Organinės chemijos istorija. Objekto ir organinės chemijos vertė

Keletas minčių apie organinės chemijos vaidmenį šiuolaikinio žmogaus gyvenime. Bet tai didžiulis, sunku jį pervertinti. Nuo ryto, kai žmogus atsibunda ir eina plauti, iki vakaro, kol jis eina miegoti, kiekvieną minutę jis prideda organinės chemijos produktus. Dantų šepetėlis, drabužiai, popierius, kosmetika, baldai ir interjero prekės ir dar daugiau - visa tai mums tai suteikia. Tačiau kai viskas buvo visiškai kitokia, o mažai žinoma apie organinę chemiją.

Pažiūrėkime, kaip nuosekliai vystėsi organinės chemijos vystymosi istorija.

1. Vystymosi laikotarpis iki XIV a., Vadinamas spontanišku.

2. XV-XVII a. - vystymosi pradžia, jatrohimiya, alchemija.

3. XVIII-XVIII a. - vitizmo teorijos dominavimas.

4. XIX - XX a. - intensyvus vystymasis, mokslinis etapas.

Organinių junginių chemijos formavimo pradžia arba elementinė stadija

Šis laikotarpis reiškia tik chemijos sąvokos kilmę, šaltinius. Ir šaltiniai grįžta į Senovės Romos ir Egipto, kuriame labai gebantys gyventojai išmoko gauti dažiklių daiktų ir drabužių dažymui iš natūralių žaliavų - lapų ir augalų stiebų. Jie buvo indigo, suteikiantys turtingą mėlyną spalvą ir alizoliną, viską rašydami sultingai ir patraukliai oranžinės spalvos ir raudonos spalvos. Neįprasti judrus skirtingų tautybių gyventojai tuo pačiu metu taip pat išmoko gauti actą, pagaminti alkoholinius gėrimus iš cukraus ir krakmolo turinčių augalinės kilmės medžiagų.

Žinoma, kad labiausiai paplitusių šio istorinio laikotarpio produktų buvo gyvūniniai riebalai, dervos ir augaliniai aliejai, kuriuos naudojo gydytojai ir virėjai. Be to, naudojant tankiai įtrauktus įvairius nuodus, kaip pagrindinį vidinių santykių ginklą. Visos šios medžiagos yra organinės chemijos produktai.

Tačiau, deja, tokios sąvokos "chemija" nėra, ir specifinių medžiagų tyrimas, siekiant paaiškinti savybes ir sudėtį, nepasitaikė. Todėl šis laikotarpis vadinamas spontanišku. Visi atradimai buvo atsitiktiniai, netobulūs kasdienybės svarba. Tai tęsėsi iki kito amžiaus.

Iatrochemijos laikotarpis yra perspektyvus vystymosi pradžia

Iš tiesų, XVI ir XVII amžiuje prasidėjo tiesioginės chemijos kaip mokslo mokslo idėjos. Dėl to, kad tuo metu dirbo mokslininkai, buvo pagamintos kai kurios organinės medžiagos, išrado paprasčiausi medžiagų distiliavimo ir sublimacijos įrenginiai, naudojami specialūs cheminiai indai, skirti smulkinti medžiagas, atskirti gamtos produktus su ingredientais.

Tuo metu pagrindinė darbo kryptis buvo medicina. Noras gauti reikiamus vaistus paskatino tai, kad eteriniai aliejai ir kitos žaliavos buvo išgaunamos iš augalų. Taigi, Karl Scheele gavo kai kurias organines rūgštis iš augalinės žaliavos:

• Apple;
• Citrina;
• Galisų;
• Pienas;
• Oksalio rūgštis.

Mokslui (nuo 1769 m. Iki 1785 m.) Tyrinėti augalus ir išskirti šias rūgštis reikėjo 16 metų. Tai buvo vystymosi pradžia, buvo įtvirtinti organinės chemijos pagrindai, kurie tiesiai kaip chemijos dalis buvo apibrėžti ir pavadinti vėliau (18 amžiaus pradžioje).

Per tą patį viduramžių laikotarpį GF Ruel išskyrė šlapimo rūgšties kristalą iš karbamido. Kiti chemikai gavo gintaro rūgštį iš gintaro, vyno rūgšties. Paprastai naudojamas augalinės ir gyvūninės kilmės žaliavų sausosios distiliacijos būdas, dėl kurio gautos acto rūgšties, dietilo eterio, medienos alkoholio.

Tai buvo intensyvios ekologinės chemijos pramonės plėtros ateityje pradžia.

Vis vitalis arba "Gyvybinė jėga"

XVIII - XIX a. Organinei cheminei medžiagai yra labai dviguba: iš vienos pusės yra daug atradimų, turinčių didžiulę reikšmę. Kita vertus, ilgą laiką didžiausią teoriją apie vitalizmą stabdo būtinų žinių ir teisingų vaizdų augimas ir kaupimas.

Šią teoriją įvedė ir nurodė pagrindinis Jensas Jacobs Berzeliusas, kuris tuo pačiu metu davė tą patį organinės chemijos apibrėžimą (tikslūs metai nėra žinomi nei 1807, ar 1808 m.). Pagal šios teorijos nuostatas organinės medžiagos gali sudaryti tik gyvus organizmus (augalus ir gyvūnus, įskaitant žmones), nes tik gyvosioms būtybėms yra ypatinga "gyvybinė jėga", leidžianti gaminti šias medžiagas. Nors visiškai neįmanoma organinių medžiagų gauti iš neorganinių medžiagų, nes jie yra negyvosios gamtos produktai, nedegūs, be gyvybingumo.

Tas pats mokslininkas pasiūlė pirmą visų žinomų neorganinių (negyvų, visų medžiagų, tokių kaip vanduo ir druskos) ir organinių (gyvų, tų, kurie yra kaip alyvuogių aliejus ir cukrus), junginių klasifikaciją. Be to, Berčelius buvo pirmasis, kuris tiksliai nurodė, kokia yra organinė chemija. Apibrėžimas skambėjo taip: tai yra chemijos dalis, kurioje tiriamos medžiagos, izoliuotos nuo gyvųjų organizmų.

Per šį laikotarpį mokslininkai lengvai pavertė organines medžiagas neorganinėmis, pavyzdžiui, degimo metu. Vis dėlto nieko nebuvo žinoma apie atvirkštinių pertvarkymų galimybę.

Likimas buvo malonu, kad jį išsivadavau, nes Jensas Berzeliusas, Friedrichas Welleris, prisidėjo prie mokytojų teorijos žlugimo pradžios.

Vokietijos mokslininkas dirbo su cianidų junginiais ir vienu iš eksperimentų jis galėjo gauti kristalų, panašių į šlapimo rūgštį. Po išsamaus tyrimo jis buvo įsitikinęs, kad iš tiesų sugebėjo gauti organines medžiagas iš neorganinių medžiagų be jokio gyvybingumo. Tačiau daug Berzelio buvo skeptiškas, jis turėjo pripažinti šį neginčijamą faktą. Tai buvo pirmasis smūgis į gyvybingus požiūrius. Organinės chemijos plėtros istorija pradėjo impulsą.

Nemažai atradimų, kurie sugriauti vitalizmą

Wöhlerio sėkmė įkvėpė XVIII a. Chemikus, todėl pradėjo plačiai išbandyti ir eksperimentuoti, norint gauti organines medžiagas dirbtinėmis sąlygomis. Tokie sintezės, kurios yra lemiamos ir svarbiausios, buvo padarytos kelis kartus.

1. 1845 m. - Adolfas Kolbe, kuris buvo Wöhlerio moksleivis, sugebėjo gauti organinėse medžiagose _esančios daugiapakopės sintezės acto rūgštis iš organinių neorganinių medžiagų C, H ₂ , O ₂ .
2. 1812. Constantine Kirchhoff sintezė gliukozę iš krakmolo ir rūgšties.
3. 1820 m. Henris Braconnas denatūruos baltymą rūgštimi, o po to mišinį apdoroja azoto rūgštimi ir gauna pirmąją iš 20 sintezuotų amino rūgščių - glicino.
4. 1809 Michel Chevrel tyrė riebalų sudėtį, bandydamas padalyti juos į sudedamąsias dalis. Kaip rezultatas, jis gavo riebalų rūgščių ir glicerino. 1854 Jean Berthelot tęsė "Chevrel" ir šildomo glicerino darbą su stearino rūgštimi. Rezultatas yra riebalų, tiksliai kartojantis natūralių junginių struktūrą. Vėliau jam pavyko gauti kitus riebalus ir aliejus, kurie pagal natūralių analogų molekulių struktūrą šiek tiek skiriasi. Tai parodė galimybę gauti naujus didelės svarbos organinius junginius laboratorijoje.
5. J. Berthelot sintezė metaną iš vandenilio sulfido (H2S) ir anglies disulfido (CS2).
6. 1842 m. Zininas sugebėjo sintetinti aniliną - nitrobenzolo dažą. Vėliau jam pavyko gauti daugybę anilino dažų.
7. A. Bayer sukuria savo laboratoriją, kurioje nagrinėjama aktyvi ir sėkminga natūralių organinių dažiklių sintezė: alizarinas, indigoidas, antrokvinonas, ksantenas.
8. 1846 m. Nitroglicerino sintezė mokslininkui Sobrero. Jis taip pat sukūrė tipų teoriją, kurioje teigiama, kad medžiagos yra panašios į kai kurias neorganines medžiagas ir gali būti gautos pakeičiant vandenilio atomus struktūroje.
9. 1861 m. Butlerovas sintezavo formalino sintetinę sacharino medžiagą. Jis taip pat suformulavo ekologinių junginių cheminės struktūros teorijos nuostatas, kurios šiandien yra aktuali.

Visi šie atradimai nustatė organinės chemijos dalyką - anglį ir jo junginius. Tolesni atradimai buvo skirti cheminių organinių medžiagų reakcijų, elektroninių sąveikų pobūdžio ir junginių struktūros kūrimo mechanizmų tyrinėjimui.

Antroji XIX a. Ir XX a. Pusė - pasaulinių cheminių atradimų laikas

Organinės chemijos plėtros istorija per tam tikrą laiką išaugo. Daugelio mokslininkų darbas dėl vidaus procesų mechanizmų molekulėse, reakcijose ir sistemose suteikė vaisingų rezultatų. Taigi 1857 m. Friedrichas Kekulis kuria valentingumo teoriją. Jis taip pat turi didžiausią nuopelną - atradimas aromatinių angliavandenilių molekulės benzolo. Tuo pat metu Butlerovas suformulavo junginių struktūros teorijos pozicijas, kuriose jis atkreipia dėmesį į anglies kiekį ir izomerizmo bei izomerų egzistavimo fenomeną.

VV Markovnikovas ir AM Zaicevas gilina savo tyrimą apie organinių medžiagų reakcijų mechanizmus ir suformuluoja keletą taisyklių, kurias paaiškina ir patvirtina šie mechanizmai. 1873 m. - 1875 m. Wislicenus, Vant-Goffas ir Le Belas tyrinėja erdvinį atomų išdėstymą molekulėse, atranda stereoizomerų egzistavimą ir tampa visos mokslo mokslininkais - stereochemija. Daugybė skirtingų žmonių dalyvavo kuriant ekologišką plotą, kurį šiandien turime. Todėl organų chemijos mokslininkai nusipelno dėmesio.

XIX ir XX a. Pabaigoje yra pasauliniai atradimai farmacijos, dažų ir lako pramonėje, kvantinė chemija. Pažvelkime į atradimus, kurie suteikė didžiausią organinės chemijos vertę.

1. 1881 M. Konrad ir M. Gudseyt sintezė anestetikus, veroninę ir salicilo rūgštį.
2. 1883 L. Knorras gavo antipireną.
3. 1884 m. F. Stoll gavo piramidoną.
4. 1869 m. Broliai Hyatt gavo pirmąjį dirbtinį pluoštą.
5. 1884 D. Eastmanas sintezavo celiuloidinę plėvelę.
6. 1890. Gauta vario amoniako pluošto L. Depassi.
7. 1891 m. Charlesas Krisas ir jo kolegos gavo viskozę.
8. 1897 m. F. Misher ir Buchner įkūrė biologinio oksidacijos teoriją (fermentacija be fermentų ir fermentai buvo aptikti kaip biokatalizatoriai).
9. 1897 m. F. Misher atrado nukleino rūgštis.
10. XX a. Pradžia yra nauja organoelementų junginių chemija.
11. 1917 m. Lewisas atrado elektroninę cheminio ryšio prigimtį molekulėse.
12. 1931 m. Hückel yra cheminių medžiagų kvantinių mechanizmų įkūrėjas.
13. 1931-1933 Limasas Paulingas pateisina rezonanso teoriją, o vėliau jo bendradarbiai atskleidžia cheminių reakcijų kryptį.
14. 1936 m. Sintezė nailoną.
15. 1930-1940 A. E. Арбузов sukuria fosforo fosforo junginius, kurie yra plastmasės, vaistų ir insekticidų gamybos pagrindas.
16. 1960 m. Akademikas Nesmejanas su savo moksleiviais sukuria pirmąjį sintetinį maistą laboratorijoje.
17. 1963 Du Vinhu gauna insuliną, kuris yra didžiulis žingsnis į priekį medicinoje.
18. 1968 m. Indijos HG Koranas galėjo gauti paprastą geną, kuris padėjo iššifruoti genetinį kodą.

Taigi, organinės chemijos svarba žmonių gyvenime yra tiesiog didžiulė. Plastikai, polimerai, pluoštai, dažai ir lakai, guminės, guminės, PVC medžiagos, polipropilenai ir polietilenai bei daugelis kitų šiuolaikinių medžiagų, be kurių šiandien gyvenimas šiandien atrodo neįmanoma, praėjo sunkų kelią prie jo atskleidimo. Šimtai mokslininkų padarė daugelį metų kruopštaus darbo, norėdami sukurti bendrą organinės chemijos plėtros istoriją.

Šiuolaikinė organinių junginių sistema

Plėtodamas didelį ir sudėtingą kelią, organinė chemija vis dar neapsiriboja. Yra žinoma daugiau nei 10 milijonų jungčių, ir šis skaičius kasmet auga. Todėl egzistuoja tam tikra sisteminta medžiagų, kurias organinė chemija suteikia mums, vieta. Organinių junginių klasifikacija pateikta lentelėje.

Ryšio klasė	Konstrukcijos ypatybės	Bendra formulė
Angliavandeniliai (sudaryti tik iš anglies ir vandenilio atomų)	Prisotintas (tik sigma g.); Nesotintasis (sigma ir pi sv.); Aciklinis; Ciklinis.	Alkanai CnH2n + 2; Alkenai, cikloalkanai CnH2n; Alkilai, alkadieniai CnH 2n-2; Arenos C 6 H 2n-6.
Medžiagos, kurių pagrindinės grupės sudėtyje yra įvairių heteroatomų	Halogenai; OH grupė (alkoholiai ir fenoliai); Grupavimas ROR (eteriai).	R-Hal; R-OH; ROR.
Karbonilo junginiai	Aldehidai; Ketonai; Chinonai.	RC (H) = O
Junginiai, turintys karboksilo grupę	Karboksirūgštys; Esteriai.	R-COOH; R-COOR.
Junginiai, kurių molekulėje yra sieros, azoto arba fosforo	Gali būti cikliškas ir aciklinis	-
Organinių elementų junginiai	Anglis yra tiesiogiai susijusi su kitu elementu, o ne su vandeniliu	C-E
Organometaliniai junginiai	Anglies jungiasi prie metalo	C-Me
Heterocikliniai junginiai	Statinio branduolys yra ciklas su sudėtiniais heteroatomais	-
Natūralios medžiagos	Didelės polimero molekulės, kurios sudaro natūralių junginių dalį	Baltymai, nukleino rūgštys, aminorūgštys, alkaloidai ir tt
Polimerai	Medžiagos, kurių molekulinė masė yra monomerinių vienetų pagrindu	N (-RRR-)

Visų medžiagų ir reakcijų įvairovės, į kurią jie patenka, tyrimas, ir šiuo metu yra organinės chemijos dalykas.

Cheminių junginių tipai organinėse medžiagose

Bet kuriuose junginiuose būdingos elektroninės-statinės sąveikos molekulėse, kurios organinėse medžiagose ekspresuojamos esant kovalentinėms poliarinėms ir kovalentinėms nepolinėms jungtims. Neorganiniai junginiai yra silpnos joninės sąveikos susidarymas.

Kovalentinės nepoliniai ryšių atsirasti tarp C-C reaguojant visas organines molekules. Kovalentinės poliariniai sąveikos būdingi skirtingi-nemetalas atomų molekulėje. Pavyzdžiui, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Visa tai dėl to, kad organinės chemijos, kuri egzistuoja, naudojami junginių, formavimas.

Svyravimus formulių junginių organinėse medžiagose

Dažniausiai formules, skirtas narių Junginio skaičius vadinamas empirinių. Tokie formulės egzistuoja kiekvienai iš neorganinės medžiagos. Bet kai ji atėjo į rengiant formules organinės chemijos, mokslininkai susidūrė su keliomis problemomis. Pirma, daugelio iš jų, šimtai ar net tūkstančiai svoris. Ji yra sunku nustatyti empirinių formulę tokioje milžiniškoje medžiagos. Todėl, su laiku ten buvo organinės chemijos kaip organinių junginių analizei disko. Jos įkūrėjai laikomi mokslininkus Liebig, WöHLER, gėjų-Lussac ir Berzelius. Jie, kartu su A. M. Butlerova darbų, identifikuojamos Izomerų buvimą - junginių, kurie turi tą patį kokybinę ir kiekybinę sudėtį, bet skiriasi struktūros ir savybių molekulės. , Kad yra, kodėl organinių junginių struktūra šiandien išreikštas yra ne empirinė ir struktūrinė baigtas arba kondensuotas struktūrinę formulę.

Šios struktūros - būdinga ir skiriamasis požymis iš kurių yra organinės chemijos. Formulės rašomi brūkšneliai, tai cheminė jungtis. pvz, butano kondensuotas struktūrinė formulė turės formą _CH3 - _CH2 - _CH2 - _CH3. Visas struktūrinė formulė, rodantis visus cheminius ryšius molekulėje.

Taip pat yra įrašyti molekulinių formulių organinių junginių metodas. Jis atrodo toks pats, kaip empirinis iš neorganinių. Už butano, pavyzdžiui, ji bus: C ₄ H _10. Tai yra, molekulinė formulė suteikia idėja tik apie kokybinio ir kiekybinę sudėtį iš junginio. Struktūrinis apibūdinti molekulėje obligacijų, todėl jie gali būti naudojami prognozuoti būsimą elgesį ir cheminės savybės iš esmės. Tai yra funkcijos, kurios turi organinės chemijos. Formulės rašomos bet kuria forma, kiekvienas iš jų yra tiesa.

Tipų reakcijų organinės chemijos

Yra tam tikras iš organinės chemijos reakcijų rūšių klasifikavimas. Ir kai kurie iš šių klasifikacijų dėl įvairių priežasčių. Apsvarstykite svarbiausios.

Mechanizmai cheminių reakcijų nutraukus, ir obligacijų formavimo būdai:

• arba homolytic radikalas;
• heterolitinis arba joninės.

Iš transformacijų tipų reakcijos:

• grandinės radikalas;
• nukleofilinis alifatinė pakeisti;
• nukleofilinis arenuose;
• eliminacijos reakcija;
• elektrofilinis papildymas;
• kondensatas;
• ciklizacija;
• elektrofilinis pakeisti;
• pertvarkymas reakcija.

Būdu žaidimas, reakcijos (inicijavimą), ir dėl kinetinės tam, reakcijos taip pat kartais suskirstyti. Tai yra pagrindiniai bruožai reakcijos, kuri turi organinės chemijos. Teorija, kad aprašomi kiekvienos cheminės reakcijos žinoma detales, buvo atidaryta XX amžiaus viduryje, ir patvirtino ir papildė dar su kiekvienu nauju atradimu ir sintezei.

Ji turėtų būti pažymėti, kad, organinės chemijos reakcijos toliau pagal daugiau griežtoms sąlygoms, nei neorganinės chemijos. Tai yra dėl didesnio stabilizavimo organinių molekulių dėl to, kad viename ar stiprių tarpmolekulinių ryšių. Todėl, beveik nėra reakcija yra visiškai nedidinant katalizatoriaus temperatūros, slėgio ar taikymo.

Modernus apibrėžimas Organinės chemijos

Apskritai, organinės chemijos plėtra vyksta intensyviai kelis šimtmečius. Jis sukaupė milžinišką kiekį informacijos apie medžiagas, jų struktūras ir reakcijas, kurioje jie gali prisijungti. Susintetinti milijonai naudinga ir tiesiog reikalingi žaliavos naudojamos įvairių mokslo sričių, technologijų ir pramonės. Organinės chemijos koncepcija šiandien yra suvokiama kaip kažkas Grand ir didelis, daug ir sudėtingas, įvairus ir reikšmingas.

Tuo metu, pirmasis apibrėžimas šio didžiojo skyriuje chemijos buvo, kas davė Berzelius: tai chemija, nagrinėjantis medžiagų, išskirtų iš organizmų. Nuo tada, kiek laiko praėjo, padarė daug atradimų, ir supratau, ir atskleisti daug procesų vnutrihimicheskih mechanizmus. Kaip rezultatas, šiandien yra kitokia koncepcija ką organinės chemijos. Nustatymas jis yra skiriamas: anglies chemiją ir jo junginių, ir jų metodai sintezės.