»,
включающее:
а) объяснение свойств ароматических
углеводородов на основе их строения;
б) объяснение взаимного влияния атомов в
молекулах аренов;
в) сравнение состава, строения и свойств
углеводородов ароматического характера,
установление причинно-следственных связей,
используемых , в частности, в фармации.
г) раскрытие генетических связей между группами
углеводородов, способствующее разъяснению
многообразия органических веществ.
Практическая ценность работы заключается в
том, что на результатах научных данных и на базе
доступных реактивов мы имеем возможность
осуществить синтез многих органических
соединений с ароматическими свойствами.
По состоянию атомов углерода в бензоле (sp2-гибридизация)
и его гомологи являются непредельными
углеводородами. Общая формула гомологов бензола:
СnН2n–6
Однако, непредельный характер бензола не
проявляется в типических реакциях: бензол не
обесцвечивает бромную воду и раствор
перманганата калия при взбалтывании с бензолом
не обесцвечивается. Даже при длительном
кипячении с раствором перманганата калия бензол
почти не окисляется. Если же ввести в бензольное
кольцо какой-либо радикал, например, метильный,
мы замечаем взаимное влияние атомов в молекулах
аренов. Так, в молекуле толуола метильный
радикал, являясь заместителем первого рода,
облегчает реакции замещения в ядре бензола. По
этой причине толуол нитруется легче, чем бензол.
При этом образуется 2,4,6-тринитротолуол –
взрывчатое вещество.
В то же время бензольное ядро влияет на остаток
метана в молекуле толуола. Как известно, бензол
не окисляется перманганатом калия. Толуол
окисляется, при этом окислению подвергаются лишь
радикалы, связанные с бензольным кольцом.
Заместители первого рода увеличивают
электронную плотность в орто- и пара-положениях и
вновь вводимый радикал направляется именно в эти
положения.
Заместители второго рода направляют вновь
вводимые радикалы в мета-положение.
Например, при сульфировании толуола
концентрированной серной кислотой на холоду
образуется 2-метилбензолсульфокислота
(о-толуол-сульфо-кислота) и
4-метилбензолсульфокислота (n-толуол-сульфокислота).
Мета-толуол-сульфокислоту можно получить
алкилированием бензол-сульфокислоты
хлорметаном в присутствии катализатора
хлористого железа (Ш).
Бензол и ряд его гомологов получаются из
каменноугольной смолы. В настоящее время арены
получают также из нефти. Ароматические
углеводороды могут быть получены
дегидрированием циклоалканов при температуре 500o
С и давлении 25–50 атм., дегидроциклизацией
алканов, а также методом синтеза. Так, по методу
Н.Д.Зелинского и Б.А.Казанского бензол получают
циклической тримеризацией ацетилена, пропуская
его через трубку с активированным углем при
температуре 600o С.
Изучение методов получения и свойств
ароматических углеводородов позволило
определить генетическую связь как между
группами углеводородов, так и между классами
органических соединений.
Итак, при исследовании раздела «Ароматические
углеводороды», мы:
- Изучили строение аренов и его гомологов;
- Раскрыли пути и некоторые механизмы реакции в соединениях, содержащих бензольное кольцо.
- Объяснили взаимное влияние атомов в молекулах ароматических углеводородов
- Раскрыли генетическую связь между группами углеводородов, а также классами органических соединений.
Ученый секретарь: Господа ученые. Ну вот, мы сейчас послушали диссертанта. Прошу задавать вопросы.
Первый вопрос: В своем докладе Вы подчеркнули широту потенциальных областей использования ароматических углеводородов и его гомологов. Хотелось бы услышать конкретные области применения в фармации и медицинской промышленности.
Диссертант: Бензол и его гомологи такие как толуол, ксилолы находят широкое применение в производстве промежуточных продуктов: для получения нитросоединений, сульфокислот и галогенпроизводных, в качестве растворителя для проведения различных реакций. Кроме того, многие гормональные препараты, такие как бутамид, цикламид, эстрогены, а также психотропные препараты содержат в своем составе ароматическое кольцо.
Второй вопрос: Из Вашего доклада мне не совсем понятно, как бензол и его гомологи, являясь по составу непредельными углеводородами, не проявляют непредельный характер в типических реакциях.
Диссертант: Этот вопрос лучше всего
освещается с позиции современной теории о
гибридизации орбиталей атома углерода. Атомы
углерода в бензоле находятся в состоянии sp2-гибридизации.
Каждый атом углерода образует три 
-связи (две- с атомами углерода и
одну- с атомом водорода). Все -связи располагаются в одной плоскости.
Каждый атом углерода имеет р-электрон,
который не участвует в гибридизации.
Негибридизированные р-электронные облака
атомов углерода находятся в плоскости,
перпендикулярной плоскости сигма связей. Каждое р-облако
перекрывается с двумя соседними р-облаками
и в результате образуется единая сопряженная
пи-система, все связи между атомами углерода
имеют одинаковую длину – 0,140 нанометра.
Таким образом, в молекуле бензола нет простых и
двойных связей. Все связи между атомами углерода
в бензоле равноценны, чем и обусловлены
характерные свойства бензольного
кольца. Угол между связями у каждого атома
углерода равен 120. Молекула представляет собой
правильный плоский шестиугольник.
Третий вопрос: В Ваших таблицах приводятся свойства бензола. Вы исследовали их? Или Вы просто считаете их классикой науки и при этом приводите данные других исследователей?
Диссертант: Мы, действительно, исследовали свойства бензола. И все представленные здесь реакции соответствуют научным основам химии углеводородов.
Четвертый вопрос: А какими же свойствами обладают гомологи бензола. Например, кумол – изопропилбензол – можно рассматривать как производное бензола и как производное пропана, Бензол взаимодействует с хлором, и пропан взаимодействует с хлором. Как же кумол будет взаимодействовать с хлором?
Диссертант: В зависимости от условий проведения реакции может быть хлором атаковано бензольное кольцо в положение орто- и пара- относительно втор-пропильного радикала. Это в присутствии катализатора хлорида железа (Ш), а в присутствии квантов по радикально-цепному механизму реакции галогеном будет атакован вторичный атом углерода во втор-пропильном радикале.
Пятый вопрос: Уважаемый диссертант. Вы
говорите о направляющем действии заместителей
первого рода в орто- и пара- положения. Моя
лаборатория занимается проблемами получения
галогенпроизводных ароматических соединений.
Вместо толуола мы берем три-фторфенилметан. Это
соединение подобно толуолу, только вместо
радикала CH3 стоит радикал CF3, который
также является заместителем первого рода.
Однако, при нитровании трифторфенилметана у нас
выход мета-изомера составляет 100%.
Вы без пяти минут уже специалист по разделу
«Ароматические углеводороды». И мне, конечно,
было бы интересно Ваше мнение: можем ли мы
получить орто- или пара-изомеры
трифторфенилметана.
Диссертант: Спасибо Вам за интересный вопрос. Все дело в том, что фтор как сильно электроотрицательный атом оттягивает к себе электронную плотность бензольного кольца и при этом активируется положение мета. По этой причине вы получаете 100%-ный выход метаизомера. Я полагаю, выход орто- и пара- изомеров невозможен.
Председатель: Вопросы ещё есть?
Из зала: Нет вопросов.
Председатель: Вопросов нет. Я думаю наш соискатель Виктория Павловна Сизова со знанием дела ответила на все вопросы. Для ознакомления с отзывами, поступившими из различных организаций, слово представляется Ученому Секретарю.
Ученый секретарь: Поступило три отзыва из различных институтов. Я думаю, – для экономии времени положительную характеристику читать не надо, а сразу зачитаю замечания. Вы не против?
Из зала: Нет.
Ученый секретарь:
1. Отзыв из института тонкой органической химии.
Отзыв положительный. Замечаний нет. Отзыв
написал профессор кафедры каталитических
процессов Викторов С.Н.
2. Отзыв из Московского химико-технологического
института имени Менделеева. Замечание: «В работе
не показано комплексное исследование механизма
реакции и не выявлены тормозящие реакцию
факторы». Отзыв профессора кафедры
гетероциклических мономеров Королева В.К.
3. Отзыв ведущей организации – института
органической химии. Замечание: «Язык диссертации
локаничен настолько, что не убедительно изложено
доказательство механизма реакции».
Во всех отзывах указывается: «Несмотря на
указанные замечания, диссертант Сизова Виктория
Павловна заслуживает присвоения ученой степени
кандидат студенческих наук.
(Обращается к соискателю).
Пожалуйста, ответьте на все замечания.
Сизова: В первом отзыве института тонкой органической химии замечаний нет. Относительно замечания во втором отзыве – мы не ставили своей задачей вопрос выяснения тормозящих факторов реакции. Третий отзыв – отзыв ведущей организации института органической химии. Язык диссертации действительно локаничен. Но в диссертации мы просто не стали писать уже известные аксиомы.
Ученыйсекретарь: Слово предосталяется
оппонентам. Первый оппонент – доктор химических
наук, профессор Лебедева Мария Степановна.
Второй оппонент – кандидат химических наук
Федорова Елизаветта Ивановна. Она по
уважительной причине не пришла на защиту
диссертации, но прислала положительный отзыв на
работу. Резюме – «диссертант Сизова Виктория
Павловна заслуживает присвоения ученой степени
кандидат студенческих наук».
Слово представляется Первому оппоненту доктору
химических наук, профессору Лебедевой Марие
Степановне.
Лебедева: Уважаемые дамы и господа! Мы
сейчас послушали очень интересную работу. Для
экономии времени я читать весь отзыв не буду.
Хочу сказать несколько слов пока о диссертанте –
о Викуле, как я ее ласково называю. Всего
несколько месяцев мы знакомы с Сизовой и за этот
период рецензирования ее работы я узнала ее как
высокоэрудированного специалиста не только в
области химии, но и в области всех пересекающихся
с химией наук. Это великой души человек. Но все
это личное. Теперь относительно работы. Тема
является несомненно актуальной. Мы ежедневно
слушаем и читаем средства массовой информации,
откуда мы узнаем о террористических актах,
проведенных то здесь, то там. И нам всегда
сообщают, что сила взрывной волны достигала
стольким-то баллам в тротиловом эквиваленте. А
что такое тротил? Это как-раз то, о чем в своем
докладе говорила нам Виктория Павловна – это
2,4,6-тринитротолуол. Кроме того, в настоящее время
известно несколько миллионов органических
соединений, тогда как неорганических – менее
миллиона. Такое количество органических
соединений удается получить благодаря и таким
реакциям, которые представляет нам сегодня
диссертант. Все это дает нам основание присудить
Сизовой Виктории Павловне звание кандидат
студенческих наук. Да простит меня Ученый Совет,
но если бы даже наш соискатель плохо приподнес
свою работу, все равно по ее изложенному в
диссертации материалу уже получают и будут
получать различные органические соединения. И
уже это дает нам основание присудить ей звание
кандидата студенческих наук.
К работе у меня было несколько замечаний, с
которыми Виктория Павловна согласилась и
исправила. В исправленном виде эта работа перед
Вами и к ней никаких замечаний у меня нет. Еще раз
повторюсь, диссертант Сизова Виктория Павловна
заслуживает присуждения ей ученой степени
кандидата студенческих наук, и прошу Вас
голосовать за это.
Ученый секретарь: Ну что, господа? Послушаем руководителя темы – доктора химических наук профессора Свиридова Виктора Степановича.
Свиридов: Уважаемые дамы и господа!
Во-первых – несколько слов о диссертанте. Сизова
Виктория Павловна на протяжении всего периода
учебы в нашем научном храме знаний показала себя
грамотным исследователем. Грамотно и четко
ставит перед собой задачу и решает их совершенно
в короткие сроки, не откладывая их в долгий ящик.
Обладает хорошим качеством – кропотливостью и
ненасыщаемостью познания нового. Кому не
известно, что во всех научных и особенно в
женских производственных коллективах между
работниками бывают всякие дрязги? Однако, Сизова
за все время учебы и работы в нашем учебном
заведении ни в какие конфликты ни с кем не
вступала. Это человек морально устойчивый и,
главное, порядочный.
Теперь относительно работы. Эта работа,
действительно, очень хорошая. Она уже получила
научную и промышленную реализацию, что является
очень редким случаем, чтобы работа реализовалась
раньше ее защиты. Что касается вопроса об
исследовании свойств бензола, мы решили здесь не
останавливать свое внимание на нем, поскольку мы
не могли бы дать результатов исследования
гомологов бензола без знаний свойств самого
бензола. Но, тем не менее, Сизова ответила на Ваш
вопрос.
В дополнение к ее ответу скажу, что в руководимой
мною лаборатории ароматических углеводородов
все работники принимают участие во всех
разрабатываемых у нас темах. Так, Сизова,
например, исследовала механизм электрофильного
замещения в реакциях галогенирования бензола, а
также его нитрования, сульфирования,
алкилирования и ацилирования (реакция Фриделя –
Крафтса). В общем, механизм электрофильного
замещения в ароматическом ряду можно
представить следующим образом.
В результате атаки электрофильного катиона
образуется слабый донорно-акцепторный 
-комплекс, в котором донором
является -электронная
система ароматического кольца, а акцептором
является электрофильный реагент. Образовавшийся
-комплекс
перегруппировывается в резонансно
стабилизированный -комплекс
(аренониевый, а в случае бензола – бензенониевый
ион). В -комплексе атом
углерода, атакованный электрофильной частицей,
находится в sp3-гибридизированном
состоянии.
Из -комплекса отщепляется
протон с реароматизацией системы и образованием
продукта замещения атома водорода бензольного
кольца на электрофильный реагент.
Реакции электрофильного замещения в
ароматическом ряду – двухстадийный процесс, в
котором стадией, определяющей, то есть
лимитирующей, скорость реакции, является
образование -комплекса.
Частные случаи реакций представлены на таблицах.
Как сказала оппонент Лебедева Мария Степановна,
действительно, как бы мы ни придирались к каждой
строчке работы, тема диссертации уже работает в
научно-производственном пространстве. Поэтому
диссертант Сизова Виктория Павловна несомненно
заслуживает присуждения ей ученой степени
кандидата студенческих наук.
Председатель: У кого есть вопросы к руководителю темы?
Вопрос: Уважаемая Виктор Степанович!
Во-первых, я рада с Вами познакомиться. Ваша
монограмма по теории резонанса является моей
настольной книгой. Вот и сейчас Вы говорили о
резонансно-стабилизированном -комплексе. Не смогли бы Вы вкратце
изложить суть этой теории на очень простом
примере?
Свиридова: Принципиально важный момент в теории резонанса является таковым: «Энергия реальной молекулы меньше, чем энергия любой из отдельных резонансных структур». Например, углекислый газ CO2 в соответствии с теорией резонанса можно изобразить в виде пяти резонансных структур. Однако, наиболее устойчивой является структура О=С=О. Вот так можно на самом простом примере объяснить теорию резонанса.
Председатель: Какие еще вопросы к руководителю темы? Вопросов нет. Нам необходимо избрать счетную комиссию. Какие будут предложения по составу?
Вопрос: Сколько человек?
Председатель: Три человека.
Предложения: (Называются три фамилии).
Председатель: Кто за то, чтобы в счетную комиссию избрать (называются фамилии). Единогласно. Уважаемые члены счетной комиссии. Приступайте к исполнению обязанностей. Для остальных перерыв 3 минуты.
Через три минуты:
– Итак, сегодня на заседании Ученого Совета:
Присутствует – 19 человек.
Голосовали – 19 человек.
За – 19 человек.
Против – нет.
Воздержавшиеся – нет.
– Поздравляю диссертанта с защитой. Все документы в короткий срок будут направлены в Высшую Аттестационную Комиссию.
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5
Приложение 6
Приложение 7
Приложение 8
Приложение 9
Приложение 10
Приложение 11
Приложение 12
Приложение 13