História organickej chémie. Predmet a hodnota Organic Chemistry

Len málo ľudí si myslí o tom, čo je úloha organickej chémie v živote moderného človeka. Ale to je obrovský, je ťažké preceňovať. V dopoludňajších hodinách, keď sa človek prebudí a ide sa umyť, a až do večera, keď ide spať, on neustále sprevádzajú výrobky organickej chémie. Kefka na zuby, oblečenie, papier, kozmetika, nábytku a interiérového dizajnu, a mnoho ďalšieho - to všetko nám dáva to. Ale akonáhle to nie je tento prípad, a na organickú chémiu zistiť len veľmi málo.

Pozrime sa, ako sa vyvinul krok za krokom históriu organickej chémie.

1. obdobie vývoja až XIV storočia, zvanej prirodzené.

2. XV - XVII storočia - počiatok vývoja alebo iatrochemistry alchýmie.

3. storočia XVIII - XIX - dominancie teórie Vitalis.

4. XIX - XX storočia - intenzívny rozvoj, vedecký stupeň.

Spustenie alebo prírodné fázy rozvoja organickej chémie

Táto fáza sa skladá zo samotného vzniku konceptu chemických pôvodu. A pôvod ísť až tak ďaleko späť, ako starom Ríme a Egypte, ktoré sú veľmi schopné obyvatelia sa naučili, aby sa farbivá na farbenie predmetov a oblečenie z prírodných surovín - listy a stonky rastlín. Jednalo sa o indigo, dáva hlbokú modrú farbu, a alizorin farbením doslova všetky šťavnaté a atraktívne odtiene oranžovej a červenej. Neobvykle svižné obyvatelia rôznych národností v rovnakej dobe sa tiež naučil, ako sa dostať na ocot, aby duchmi od sacharózy a látok s obsahom škrobu rastlinného pôvodu.

Je známe, že veľmi časté jedlo v uplatňovaní tohto historické obdobie bolo živočíšne tuky, rastlinné oleje a živice, ktoré sú používané kuchári a liečiteľov. A tiež v každodennom živote rôznych jedov boli tesne za hlavnou zbraňou vnutriusobnyh vzťahov. Všetky tieto látky sú produkty organickej chémie.

Ale, bohužiaľ, ako taký, je pojem "chémia" neexistuje, a štúdie o špecifických látok s cieľom objasniť vlastností a nenastalo zloženie. Preto sa toto obdobie sa nazýva spontánny. Všetky objavy boli náhodné, rozostrený povaha hodnôt spotrebiteľov. Toto pokračovalo až do budúceho storočia.

iatrochemistry obdobie - sľubný vývoj začiatok

V skutočnosti to bolo v XVI - XVII storočia sa začali objavovať priame reprezentácie chémia ako veda. Prostredníctvom práce vedcov nejaký čas boli získané organické látky vynájdené jednoduchý prístroj pre destiláciu a sublimáciu látok používaných špeciálne chemické nádoby na drvenie látok k oddeleniu produktov zložiek prírodných.

Ťažiskom tejto dobe bol liek. Túžba získať potrebné lieky, viedla k tomu, že rastlina stála silice a ďalšie surovinu. Tak, Karl Scheele boli získané niekoľko organických kyselín z rastlinných surovín:

• jablčná;
• citrón;
• Gallica;
• mlieko;
• šťaveľovú.

Na základe štúdia rastlín a pridelenie týchto kyselín vedca trvalo 16 rokov (1769 až 1785). To bol začiatok vývoja, položil základy organickej chémie, ktorý je priamo, ako sa zistilo odvetví chémie a pomenoval neskôr (čoskoro XVIII storočia).

V rovnakom období Strednej GF zvýraznené Rueil kryštály kyseliny močovej z močoviny. Ďalšie lekárne kyseliny jantárovej bola získaná od jantárovej, kyseliny vínnej. Pri bežnom použití zahŕňa spôsob suchou destiláciou rastlinných a živočíšnych materiálov, čím sa získa kyselina octová, dietyléter, drevo alkoholu.

Tak začal intenzívny vývoj organického chemického priemyslu v budúcnosti.

Vis Vitalis, alebo "životná sila"

XVIII - XIX storočia pre organickej chémie je veľmi dvojaký: na jednej strane, existuje rad objavov, ktoré majú obrovskú hodnotu. Na druhej strane, dlhú dobu, rast a hromadenie relevantných poznatkov a správnych nápadov inhiboval dominantné teóriu Vitalis.

Táto teória razil a načrtol hlavné Jens Jakobs Berzelius, ktorý zároveň sám dal, a definície organickej chémie (presný rok nie je známy, alebo 1807 alebo 1808). V súlade s touto teóriou, organické látky môžu byť vytvorené iba v živých organizmov (rastlín a živočíchov, vrátane človeka), ako jediné živé bytosti majú zvláštnu "životnú silu", ktorý umožňuje tieto látky produkované. Kým anorganické látky dostať organický absolútne nemožné, pretože sú produkty neživý, nehorľavé, bez vis vitalis.

Rovnakom vedci Prvá klasifikácia všetkých známych v čase zlúčenín v anorganickej (neživých, všetky látky, ako je voda a soli) a organické (živé, tie, ktoré, ako olivový olej a cukor), bolo navrhnuté. Tiež Berzelius prvý určený najmä, aby takéto organickej chémie. Stanovenie bolo: úsek chémia, ktorá študuje látok odvodených zo živých organizmov.

Počas tohto obdobia, vedci ľahko realizovať konverziu organických zlúčenín do anorganické, napríklad spaľovaním. Avšak možnosť premeny čohokoľvek nebol doteraz známe.

Osud chcel, že to bol žiakom Jens Berzelius Fridrih Velero prispeli k začiatku kolapsu teórie svojho učiteľa.

Nemecký vedec pracuje na kyanidových zlúčenín, a v jednom z experimentov vykonaných za získanie kryštálov podarí Podobne ako na kyselinu močovú. Výsledkom je, že dôkladnejšie štúdie zistil, že v skutočnosti sa podarilo získať organickú hmotu z anorganickej, bez vis vitalis. Bez ohľadu na to, ako skeptický Berzelius bol nútený priznať, že tento nepopierateľný fakt. Tak to bolo zasadil prvú ranu do vitalistic názory. História organickej chémie začala naberať rýchlosť.

Niektoré objavy, drvený vitalismus

Wöhler úspech inšpirovalo lekární XVIII storočia, aby začal rozsiahle testovanie a experimenty, aby sa dosiahlo organických látok in vitro. Také syntézy, ktoré sú kritické a najdôležitejšie bolo niekoľko.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe, ktorý bol žiak Wöhler, riadi jednoduché anorganické C, H _2, O ₂ viacstupňové úplná syntéza získať kyselinu octovú, ktorý je organický materiál.
2. 1812, Konstantinom Kirhgofom vykonaná syntéza glukózy zo škrobu a kyseliny.
3. 1820 Anri Brakonno kyselina denaturovaný proteín a potom zmieša s kyselinou dusičnou a získaná zmes z prvých 20 aminokyselín syntetizovaných neskôr - glycínu.
4. 1809 Michel Chevreul študovali zloženie tukov, snaží sa ich rozdeliť na jednotlivé komponenty. V dôsledku toho sa dostal mastné kyseliny a glycerol. 1854, Zhan BERTL pokračuje operácia Chevrel glycerolu a zahreje sa kyselinou stearovou. Výsledok - tuk, presne opakuje štruktúru prírodných látok. Neskôr sa mu podarilo získať aj iné tuky a oleje, ktoré boli mierne líšia v molekulárnej štruktúry z prírodných analógov. To sa prejavuje možnosť získania nových organických zlúčenín veľký význam v laboratóriu.
5. J. Berthelot syntetizovaný metánu z sírovodíka (H _2S) a sírouhlíka _(CS2).
6. 1842 Zinin bol schopný syntetizovať anilínu z nitrobenzénu farbiva. Neskôr sa mu podarilo získať celý rad farbív anilínu.
7. A. Bayer vytvára vlastné laboratórium, ktorá bola aktívna a úspešnej syntézy organických farbív, podobný prírodný: Alizarin, indigoidní, antrohinonovye, xanthenu.
8. 1846 syntéza nitroglycerínu vedcov Sobrerom. Tiež vytvoril typy teória, ktorý hovorí, že látky podobné niektoré z anorganické a môžu byť pripravené nahradením atómov vodíka v štruktúre.
9. 1861 A. M. Butlerová syntetizované sladidlo formalínu. Boli formulované ustanoveniami teórie chemickej štruktúry organických zlúčenín, ktoré sa týkajú tohto dňa.

Všetky tieto nálezy identifikovali predmet organickej chémie - uhlík a jeho zlúčeniny. Ďalšie nálezy sa zamerala na mechanizmov chemických reakcií v organickej chémii, pre stanovenie povahy elektronických interakcií, a so štruktúrou zlúčenín.

V druhej polovici XIX a XX storočia - doba globálnych chemických objavov

História organickej chémie v priebehu času prešiel všetky veľké zmeny. Práca mnoho vedcov cez mechanizmov vnútorných procesov v molekulách, reakcie a systémov priniesol plodné výsledky. Takže v roku 1857, Friedrich Kekulu vyvinul teóriu valencie. To tiež patrí k veľkej zásluhy - objav štruktúry molekúl aromatického uhľovodíka benzénu. Súčasne A. M. Butlerová formuloval teóriu polohy štruktúry zlúčenín, v ktorých ukazuje na uhlíka tetravalence a fenomén existencie izoméry a izoméry.

VV Markovnikov a A. M. Zaytsev ponoriť do štúdia reakčných mechanizmov v organickej hmoty a formulovať súbor pravidiel, ktoré vysvetľujú tieto mechanizmy a potvrdiť. V roku 1873 - 1875 rokov. I. Wislicenus, Van't Hoff a Le Bel študovať priestorové usporiadanie atómov v molekulách, poukazujú na stereo-izomérov, a sú predkov celého vedy - priestorovým usporiadaním. Mnoho rôznych ľudí podieľajúcich sa na tvorbe odbore organickej chémie, ktoré máme dnes. Preto sa organická chémia, vedci sú pozoruhodné.

Koniec XIX a XX storočia - doba globálneho objavu vo farmaceutickom priemysle, priemysle náterových hmôt, kvantovej chémie. Predpokladajme otvor, aby bola zaistená maximálna hodnotu z organickej chémie.

1. 1881 Conrad M. a M. Gudtseyt syntetizované anestetiká, Veronal a salicylová kyselina.
2. 1883 L. Knorr dostal antipyrín.
3. 1884 F. Stoll dostal pyramidon.
4. 1869 Hyatt bratia vyhrali prvý umelé vlákno.
5. 1884 D. Eastman syntetizované celuloidový film.
6. 1890 dostala meďnatého vlákien L. Depassi.
7. 1891 Charles Cross a jeho kolegovia dostal rayon.
8. 1897 F. Miescher a Buchner založil teóriu biologickej oxidácii (bezbuněčný fermentácia bola objavená a enzýmy ako biokatalyzátory).
9. 1897 F. Miescher objavil nukleových kyselín.
10. Na začiatku XX storočia - nový chémie organokovových zlúčenín.
11. 1917 Lewis otvoril elektronickú povahu chemických väzieb v molekulách.
12. 1931 Hückel - zakladateľ kvantovej mechanizmy v chémii.
13. O rokoch 1931-1933. Laymus Pauling odôvodňuje teóriu rezonancie, a neskôr jeho spolupracovníci odhaľujú podstatu trendy v chemických reakciách.
14. 1936 Nylon syntetizovaný.
15. Of 1930-1940. AE Arbuzov vedie k vývoju organických zlúčenín fosforu, ktoré sú základom pre výrobu plastov, liečiv, a insekticídy.
16. 1960 akademik Nesmeyanov so študentmi vytvoril prvý syntetický jedlo v laboratóriu.
17. 1963 Du Vinho príjem inzulínu, čo je obrovský krok vpred v medicíne.
18. 1968 Indian HG Qur'an podarilo získať jednoduchý gén, ktorý pomohol rozlúštiť genetický kód.

To znamená, že je dôležité organickej chémie v živote ľudí jednoducho kolosálny. Plasty, polyméry, vlákna, farby a laky, guma, guma, PVC materiálov, polypropylénu a polyetylénu, a mnoho ďalších moderných látok, bez ktorých dnes jednoducho nie je možný život, komplexné cestu k jeho objavu. Stovky vedcov urobili ich rokov tvrdej práce, takže tam bola všeobecná histórie vývoja organickej chémie.

Moderný systém organických zlúčenín

Potom, čo urobil obrovskú a ťažkú cestu k rozvoju organickej chémie a teraz nestojí na mieste. Existuje viac ako 10 mil. Pripojenie, a toto číslo sa každým rokom zvyšuje. Preto je systematické usporiadanie štruktúry látok, ktoré nám dáva organickú chémiu. Klasifikácia organických zlúčenín je uvedený v tabuľke.

trieda zlúčenín	konštrukčné prvky	všeobecný vzorec
Uhľovodíky (vyrobené iba z atómov uhlíka a vodíka)	nasýtený (iba sigma väzby.); nenasýtené (sigma a pi komunikácie.); acyklický; cyklická.	Alkánov C nH 2n + 2; Alkény, cykloalkánov CnH2n; Alkíny, Dién, C nH 2n-2; Arena C 6 H 2n-6.
Látky obsahujúce rôzne heteroatómy v hlavnej skupine	atómy halogénov; OH (alkoholy a fenoly); zoskupenia ROR (étery).	R-Hal; R-OH; ROR.
karbonylové zlúčeniny	aldehydy; ketóny; chinóny.	RC (H) = O
Zlúčeniny obsahujúce karboxylovú skupinu	karboxylová kyselina; estery.	R-COOH; R-COOR.
Zlúčeniny obsahujúce síru, dusík alebo fosfor v molekule	Môže byť cyklická alebo acyklická	-
organokovové zlúčeniny	Uhlík viazaný priamo k druhému prvku, ale nie atóm vodíka	C-E
organokovové zlúčeniny	Atóm uhlíka naviazaný na kov	S-Me
heterocyklické zlúčeniny	V cykle na základe štruktúry s členmi heteroatómy	-
prírodných látok	Veľké polymérne molekuly, ktoré tvoria prírodné zlúčeniny	proteíny, nukleové kyseliny, aminokyseliny, alkaloidy a podobne. d.
polyméry	Látky, ktoré majú vysokú molekulovú hmotnosť, ktoré sú založené na monomérnych jednotiek	n (-RRR-)

Štúdium celej rady látok a reakcií, v ktorých vstupujú, a je predmetom organickej chémie dnes.

Typy chemických väzieb v organických látkach

Pre akékoľvek zlúčeniny, vyznačujúci sa tým, interakcia elektronnostaticheskie vnútri molekúl, ktoré sú exprimované v prítomnosti organických kovalentné polárne a nepolárne kovalentnej väzby. Organokovové zlúčeniny môžu tvoriť slabej iónovej interakcie.

Kovalentná nepolárne komunikácia dôjsť medzi C-C reakciou všetkých organických molekúl. Kovalentná polárne interakcie charakteristické pre rôzne-nekovových atómov v molekule. Napríklad C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. To všetko je vzhľadom k organickej chémie, ktoré existujú pre tvorbu zlúčenín.

Variácie v zlúčeninách všeobecných vzorcov organických

Najbežnejšie vzorca pre počet členov zlúčeniny nazývanej empirický. Tieto vzorce existujú pre každý z anorganické látky. Ale keď prišlo na zostavovanie vzorcov v organickej chémii, vedci museli čeliť niekoľkým problémom. Po prvé, hmotnosť mnohých z nich, stovky alebo dokonca tisíce. Je ťažké určiť, empirický vzorec pre takúto obrovské látky. Preto sa s časom došlo k deleniu organickej chémie, ako organické analýzy. Jeho zakladateľmi považovaný výskumníkmi Liebig, Wöhler, Gay-Lussac a Berzelius. Sú spolu s prácami A. M. Butlerovho, ktoré možno identifikovať existenciu izomérov - zlúčeniny, ktoré majú rovnaké kvalitatívne a kvantitatívne zloženie, ale líšia sa v štruktúry a vlastností molekuly. To je dôvod, prečo štruktúra organických zlúčenín vyjadrenú dnes nie je empirický a štrukturálny kompletnej alebo skrátenej štruktúrny vzorec.

Tieto štruktúry - charakteristika a charakteristický rys, ktorý je organickej chémie. Vzorce sú zapísané pomocou pomlčky, je chemická väzba. napríklad bután kondenzuje štruktúrny vzorec bude mať tvar CH ₃ - CH ₂ - CH ₂ - CH _3. Celý štruktúrny vzorec zobrazujúci všetky chemické väzby prítomné v molekule.

Tiež tam je metóda záznamu molekulovej vzorca organických zlúčenín. On vyzerá rovnako ako empirické z anorganické. Pre bután, napríklad, bude: C _{4H 10.} To znamená, že molekulový vzorec dáva predstavu len o kvalitatívne a kvantitatívne zloženie zlúčeniny. Štrukturálne charakterizujú väzbu v molekule, a tak môžu byť použité na predikciu budúce správanie a chemické vlastnosti látky. Ide o vlastnosti, ktoré má organickú chémiu. Rovnica sú písané v akejkoľvek podobe, každá z nich je pravda.

Typy reakcií v organickej chémii

Existuje určitá klasifikácia typu organickej chémie reakciách. A niektoré z týchto tried z rôznych dôvodov. Zoberme si tie hlavné.

Mechanizmy chemických reakcií v metódach zlomu a kancelárskeho tvorby:

• alebo Homolytické zvyšok;
• heterolytic alebo iónové.

Reakcia týchto typov transformáciou:

• radikál;
• nukleofilní substitúcia alifatický;
• Nukleofilní aromatická substitúcia;
• eliminačnej reakcie;
• Elektrofilní adícia;
• kondenzácie;
• cyklizace;
• elektrofilní substitúcie;
• Prešmykač.

Ako beh reakcie (začatie) a na kinetickej poradie reakcie sa tiež niekedy kategórií. To sú základné rysy reakcie, ktoré má organickú chémiu. Teória, ktorá popisuje podrobnosti o každom priebehu chemickej reakcie, bola otvorená v polovici XX storočia, a potvrdil a doplnené stále s každým novým objavom a syntézy.

Je potrebné uviesť, že všeobecné organickej chémie reakcie prebiehajú za prísnejších podmienok ako v anorganickej chémii. To je vzhľadom k väčšej stabilizácii organických molekúl v dôsledku tvorby vnútri a silné intermolekulárních väzieb. Z tohto dôvodu, takmer žiadna reakcia je kompletný bez zvýšenia teploty, tlaku alebo použitie katalyzátora.

Moderné definície organickej chémie

Všeobecne platí, že vývoj organickej chémie deje intenzívne už niekoľko storočí. To nahromadili obrovské množstvo informácií o látkach, ich štruktúr a reakcií, v ktorých sa môžu pripojiť. Syntetizované milióny užitočné a jednoducho potrebné suroviny používané v rôznych oblastiach vedy, techniky a priemyslu. Pojem organickej chémie je dnes vnímaná ako niečo, čo veľké a veľké, početné a komplexné, rozmanité a významné.

V tej dobe sa prvý definície tejto veľkej časti chémiu bolo to, čo dal Berzelius: je to chémia, ktorá študuje látky izolované z organizmov. Od tej doby sa veľa času uplynulo, robil veľa objavov, a uvedomil si, a odhalila veľké množstvo procesov vnutrihimicheskih mechanizmov. Ako výsledok, dnes je tu odlišná poňatie toho, čo organickej chémie. Stanovenie je daná: chémiu uhlíka a jeho zlúčeniny, a spôsoby ich syntézy.