Sejarah kimia organik. Subjek dan nilai Kimia Organik

Beberapa orang berfikir tentang apakah peranan kimia organik dalam kehidupan manusia moden. Tetapi ia adalah besar, ia adalah sukar untuk harga yg terlalu tinggi. Pada waktu pagi, apabila seseorang itu bangun dan pergi untuk mencuci, dan ke malam, apabila ia masuk ke tempat tidur, dia terus mengiringi produk kimia organik. Berus gigi, pakaian, kertas, kosmetik, perabot dan reka bentuk dalaman, dan banyak lagi - semua ini memberi kita ia. Tetapi apabila ia tidak berlaku, dan pada kimia organik tahu sangat sedikit.

Mari kita lihat langkah bagaimana berkembang demi langkah sejarah kimia organik.

1. tempoh pembangunan sehingga abad ke-XIV, yang dipanggil semula jadi.

2. XV - XVII abad - permulaan pembangunan atau alkimia iatrochemistry.

3. Century XVIII - XIX - dominasi teori vitalisme.

4. XIX - XX century - pembangunan intensif, peringkat saintifik.

Memulakan atau fasa semula jadi pembangunan kimia organik

Fasa ini terdiri daripada kemunculan yang konsep asal kimia. Dan asal pergi sejauh Rom purba dan Mesir, yang merupakan penduduk sangat mampu belajar untuk membuat pewarna untuk objek mewarna dan pakaian dari bahan-bahan mentah semulajadi - daun dan batang tumbuhan. Ini adalah indigo, memberikan warna biru yang mendalam, dan alizorin mengotorkan literal semua warna berair dan menarik oren dan merah. Luar biasa penduduk lincah dari pelbagai negara masa yang sama juga belajar bagaimana untuk mendapatkan cuka, untuk membuat roh dari sukrosa dan bahan-bahan kanji yang mengandungi yang berasal daripada tumbuhan.

Telah diketahui bahawa makanan yang sangat biasa dalam permohonan tempoh sejarah ini lemak haiwan, minyak sayuran dan resin yang digunakan oleh chef dan penyembuh. Dan juga dalam kehidupan sehari-hari pelbagai racun adalah ketat yang hubungan senjata utama vnutriusobnyh. Semua bahan-bahan ini adalah produk kimia organik.

Tetapi, malangnya, oleh itu, konsep "kimia" tidak wujud, dan kajian bahan tertentu untuk menjelaskan sifat-sifat dan komposisi tidak berlaku. Oleh itu, tempoh ini dipanggil spontan. Semua penemuan berkecamuk, alam semula jadi tidak fokus nilai pengguna. Ini berterusan sehingga abad yang akan datang.

tempoh iatrochemistry - satu perkembangan permulaan yang

Sesungguhnya, ia adalah pada XVI - XVII abad mula muncul perwakilan langsung kimia sebagai sains. Melalui kerja-kerja saintis masa telah diperolehi bahan-bahan organik mencipta alat yang mudah untuk penyulingan dan pemejalwapan bahan menggunakan kapal kimia khas untuk menghancurkan bahan-bahan kepada pemisahan produk bahan-bahan semula jadi.

Fokus utama masa itu adalah ubat. Keinginan untuk mendapatkan ubat-ubatan yang diperlukan telah membawa kepada hakikat bahawa kilang itu berdiri minyak yang penting dan bahan-bahan mentah lain. Oleh itu, Karl Scheele telah diperolehi beberapa asid organik daripada bahan mentah sayur-sayuran:

• malic;
• lemon;
• Gallic;
• susu;
• oksalik.

Kepada kajian tumbuh-tumbuhan dan peruntukan asid saintis mengambil 16 tahun (1769-1785). Ini adalah permulaan pembangunan, meletakkan asas-asas kimia organik, yang secara langsung sebagai satu cabang kimia telah dikenal pasti dan dinamakan kemudian (abad ke-XVIII awal).

Dalam tempoh yang sama Tengah GF menekankan kristal Rueil asid urik dari urea. ahli kimia lain asid succinic telah diperolehi daripada amber, asid tartarik. Dalam penggunaan biasa termasuk kaedah penyulingan kering bahan-bahan tumbuhan dan haiwan, yang mana diperolehi asid asetik, eter, kayu alkohol.

Maka bermulalah perkembangan pesat industri kimia organik pada masa hadapan.

Vis Vitalis, atau "kuasa kehidupan"

XVIII - XIX abad untuk kimia organik adalah sangat dua kali ganda: dalam satu tangan, terdapat beberapa penemuan yang mempunyai nilai yang amat besar. Di pihak yang lain, lama, pertumbuhan dan pengumpulan idea pengetahuan dan betul berkaitan menghalang teori dominan vitalisme.

Teori ini dicipta dan menggariskan utama Jens Jakobs Berzelius, yang pada masa yang sama beliau sendiri telah diberikan, dan takrif kimia organik (tahun yang tepat tidak diketahui, atau 1807, atau 1808). Mengikut peruntukan teori ini, bahan-bahan organik boleh dibentuk hanya dalam organisma hidup (tumbuhan dan haiwan, termasuk manusia), sebagai satu-satunya makhluk hidup mempunyai khas "kuasa kehidupan" yang membolehkan bahan-bahan ini dihasilkan. Walaupun bahan-bahan bukan organik mendapatkan organik sememangnya mustahil, kerana mereka adalah produk yang tidak bernyawa, tidak mudah terbakar, tanpa vis vitalis.

Para saintis sama klasifikasi pertama sekali diketahui pada masa sebatian bukan organik (bukan benda hidup, semua bahan-bahan seperti air dan garam) dan organik (live, orang-orang yang seperti minyak zaitun dan gula) telah dicadangkan. Juga Berzelius pertama ditetapkan secara khusus bahawa kimia organik seperti. Penentuan adalah: bahagian kimia yang mengkaji bahan-bahan yang diperoleh daripada organisma hidup.

Dalam tempoh ini, ahli-ahli sains mudah dilaksanakan penukaran sebatian organik kepada bukan organik, misalnya, oleh pembakaran. Walau bagaimanapun, kemungkinan reconversion apa-apa yang tidak diketahui lagi.

Nasib akan ia, bahawa ia adalah pelajar Jens Berzelius Fridrih Veler menyumbang kepada permulaan keruntuhan teori gurunya.

Jerman saintis bekerja pada sebatian sianida dan dalam satu daripada eksperimen yang dijalankan untuk mendapatkan kristal menguruskan Sama seperti asid urik. Hasilnya, kajian yang lebih menyeluruh beliau mendapati bahawa benar-benar berjaya mendapatkan bahan organik daripada bukan organik, tanpa apa-apa berbanding dengan negara vitalis. Tidak kira berapa ragu-ragu Berzelius, dia terpaksa mengakui hakikat yang tidak dapat dinafikan ini. Jadi ia telah diuruskan tamparan pertama kepada pandangan vitalistic. Sejarah kimia organik mula mendapat momentum.

Beberapa penemuan, vitalisme dihancurkan

kejayaan Wohler telah memberi inspirasi kepada ahli kimia abad XVIII, jadi mula ujian meluas dan eksperimen untuk mendapatkan bahan organik dalam vitro. sintesis yang kritikal dan yang paling penting telah beberapa.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe yang adalah murid Wohler, menguruskan mudah bahan bukan organik C, H _2, O ₂ jumlah sintesis pelbagai peringkat untuk mendapatkan asid asetik, yang merupakan bahan organik.
2. 1812, Konstantinom Kirhgofom dilaksanakan sintesis glukosa daripada kanji dan asid.
3. 1820 Anri Brakonno asid protein denatured dan kemudian dirawat dengan asid nitrik dan campuran yang diperolehi daripada asid amino 20 pertama disintesis kemudian - glycine.
4. 1809 Michel Chevreul mengkaji komposisi lemak, cuba untuk memecahkan mereka ke dalam komponen konstituennya. Hasilnya, beliau menerima asid lemak dan gliserol. 1854, Zhan Bertlo terus beroperasi Chevrel gliserol dan dipanaskan dengan asid stearik. Keputusan - lemak, sebenarnya mengulangi struktur sebatian semula jadi. Kemudian, beliau berjaya mendapatkan dan lemak dan minyak, yang sedikit berbeza dalam struktur molekul dari analog semulajadi yang lain. Yang menunjukkan kemungkinan mendapatkan sebatian organik baru amat penting dalam makmal.
5. J. Berthelot disintesis metana daripada hidrogen sulfida (H ₂ S) dan karbon disulfida (CS _2).
6. 1842 Zinin dapat mensintesis aniline dari nitrobenzene pewarna. Kemudian beliau berjaya mendapatkan beberapa pewarna aniline.
7. A. Bayer mewujudkan makmal sendiri, yang telah sintesis aktif dan berjaya pewarna organik, sama dengan semula jadi: Alizarin, indigoid, antrohinonovye, xanthene.
8. 1846 sintesis saintis GTN Sobrero. Beliau juga membangunkan satu jenis teori, yang mengatakan bahawa bahan-bahan sama dengan beberapa organik dan boleh disediakan dengan menggantikan atom hidrogen dalam struktur.
9. 1861 A. M. Butlerov pemanis disintesis formalin. Mereka telah dirangka oleh peruntukan teori struktur kimia sebatian organik relevan hingga ke hari ini.

Semua penemuan ini telah mengenal pasti subjek kimia organik - karbon dan sebatiannya. penemuan lagi telah memberi tumpuan kepada mekanisme tindak balas kimia dalam kimia organik, untuk mewujudkan sifat interaksi elektronik dan untuk struktur sebatian.

Separuh kedua XIX dan XX abad ke - masa penemuan kimia global

Sejarah kimia organik dari masa ke masa telah melalui semua perubahan besar. Bekerja banyak ahli sains dalam tempoh mekanisme proses dalaman dalam molekul, tindak balas dan sistem telah membuahkan hasil yang bermakna. Jadi, pada tahun 1857, Friedrich Kekule membangunkan teori valens. Ia juga milik merit yang besar - penemuan struktur molekul hidrokarbon aromatik benzena. Pada masa yang sama A. M. Butlerov dirumuskan teori kedudukan struktur sebatian yang menunjuk ke Tetravalence karbon dan fenomena kewujudan isomer, dan isomer.

VV Markovnikov dan A. M. Zaytsev menyelidiki kajian mekanisme tindak balas dengan bahan organik dan merumuskan satu set peraturan yang menjelaskan mekanisme ini dan sahkan. Pada 1873 - 1875 tahun. I. Wislicenus, Van't Hoff dan Le Bel mengkaji susunan ruang atom dalam molekul, mendedahkan kewujudan stereo-isomer, dan nenek moyang seluruh sains - stereokimia. Ramai orang yang berbeza yang terlibat dalam penciptaan bidang kimia organik, yang kita ada hari ini. Oleh itu, kimia organik, saintis perlu diberi perhatian.

Akhir abad XIX dan XX - satu masa penemuan global dalam industri farmaseutikal, industri cat, kimia kuantum. Mempertimbangkan pembukaan, untuk memastikan nilai maksimum kimia organik.

1. 1881 Conrad M. dan M. Gudtseyt anestetik disintesis, asid veronal dan salisilik.
2. 1883 L. Knorr menerima Antipyrine.
3. 1884 F. Stoll mendapat pyramidon.
4. 1869 Hyatt saudara memenangi gentian buatan manusia yang pertama.
5. 1884 D. Eastman disintesis filem seluloid.
6. 1890 menerima serat cuprammonium L. Depassi.
7. 1891 Charles Cross dan rakan-rakannya mendapat rayon.
8. 1897 F. Miescher dan Buchner mengasaskan teori pengoksidaan biologi (penapaian sel bebas telah ditemui dan enzim sebagai pemangkin biologi).
9. 1897 F. Miescher penemuan asid nukleik.
10. Awal abad XX - kimia baru sebatian organologam.
11. 1917 Lewis dibuka sifat elektronik ikatan kimia dalam molekul.
12. 1931 Huckel - pengasas mekanisme kuantum dalam kimia.
13. Of 1931-1933. Laymus Pauling membenarkan teori resonans, dan kemudian beliau rakan sekerja mendedahkan intipati trend dalam tindak balas kimia.
14. 1936 Nylon disintesis.
15. Of 1930-1940. AE Arbuzov menimbulkan pembangunan organophosphorus sebatian yang merupakan asas bagi pengeluaran plastik, farmaseutikal, dan racun serangga.
16. 1960 ahli akademik Nesmeyanov dengan pelajar mencipta makanan sintetik pertama di makmal.
17. 1963 Du Vinho menerima insulin, yang merupakan satu langkah besar ke hadapan dalam bidang perubatan.
18. 1968 Indian HG Qur'an berjaya mendapatkan gen mudah yang membantu di dalam memahami kod genetik.

Oleh itu, kepentingan kimia organik dalam kehidupan manusia hanya amat besar. Plastik, polimer, serat, cat dan varnis, getah, getah, bahan PVC, polipropilena dan polietilena, dan banyak bahan-bahan moden yang lain, tanpa yang hari ini adalah semata-mata tidak hidup mungkin, jalan kompleks untuk penemuannya. Beratus-ratus saintis telah dibuat tahun mereka bekerja keras, jadi ada sejarah umum pembangunan kimia organik.

Sistem moden sebatian organik

Setelah melakukan jalan yang besar dan sukar untuk pembangunan kimia organik, dan kini tidak berdiam diri. Terdapat lebih daripada 10 Mill. Connections, dan jumlah ini semakin meningkat setiap tahun. Oleh itu, terdapat struktur susunan sistematik bahan-bahan yang memberikan kita kimia organik. Pengelasan sebatian organik dibentangkan dalam jadual.

Kelas sebatian	ciri-ciri struktur	Formula umum
Hidrokarbon (terdiri daripada karbon dan hidrogen atom)	tepu (hanya sigma mengikat.); tak tepu (sigma dan komunikasi pi.); acyclic; kitaran.	Alkana C n H 2n + 2; Alkena, sikloalkana C n H 2n; Alkina, alkadienes, C n H 2n-2; Arena C 6 H 2n-6.
Bahan yang mengandungi atom hetero yang berbeza dalam kumpulan utama	halogen; OH kumpulan (alkohol dan fenol); perkumpulan ROR (eter).	R-Hal; R-OH; ROR.
sebatian karbonil	aldehid; keton; quinon.	RC (H) = O
Sebatian yang mengandungi kumpulan karboksil	asid karboksilik; ester.	R-COOH; R-coor.
Sebatian yang mengandungi sulfur, nitrogen atau fosforus dalam molekul	Boleh berkitar atau acyclic	-
sebatian organologam	Karbon terikat secara langsung kepada elemen lain, tetapi tidak hidrogen	C-E
sebatian organologam	Karbon terikat kepada logam	Dengan-Me
sebatian heterocyclic	Dalam kitaran berdasarkan struktur dengan ahli-ahli heteroatoms	-
bahan-bahan semula jadi	molekul polimer besar yang membentuk sebatian semula jadi	protein, asid nukleik, asid amino, alkaloid dan sebagainya. d.
polimer	Bahan-bahan yang mempunyai berat molekul yang tinggi, yang berdasarkan unit-unit monomer	n (-RRR-)

Kajian keseluruhan pelbagai bahan dan tindak balas di mana mereka memasuki, dan menjadi subjek kimia organik hari ini.

Jenis ikatan kimia dalam bahan-bahan organik

Bagi apa-apa sebatian dicirikan interaksi elektronnostaticheskie dalam molekul, yang dinyatakan di hadapan organik kovalen ikatan kovalen polar dan bukan kutub. Sebatian organologam boleh membentuk interaksi ionik lemah.

Ikatan nonpolar kovalen timbul antara interaksi C-C dalam semua molekul organik. Interaksi kutub kovalen adalah ciri untuk atom-atom nonmetal yang berbeza dalam molekul. Sebagai contoh, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Ini adalah semua pautan dalam kimia organik yang wujud untuk pembentukan sebatian.

Pelbagai formula bahan dalam organik

Rumus yang paling umum yang menyatakan komposisi kuantitatif sebatian dipanggil empirikal. Rumusan sedemikian wujud bagi setiap bahan bukan organik. Tetapi apabila ia menyusun formula dalam organik, para saintis menghadapi banyak masalah. Pertama, jisim banyak dari mereka dikira dalam ratusan atau bahkan ribuan. Sulit untuk menentukan rumusan empirikal untuk bahan yang begitu besar. Oleh itu, dari masa ke masa, terdapat satu bahagian kimia organik sebagai analisis organik. Pengasasnya adalah saintis Libich, Weller, Gay-Lussac dan Berzelius. Mereka, bersama-sama dengan kerja-kerja AM Butlerov, menentukan kewujudan isomer - bahan yang mempunyai komposisi kualitatif dan kuantitatif yang sama, tetapi berbeza dalam struktur molekul dan sifatnya. Itulah sebabnya struktur sebatian organik dinyatakan pada hari ini bukan sebagai empirikal tetapi sebagai formula struktur lengkung lengkap atau struktur.

Struktur ini adalah ciri khas dan ciri kimia organik. Rumus ditulis dengan menggunakan tanda panah yang menunjukkan ikatan kimia. Sebagai contoh, formula struktur butana yang dikurangkan akan mempunyai bentuk CH ₃ - CH ₂ - CH ₂ - CH ₃ . Rumusan struktur lengkap menunjukkan semua ikatan kimia yang terdapat dalam molekul.

Terdapat juga cara menulis formula molekul sebatian organik. Ia kelihatan sama dengan empirikal dari anorganik. Sebagai butane, sebagai contoh, ia akan menjadi: C ₄ H ₁₀ . Iaitu, formula molekul memberikan idea hanya komposisi kualitatif dan kuantitatif sebatian itu. Ciri-ciri struktur menonjolkan ikatan dalam molekul, oleh itu, adalah mungkin untuk meramalkan sifat masa depan dan sifat kimia dari bahan tersebut. Ini adalah ciri-ciri kimia organik yang ada. Formula ditulis dalam sebarang bentuk, masing-masing dianggap betul.

Jenis reaksi dalam kimia organik

Terdapat klasifikasi kimia organik mengikut jenis tindak balas yang berlaku. Selain itu, terdapat beberapa klasifikasi seperti itu, mengikut pelbagai kriteria. Pertimbangkan yang utama.

Mekanisme tindak balas kimia melalui pemecahan dan ikatan:

• Homolitik atau radikal;
• Heterolitik atau ionik.

Reaksi mengikut jenis transformasi:

• Rantai radikal;
• Penggantian aluksik nukleofilik;
• Penggantian aromatik nukleofilik;
• Tindak balas penghapusan;
• Sambungan elektrofilik;
• Pemeluwapan;
• Cyclization;
• Penggantian elektrofilik;
• Mengumpul semula tindak balas.

Dengan cara reaksi (inisiasi) dan urutan kinetik dicetuskan, kadang-kadang tindak balas juga dikelaskan. Ini adalah ciri utama tindak balas yang kimia organik mempunyai. Teori yang menerangkan butiran mengenai setiap tindak balas kimia ditemui pada pertengahan abad ke-20 dan disahkan dan ditambah dengan setiap penemuan dan sintesis baru.

Perlu diingatkan bahawa secara umum, tindak balas dalam organik berlaku di bawah keadaan yang lebih ketat daripada kimia anorganik. Ini disebabkan oleh penstabilan lebih banyak molekul sebatian organik disebabkan oleh pembentukan ikatan kuat dalaman dan intermolekul. Oleh itu, secara praktikal tiada tindak balas boleh dilakukan tanpa meningkatkan suhu, tekanan atau pemangkin pemangkin.

Definisi moden kimia organik

Secara umum, perkembangan kimia organik telah menjadi jalan yang intensif selama beberapa abad. Sebilangan besar maklumat tentang bahan, struktur dan tindak balas mereka yang mereka dapat masuk terkumpul. Berjuta-juta bahan mentah berguna dan semata-mata yang diperlukan dalam pelbagai bidang sains, teknologi dan industri telah disintesis. Konsep kimia organik hari ini dianggap sebagai sesuatu yang megah dan besar, banyak dan kompleks, pelbagai dan penting.

Pada satu masa, definisi pertama dalam bidang kimia yang hebat ini adalah apa yang Berzelius memberi: adalah kimia yang mengkaji bahan-bahan yang terpencil dari organisma. Sejak masa itu banyak masa telah berlalu, banyak penemuan telah dibuat dan sebilangan besar mekanisme proses intra-kimia telah direalisasikan dan didedahkan. Kerana ini, hari ini terdapat konsep yang berbeza, apakah kimia organik. Takrifnya diberikan ini: ia adalah kimia karbon dan semua sebatiannya, serta kaedah sintesisnya.