Historien for organisk kemi. Emnet og værdien af organisk kemi

Få mennesker tænker over, hvad er den rolle, organisk kemi i livet i det moderne menneske. Men det er enorm, det er vanskeligt at overvurdere. Om morgenen, når en person vågner op og går at vaske, og godt ind i aften, når han går i seng, hele tiden ledsage han produkterne af organisk kemi. Tandbørste, tøj, papir, kosmetik, møbler og indretning, og meget mere - alt dette giver os det. Men når det ikke var tilfældet, og om organisk kemi til at vide meget lidt.

Lad os se, hvordan udviklet trin for trin historie organisk kemi.

1. Den periode, udvikling indtil XIV århundrede, kaldet naturlig.

2. XV - XVII århundrede - i begyndelsen af udviklingen eller iatrochemistry alkymi.

3. århundrede XVIII - XIX - dominans teorien om vitalisme.

4. XIX - XX århundrede - intensiv udvikling, videnskabelig stadie.

Starte eller naturlig fase af udviklingen af organisk kemi

Denne fase består af den meget fremkomsten af begrebet kemiske oprindelse. Og oprindelsen går så langt tilbage som det gamle Rom og Egypten, som er meget dygtige beboere lært at gøre farvestoffer til farvning af objekter og tøj fra naturlige råvarer - blade og stængler af planter. Disse var den indigo, hvilket giver den dybe blå farve, og alizorin farvning bogstaveligt alle saftige og attraktive nuancer af orange og rød. Usædvanligt smidige indbyggere af forskellige nationaliteter på samme tid lærte også hvordan man får den eddike, for at gøre spiritus fra saccharose og stivelsesholdige stoffer af vegetabilsk oprindelse.

Det er kendt, at en meget almindelig mad i anvendelsen af denne historiske periode var animalsk fedt, vegetabilske olier og harpikser, der bruges af kokke og healere. Og også i hverdagen for forskellige giftstoffer var stramt som den vigtigste våben vnutriusobnyh relationer. Alle disse stoffer er produkter af organisk kemi.

Men desværre, som sådan, er begrebet "kemi" ikke eksisterer, og studiet af specifikke stoffer for at tydeliggøre egenskaberne og sammensætningen ikke forekomme. Derfor er denne periode kaldes spontan. Alle opdagelser var tilfældig, ufokuserede natur af forbrugernes værdier. Dette fortsatte indtil det næste århundrede.

iatrochemistry periode - en lovende start udvikling

Faktisk var det i det XVI - XVII århundreder begyndte at dukke op direkte repræsentationer af kemi som en videnskab. Gennem arbejdet i forskere blevet opnået nogen tid organiske stoffer opfundet simpelt apparat til destillation og sublimering af stoffer, der anvendes en særlig kemisk fartøjer til knusning stoffer til separation af naturprodukter ingredienser.

Det primære fokus i denne tid var medicinen. Ønsket om at få de nødvendige medicin har ført til, at anlægget stod æteriske olier og andre råvarer. Således blev Karl Scheele opnået flere organiske syrer fra vegetabilske råstoffer:

• æblesyre;
• citron;
• galliske;
• mælk;
• oxalsyre.

På studiet af planter og fordelingen af disse syrer videnskabsmand tog 16 år (1769 til 1785). Dette var begyndelsen på udviklingen, lagde grundlaget for organisk kemi, som er direkte som en gren af kemi er blevet identificeret og navngivet senere (tidlig XVIII århundrede).

I samme periode fremhævet mex GF Rueil krystaller af urinsyre fra urinstof. Andre kemikere ravsyre blev opnået fra rav, vinsyre. I almindelig brug omfatter en fremgangsmåde til tør destillation af vegetabilske og animalske materialer, hvorved der opnås eddikesyre, diethylether, træ alkohol.

Således begyndte den intensive udvikling af den økologiske kemiske industri i fremtiden.

Vis vitalis, eller "livskraft"

XVIII - XIX århundrede for organisk kemi er meget dobbelt: på den ene side er der en række fund, der har enorm værdi. På den anden side i lang tid, vækst og ophobning af relevant viden og korrekte ideer hæmmede den dominerende teori om vitalisme.

Denne teori opfundet og skitserede de vigtigste Jens Jakobs Berzelius, der på samme tid, han selv har givet, og definitionen af organisk kemi (den nøjagtige år er ukendt, eller 1807, eller 1808). I henhold til bestemmelserne i denne teori, kan de organiske stoffer dannes kun i levende organismer (planter og dyr, herunder mennesker), som den eneste levende væsener har en særlig "livskraft", der gør det muligt for disse stoffer, der produceres. Mens uorganiske stoffer får økologisk absolut umuligt, da de er produkter livløs, ikke-brændbare, uden vis vitalis.

Den samme forskere første klassificering af alle kendte på tidspunktet for forbindelserne i den uorganiske (ikke-levende, alle stoffer som vand og salt) og organisk (levende, dem, som olivenolie og sukker) er blevet foreslået. Også Berzelius først udpeget specifikt, at sådanne organisk kemi. Bestemmelse var: en sektion af kemi, der studerer stoffer, der stammer fra levende organismer.

I denne periode forskere let gennemføres omdannelse af organiske forbindelser til uorganisk, fx ved forbrænding. Imidlertid blev muligheden for omstilling af noget ikke kendt endnu.

Skæbnen ville have det, at det var elev Jens Berzelius Fridrih Veler bidrog til begyndelsen af sammenbruddet af teorien om sin lærer.

Tysk videnskabsmand arbejder på cyanidforbindelser og i en af de udførte forsøg til opnåelse af krystaller administrerer Svarende til urinsyre. Som et resultat, en mere grundig undersøgelse fandt han der virkelig formået at få organisk stof fra uorganisk, uden nogen vis vitalis. Ligegyldigt hvor skeptiske Berzelius, blev han tvunget til at indrømme denne ubestridelig kendsgerning. Så det blev behandlet første slag mod vitalistisk synspunkter. Historien om organisk kemi begyndte at tage fart.

Adskillige opdagelser, knust vitalisme

Wohler succes har inspireret kemikere fra det XVIII århundrede, så begyndte udbredt test og eksperimenter for at opnå organisk stof in vitro. Sådanne synteser, der er kritiske og vigtigste har været flere.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe, som var elev Wohler, administrerer enkel uorganiske C, _{H2, O2} flertrins total syntese til opnåelse af eddikesyre, som er et organisk materiale.
2. 1812, Konstantinom Kirhgofom implementeret glucose syntese fra stivelse og syre.
3. 1820 Anri Brakonno denatureret protein syre og derefter behandlet med salpetersyre, og det opnåede fra de første 20 aminosyrer syntetiseret senere blanding - glycin.
4. 1809 Michel Chevreul studerede sammensætningen af fedtstoffer, forsøger at opdele dem i dets konstituerende komponenter. Som et resultat, modtog han fedtsyrer og glycerol. 1854, Zhan Bertlo fortsat drift Chevrel glycerol og opvarmet med stearinsyre. Resultat - fedt, præcis gentager strukturen af naturlige forbindelser. Senere kom han og andre fedtstoffer og olier, som var lidt anderledes i molekylær struktur fra naturlige analoger. Der er påvist muligheden for at opnå nye organiske forbindelser af stor betydning i laboratoriet.
5. J. Berthelot syntetiseret metan fra hydrogensulfid _(H2S) og carbondisulfid _(CS2).
6. 1842 Zinin var i stand til at syntetisere anilinen fra nitrobenzen farvestof. Senere kom han en række anilin farvestoffer.
7. A. Bayer skaber sit eget laboratorium, som har været aktiv og vellykket syntese af organiske farvestoffer, der ligner naturlig: alizarin, indigoid, antrohinonovye, xanthen.
8. 1846 syntese af nitroglycerin forskere Sobrero. Han udviklede også en teori typer, som siger, at lignende stoffer nogle af de uorganiske og de kan fremstilles ved at erstatte hydrogenatomer i strukturen.
9. 1861 A. M. Butlerov syntetiseret sødemiddel formalin. De blev formuleret af bestemmelserne i teorien om kemiske struktur af organiske forbindelser er relevante til i dag.

Alle disse resultater har identificeret genstand for organisk kemi - carbon og forbindelser. Yderligere opdagelser har fokuseret på de mekanismer af kemiske reaktioner i organisk kemi, at fastslå arten af elektroniske interaktioner og til strukturen af forbindelserne.

Den anden halvdel af det XIX og XX århundrede - en tid med globale kemiske opdagelser

Historien om organisk kemi over tid har været omfattet af alle de store ændringer. Arbejde mange forskere over mekanismerne i interne processer i molekyler, reaktioner og systemer har givet positive resultater. Så i 1857, Friedrich Kekule udviklede teorien om valens. Det hører også til den store fordel - opdagelsen af strukturen af molekylerne af det aromatiske carbonhydrid benzen. Samtidig A. formulerede M. Butlerov teorien om strukturen position af forbindelser, som peger på det carbonatom tetravalence og fænomenet med eksistensen af isomerer og isomerer.

VV Markovnikov og A. M. Zaytsev dykke ned i studiet af reaktionsmekanismer i organisk materiale og formulere et sæt regler, der forklarer disse mekanismer og bekræft. I 1873 - 1875 år. I. Wislicenus, Van't Hoff og Le Bel studere det rumlige arrangement af atomer i molekyler, afsløre eksistensen af stereo-isomerer, og er forfædrene til hel videnskab - stereokemi. En masse forskellige mennesker, der er involveret i skabelsen af området for organisk kemi, som vi har i dag. Derfor, organisk kemi, videnskabsfolk er bemærkelsesværdige.

Slutningen af XIX og XX århundrede - en tid med global opdagelse i den farmaceutiske industri, farveindustrien, quantum kemi. Betragter en åbning, for at sikre maksimal værdi for organisk kemi.

1. 1881 Conrad M. og M. Gudtseyt syntetiserede anæstetika, veronal og salicylsyre.
2. 1883 L. Knorr modtaget antipyrin.
3. 1884 F. Stoll fik pyramidon.
4. 1869 Hyatt brødre vandt den første menneskeskabte fiber.
5. 1884 D. Eastman syntetiseret celluloid film.
6. 1890 modtog kobberrayon fiber L. Depassi.
7. 1891 Charles Cross og hans kolleger fik rayon.
8. 1897 F. Miescher og Buchner grundlagt teorien om biologisk oxidation (cellefri fermentering blev opdaget og enzymer som biokatalysatorer).
9. 1897 F. Miescher opdaget nukleinsyrer.
10. I begyndelsen af XX århundrede - den nye kemi organometalforbindelser.
11. 1917 Lewis åbnede elektronisk art af kemiske bindinger i molekyler.
12. 1931 Hückel - grundlægger af kvante mekanismer i kemi.
13. Af 1931-1933. Laymus Pauling retfærdiggør resonans teori, og senere hans medarbejdere afslører essensen af tendenser i kemiske reaktioner.
14. 1936 Nylon syntetiseret.
15. Af 1930-1940. AE Arbuzov giver anledning til udvikling Organiske forbindelser, der er grundlaget for produktion af plast, lægemidler og insekticider.
16. 1960 akademiker Nesmeyanov med eleverne skabte den første syntetiske mad i laboratoriet.
17. 1963 Du Vinho modtager insulin, som er et stort skridt fremad i medicin.
18. 1968 Indiske HG Koranen formået at få en simpel gen, der hjalp på at læse den genetiske kode.

Således er betydningen af organisk kemi i folks liv simpelthen kolossal. Plast, polymerer, fibre, maling og lak, gummi, gummi, PVC materialer, polypropylen og polyethylen, og mange andre moderne stoffer, uden hvilken dag er simpelthen ikke muligt liv, kompleks sti til dens opdagelse. Hundredvis af forskere har gjort deres års hårdt arbejde, så der var en generel historie om udviklingen af organisk kemi.

Det moderne system af organiske forbindelser

Efter at have gjort en stor og vanskelig vej til udvikling af organisk kemi, og nu står ikke stille. Der er mere end 10 Mill. Forbindelser, og dette tal stiger hvert år. Derfor er der en systematisk arrangement struktur af stoffer, der giver os organisk kemi. Klassificering af organiske forbindelser er præsenteret i tabellen.

Klassen af forbindelser	strukturelle træk	Den almene formel
Carbonhydrider (bestående af kun carbon- og hydrogenatomer)	mættet (kun sigmabindingsstedet.); umættet (sigma og pi kommunikation.); acykliske; cykliske.	Alkaner CnH2n + 2; Alkener, cycloalkaner CnH2n; Alkyner, alkadiener, CnH2n-2; Arena C6H 2n-6.
Stoffer indeholdende forskellige heteroatomer i hovedgruppen	halogener; OH-gruppe (alkoholer og phenoler); gruppering ROR (ethere).	R-Hal; R-OH; ROR.
carbonylforbindelser	aldehyder; ketoner; quinoner.	RC (H) = O
Forbindelser indeholdende en carboxylgruppe	carboxylsyre; estere.	R-COOH; R-COOR.
Forbindelser indeholdende svovl, nitrogen eller phosphor i molekylet	Kan være cykliske eller acykliske	-
organometalliske forbindelser	Carbon bundet direkte til det andet element, men ikke hydrogen	C-E
organometalliske forbindelser	Carbon bundet til metallet	Med-Me
heterocykliske forbindelser	I strukturbaseret cyklus med medlemmer af heteroatomerne	-
naturlige stoffer	Store polymermolekyler, der udgør naturlige forbindelser	proteiner, nucleinsyrer, aminosyrer, alkaloider og lignende. d.
polymerer	Stoffer med en høj molekylvægt, som er baseret på monomere enheder	n (-RRR-)

Studiet af de mangeartede stoffer og reaktioner, hvori de indgår, og er genstand for organisk kemi dag.

Typer af kemiske bindinger i organiske stoffer

For alle forbindelser der er kendetegnet elektronnostaticheskie interaktioner inden for de molekyler, som er udtrykt i nærvær af organiske kovalente polære og ikke-polære kovalente bindinger. De organometalliske forbindelser kan danne svag ionisk interaktion.

Covalente polære kommunikationer forekomme mellem C-C ved at omsætte alle organiske molekyler. Kovalente polære interaktioner karakteristiske for forskellige-ikke-metalatomer i molekylet. For eksempel C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Dette er alle på grund af den organiske kemi, der findes til dannelse af forbindelser.

Variationer i forbindelserne med formlerne organiske

De mest almindelige formler for antallet af medlemmer af et stof kaldet empirisk. Sådanne formler findes for hver af det uorganiske stof. Men når det kom til at udarbejde formler i organisk kemi, forskerne måtte stå over for flere problemer. For det første er vægten af mange af dem, hundredvis eller endda tusindvis. Det er vanskeligt at bestemme den empiriske formel for et så stort stof. Derfor med tiden var der en skillevæg for organisk kemi som organisk analyse. Dens grundlæggere betragtes forskere Liebig, Wöhler, Gay-Lussac og Berzelius. De sammen med værker af A. M. Butlerova, der er konstateret eksistensen af isomerer - forbindelser, som har den samme kvalitative og kvantitative sammensætning, men afviger i struktur og egenskaber af molekylet. Derfor er strukturen af organiske forbindelser udtrykt i dag ikke empirisk og strukturel fuldstændig eller kondenseret strukturformel.

Disse strukturer - karakteristisk og karakteristisk træk er den organiske kemi. Formlerne skrives ved hjælp af streger, er en kemisk binding. fx vil butan kondenseret strukturformel have form _CH3 - _CH2 - _CH2 - _CH3. Fuldstændig strukturel formel, som viser alle kemiske bindinger i molekylet.

Der er også en fremgangsmåde til optagelse molekylformler af organiske forbindelser. Han ser det samme som den empiriske fra uorganisk. For butan, for eksempel, vil det være: C _{4H 10.} Dvs. den molekylære formel giver en idé kun om den kvalitative og kvantitative sammensætning af forbindelsen. Strukturel præger obligationsmarkedet i molekylet, så de kan bruges til at forudsige fremtidig adfærd og kemiske egenskaber ved stoffet. Disse er de funktioner, der har organisk kemi. Formler skrives i enhver form, hver af dem er sandt.

Typer af reaktioner i organisk kemi

Der er en vis klassifikation af typen af organisk kemi reaktioner, der opstår. Og nogle af disse klassifikationer, om de forskellige begrundelser. Overvej de vigtigste.

Mekanismer af kemiske reaktioner i fremgangsmåderne ifølge brydning og bindingsdannelse:

• eller homolytisk gruppe;
• heterolytisk eller ionisk.

Reaktionerne på de typer af transformationer:

• kæde-gruppe;
• nukleofil alifatisk substitution;
• nukleofil aromatisk substitution;
• elimineringsreaktion;
• elektrofil addition;
• kondensation;
• cyclisering;
• elektrofil substitution;
• omlejringsreaktion.

Som run reaktion (initiering) og på den kinetiske rækkefølge af reaktionen er også nogle gange kategoriseret. Disse er de grundlæggende træk ved de reaktioner, som har organisk kemi. Teorien, der beskriver detaljerne i hvert kursus af en kemisk reaktion, der er åbnet i midten af det XX århundrede, og bekræftet og suppleret stadig med hver ny opdagelse og syntese.

Det skal bemærkes, at de generelle organiske kemi reaktioner forløber under mere stringente betingelser end i uorganisk kemi. Dette skyldes større stabilisering af organiske molekyler som følge af dannelsen inden og stærke intermolekylære bindinger. Derfor næsten ingen reaktionen er fuldstændig uden at hæve temperaturen, tryk eller anvendelsen af katalysatoren.

Den moderne definition of Organic Chemistry

Generelt er udviklingen af organisk kemi foregår en intensiv måde i flere århundreder. Det oparbejdet en enorm mængde information om stoffer, deres strukturer og reaktioner, hvor de kan deltage. Syntetiserede millioner af nyttige og simpelthen behov for råvarer, der anvendes i de forskellige områder af videnskab, teknologi og industri. Begrebet organisk kemi i dag opfattes som noget storslået og store, talrige og komplekse, forskelligartede og signifikant.

På det tidspunkt, den første definition af denne store sektion af kemi var hvad der gav Berzelius: det er kemi, der studerer de stoffer, isoleret fra organismer. Siden da har meget tid gået, gjorde mange opdagelser, og realiserede og beskrev en lang række processer vnutrihimicheskih mekanismer. Som et resultat, i dag er der en anden opfattelse af, hvad den organiske kemi. Bestemmelse den gives: carbon kemi og af dets forbindelser, og fremgangsmåder til deres syntese.