Povijest organske kemije. Predmet i vrijednost za organsku kemiju

Malo ljudi misle o tome što je uloga organske kemije u životu suvremenog čovjeka. Ali, to je ogroman, teško je precijeniti. U jutarnjim satima, kada se osoba probudi i ide oprati i dobro u večernjim satima, kad ide na spavanje, on je stalno prate proizvode organske kemije. Četkica za zube, odjeća, papir, kozmetika, namještaj i dizajn interijera, i još mnogo toga - sve to daje nam ga. No, nakon što nije bio slučaj, a na organskoj kemiji da zna vrlo malo.

Neka nam vidjeti kako razvijao korak po korak povijest organske kemije.

1. Razdoblje razvoja do XIV stoljeća, pod nazivom prirodno.

2. XV - XVII - početak razvoja ili iatrokemije alkemija.

3. stoljeće XVIII - XIX - dominaciju teorije vitalizmu.

4. XIX - XX stoljeća - intenzivan razvoj, znanstveni stupanj.

Početak ili prirodni faza razvoja organske kemije

Ova faza se sastoji od samog nastanka koncepta kemijskog porijekla. A počeci davne starog Rima i Egipta, koji su vrlo sposobni stanovnici naučili da boje za bojanje predmeta i odjeće od prirodnih sirovina - lišće i stabljike biljaka. To su bili indigo, dajući duboko plavu boju, a alizorin bojenje doslovno sve sočne i atraktivne nijanse narančaste i crvene boje. Neobično brz stanovnici različitih nacionalnosti u isto vrijeme i naučili kako dobiti ocat, da bi duhove iz saharoze i tvari sadrže škrob biljnog podrijetla.

Poznato je da vrlo česta hrana u primjeni tog povijesnog razdoblja bile životinjske masti, biljna ulja i smole koje se koriste od strane kuhara i iscjelitelja. I također u svakodnevnom životu raznih otrova bili čvrsto kao glavno oružje vnutriusobnyh odnosa. Sve ove tvari su proizvodi organske kemije.

No, na žalost, kao takav, koncept „kemije” ne postoji, a proučavanje specifičnih tvari kako bi se razjasnili svojstva i sastav nije bilo. Dakle, ovo razdoblje se zove spontana. Sva otkrića bili slučajni, unfocused priroda potrošačkih vrijednosti. To se nastavilo sve do sljedećeg stoljeća.

iatrokemije razdoblje - obećavajući razvoj početak

Doista, to je u XVI - XVII stoljeća počela pojavljivati izravne prikaze kemije kao znanosti. Radom znanstvenika dobiveno neko vrijeme organskih tvari izumio jednostavni aparat za destilaciji ili sublimaciji tvari koriste posebne kemijske posude za drobljenje tvari za razdvajanje prirodnog proizvoda sastojaka.

Glavni fokus to vrijeme bio lijek. Želja dobiti potrebne lijekove dovelo je do činjenice da biljka stajala eterična ulja i druge sirovine. Tako, Karl Scheele dobije se nekoliko organskih kiselina biljnog sirovine:

• jabučna;
• limun;
• galusna;
• mlijeko;
• oksalnu.

Na proučavanje biljaka i dodjelu tih kiselina znanstvenika je 16 godina (1769 do 1785). To je bio početak razvoja, položio temelje organske kemije, koji je izravno kao grana kemije je identificiran i nazvan kasnije (početkom XVIII stoljeća).

U isto vrijeme Srednji GF označen Rueil kristala mokraćne kiseline iz uree. Drugi kemičari jantarne kiseline dobivene od jantara, vinska kiselina. U uobičajenoj uporabi uključuje postupak suhe destilacije biljnih i životinjskih materijala, čime se dobije octena kiselina, dietil eter, drvo alkohola.

Tako je započela intenzivan razvoj organske kemijske industrije u budućnosti.

Vis Vitalis, ili „životna sila”

XVIII - XIX stoljeća za organsku kemiju vrlo dvojaka: s jedne strane, postoji niz otkrića koje imaju ogromnu vrijednost. S druge strane, dugo vremena, rast i nakupljanje relevantnih znanja i ispravne ideje inhibira dominantnu teoriju vitalizmu.

Ova teorija je skovao te ocrtao glavni Jens Jakova Berzelius, koji je ujedno i on sam je dao i definicija organske kemije (točna godina nepoznata, ili 1807 ili 1808). Prema odredbama ove teorije, organske tvari može se održati samo u živim organizmima (biljke i životinje, uključujući i ljude), kao jedina živa bića imaju poseban „životnu silu” koja omogućuje tih tvari proizvedeni. Dok anorganske tvari se organski apsolutno nemoguće, jer su proizvodi neživo, nezapaljiv, bez vis Vitalis.

Isti znanstvenici su prvi razvrstavanje svi poznati u vrijeme spojeva u anorganske (neživih sve tvari kao što su voda i sol) i organske (uživo, i one koje kao što su maslinovo ulje i šećera) je predloženo. Također Berzelius prvi označen je posebno potrebno takvo organsku kemiju. Određivanje je: jedan dio kemije koja proučava tvari dobivene iz živih organizama.

Tijekom tog razdoblja, znanstvenici lako provodi pretvorbu organskih spojeva u anorganski, na primjer, spaljivanjem. Međutim, mogućnost pretvaranja u nešto još nije poznat.

Sudbina je htjela da je da je student Jens Berzelius Fridrih Veler pridonijela početku raspada teorije svog učitelja.

Njemački znanstvenik radi na cijanida spojeva, u jednom od pokusa provedenih radi dobivanja kristala uspijeva Slično mokraćne kiseline. Kao rezultat toga, više temeljita studija shvatio je da zapravo uspio dobiti organske tvari iz anorganskih, bez vis Vitalis. Bez obzira koliko skeptični Berzelius, bio je prisiljen priznati ovu nepobitnu činjenicu. Tako je zadao je prvi udar na vitalistic pogleda. Povijest organske kemije počela da se dobije zamah.

Nekoliko otkrića, slomiti vitalizam

Wöhler uspjeh potaknuo je kemičare iz XVIII stoljeća, pa je počeo raširen testiranja i eksperimente da bi se dobili organske tvari in vitro. Takve sinteze koje su najvažnije i što je najvažnije je nekoliko.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe što je učenik Wöhler, upravlja jednostavno anorganske C, _H2, O ₂ višestupanjska sinteza, čime se dobije ukupno octena kiselina, koja je organski materijal.
2. 1812 Konstantinom Kirhgofom provodi sintezom glukoze iz škroba i kiseline.
3. 1820 Anri Brakonno denaturira protein kiseline i zatim se pomiješa s dušičnom kiselinom i dobivenu smjesu od prvih 20 amino kiselina sintetiziranih kasnije - glicin.
4. 1809 Michel Chevreul proučavali sastav masti, pokušavajući ih razdvojiti na sastavne dijelove. Kao rezultat toga, on je dobio masne kiseline i glicerol. 1854, Zhan Bertlo nastavlja rad Chevrel glicerol i zagrijava s stearinska kiselina. Rezultat - masti, upravo ponavlja strukturu prirodnih spojeva. Kasnije je uspio dobiti i druge masti i ulja, koji su malo drugačiji u molekularnu strukturu od prirodnih analoga. To je pokazao mogućnost dobivanja novih organskih spojeva velike važnosti u laboratoriju.
5. J. Berthelot sintetizirati metan s sumporovodikom (H S ₂₎ i ugljik disulfida (CS _2).
6. 1842 Zinin bio u mogućnosti sintetizirati anilin, nitrobenzen boje. Kasnije je uspio dobiti broj anilin boja.
7. A. Bayer stvara svoj vlastiti laboratorij, koji je bio aktivan i uspješan sintezu organskih bojila, slično prirodno: alizarina, indigoidni, antrohinonovye, ksanten.
8. 1846 sinteza nitroglicerina znanstvenika Sobrero. Također je razvio vrste teorija koja kaže da tvari slične neke od anorganskih i mogu se prirediti zamjenom vodikovih atoma u strukturi.
9. A. M. 1861 Butlerov sintetizirati zaslađivač formalina. Oni su formulirani u skladu s odredbama teorije kemijske strukture organskih spojeva na koje se odnosi i danas.

Svi ovi nalazi su identificirani predmet organske kemije - ugljik i njegovih spojeva. Daljnja otkrića su usmjerene na mehanizme kemijskih reakcija u organskoj kemiji, kako bi se utvrditi narav elektroničkih interakcija i na strukturu spojeva.

Druga polovica XIX i XX stoljeća - vrijeme globalnih kemijskih otkrića

Povijest organske kemije s vremenom je kroz sve velike promjene. Rad mnoge znanstvenike preko mehanizama unutarnjih procesa u molekule, reakcije i sustava dala plodne rezultate. Dakle, u 1857, Friedrich Kekule razvio teoriju valencijom. Također pripada velikoj sposobnosti - otkriće strukture molekula iz aromatskog ugljikovodika benzena. U isto vrijeme A. M. Butlerov formulirati teoriju strukture položaju spojeva na što ukazuje na ugljikov tetravalence i fenomen postojanja izomere, i izomere.

VV Markovnikov i A. M. Zaytsev kopati u proučavanju reakcijskih mehanizama u organskom tvari i formulirati skup pravila koji objašnjavaju ove mehanizme i potvrditi. U 1873 - 1875 godina. I. Wislicenus, van't Hoffove i Le Bel proučiti prostorni raspored atoma u molekulama, otkrivaju postojanje stereo-izomere, te su preci cijelog znanosti - stereokemiju. Puno različitih ljudi koji su uključeni u stvaranje područja organske kemije, koje imamo danas. Dakle, organska kemija, znanstvenici su pažnje.

Kraj XIX i XX stoljeća - vrijeme globalne otkrića u farmaceutskoj industriji, industriji boja, kvantne kemije. Obzir otvor, da bi se osigurala maksimalna vrijednost organske kemije.

1. 1881 Conrad M. i M. Gudtseyt sintetizirani anestetici veronalu i salicilna kiselina.
2. 1883 L. Knorr dobila antipirin.
3. 1884 F. Stoll dobio pyramidon.
4. 1869 Hyatt braća osvojila prvo umjetna vlakna.
5. 1884 D. Eastman sintetizira celuloid film.
6. 1890 dobila cuprammonium fiber L. Depassi.
7. 1891 Charles križ i njegovi kolege dobio rayon.
8. 1897 F. Miescher i Buchner utemeljena teoriju biološke oksidacije (fermentacije bez stanica je otkrivena i enzimi kao biokatalizatora).
9. 1897 F. Miescher otkrili nukleinske kiseline.
10. Početak XX stoljeća - nova kemija organometalnih spojeva.
11. 1917 Lewis otvori elektronički prirodu kemijskih veza u molekulama.
12. 1931 Huckel - osnivač kvantne mehanizama u kemiji.
13. Od 1931-1933. Laymus Pauling opravdava teoriju rezonancije, a kasnije i njegovi suradnici otkrivaju suštinu trendovima u kemijskim reakcijama.
14. 1936 Nylon sintetizirati.
15. Od 1930-1940. AE Arbuzov dovodi do razvoja organofosfornim spojevima koji su osnova za proizvodnju plastike, lijekova, i insekticida.
16. 1960 Akademik Nesmeyanov s učenicima stvorio prvu sintetičku hranu u laboratoriju.
17. 1963 prima inzulin Du Vinho, što je ogroman korak naprijed u medicini.
18. 1968 Indijska HG Kur'an uspio dobiti jednostavan gen koji je pomogao u dešifriranju genetski kod.

Dakle, važnost organske kemije u životima ljudi jednostavno ogroman. Plastika, polimeri, vlakna, boje i lakovi, gume, gume, PVC materijale, polipropilena i polietilena, te mnoge druge moderne tvari, bez koje se danas jednostavno nije moguće život, složen put do njegova otkrića. Stotine znanstvenika su napravili svoje godina napornog rada, tako da je opći povijest razvoja organske kemije.

Moderni sustav organskih spojeva

Nakon što je učinio ogroman i težak put za razvoj organske kemije, a sada ne stoje na mjestu. Postoji više od 10 mil. Veze, a taj broj raste svake godine. Dakle, tu je sustavno uređenje struktura tvari koje nam daje organske kemije. Klasifikacija organskih spojeva prikazan je u tablici.

Klasa spojeva	strukturna obilježja	Opća formula
Ugljikovodike (sastavljen samo od ugljikovih i vodikovih atoma)	zasićen (samo sigma vezanja.); nezasićene (sigma i pi komunikacija.); aciklički; ciklički.	Alkani CnH2n + 2; Alkena, cikloalkana CnH2n-; Alkini, Alkadicncs, CnH2n-2; Arena C6H 2n-6.
Tvari koje sadrže različita heteroatoma u glavne grupe	halogena; OH skupina (alkoholi i fenoli); grupiranje ROR (eter).	R-Hal; R-OH; ROR.
karbonilni spojevi	aldehidi; ketoni; kinoni.	RC (H) = O
Spojevi koji sadrže karboksilnu skupinu	karboksilna kiselina; estera.	R-COOH; R-COOR.
Spojevi koji sadrže sumpor, dušik ili fosfor u molekuli	Mogu biti aciklički ili ciklički	-
organometalni spojevi	Ugljik vezan izravno na drugi element, ali nije vodik	C-E
organometalni spojevi	Ugljik vezan na metal	S-Me
heterociklički spojevi	U ciklusu struktura bazi s članovima heteroatoma	-
prirodne tvari	Velike polimerne molekule koje čine prirodne spojeve	proteini, nukleinske kiseline, amino kiseline, alkaloide i slično. d.
polimeri	Tvari koje imaju visoke molekularne težine, koje se temelje na monomernih jedinica	n (-RRR-)

Studija cijelog niza tvari i reakcija u kojima se ulaze, te je predmet organske kemije i danas.

Vrsta kemijskih veza u organskim tvarima

Za sve spojeve, naznačen elektronnostaticheskie interakcija unutar molekula, koji su izraženi u prisutnosti organskih kovalentnih polarne i nepolarne kovalentne veze. Da organometalni spojevi mogu oblikovati slab ionske interakcije.

Kovalentne veze nepolarne pojaviti između C-C, reakcijom sve organske molekule. Kovalentne interakcije polarna karakterističnih za različito nemetala atoma u molekuli. Na primjer, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS, To je sve zbog organske kemije, koje se koriste za formiranje spojeva.

Varijacije u spojevima formula organskih

Najčešće formule za broj članova spoja zove empirijski. Takvi postoje formule za svaku od anorganske tvari. No, kada je došao u izradi formule u organskoj kemiji, znanstvenici su morali suočiti s nekoliko problema. Prvo, težina mnogih od njih, stotine ili čak tisuće. Teško je odrediti za empirijsku formulu tako velikom tvari. Prema tome, s vremenom je došlo do podjela organske kemije kao organske analize. Osnivači smatraju istraživači Liebig, Wöhler, Gay-Lussac i Berzelius. Oni, kao i radovima A. M. Butlerova, prepoznaje postojanje izomera - spojeva koji imaju isti kvalitativni i kvantitativni sastav, ali se razlikuju po strukturi i svojstva molekule. Zato je struktura organskih spojeva izraženi danas nije empirijski i strukturalna potpuno ili kondenzirani strukturna formula.

Te strukture - karakteristika i osobina koja je organska kemija. Izrazi napisani pomoću crtice, kemijska veza. npr butan kondenzira strukturna formula imati oblik _CH3 - _CH2 - _CH2 - _CH3. Puni strukturna formula prikazuje sve kemijskih veza koje su prisutne u molekuli.

Također postoji metoda snimanja molekulske formule organskih spojeva. Izgleda isto kao i empirijska iz anorganske. Za butan, na primjer, to će biti: C _{4H 10.} To jest, molekulska formula daje naslutiti samo o kvalitativno i kvantitativno spoja. Strukturna obilježavaju veza u molekuli, tako da se mogu koristiti za predviđanje budućeg ponašanja i kemijska svojstva tvari. To su osobine koje ima organsku kemiju. Formule su pisane u bilo kojem obliku, a svaki od njih je istina.

Vrste reakcija u organskoj kemiji

Postoji određena klasifikacija tipa organske kemije reakcije javljaju. A neki od tih klasifikacija, na različitim osnovama. Razmislite glavni.

Mehanizmi kemijskih reakcija u metodama razbijanje veza i formiranja:

• ili homolytic radikal;
• heterolitičke ili ionsko.

Reakcije vrsta transformacije:

• lanca radikal;
• nukleofilna supstitucija alifatski;
• nukleofilnom aromatskom supstitucijom;
• Reakcija eliminacije;
• Elektrofilni dodatak;
• kondenzacije;
• ciklizacija;
• Elektrofilna supstitucija;
• reakciju pregradnje.

Putem trčanje reakcije (inicijacije) i na kinetičke reda reakcije također ponekad kategorizirani. To su osnovne značajke reakcija koja ima organske kemije. Teorija koja opisuje pojedinosti o svakom tijekom kemijske reakcije, otvoren je sredinom XX stoljeća, a potvrdio je i dopunjen još uvijek sa svakim novim otkrićem i sinteze.

Treba naglasiti da se generalne organska kemija reakcije nastaviti pod oštrijim uvjetima u odnosu na anorganske kemije. To je zbog većeg stabilizacije organske molekule zbog stvaranja jake u i intermolekulskim vezama. Dakle, gotovo da i nema reakcija je završena bez podizanja temperature, tlaka ili primjenu katalizatora.

Moderna definicija organsku kemiju

Općenito, razvoj organske kemije ide na intenzivnom putu za nekoliko stoljeća. To nakupila ogromnu količinu informacija o tvari, njihova struktura i reakcije u kojima se mogu pridružiti. Sintetizirani milijuni korisno i jednostavno potrebne sirovine koriste u različitim područjima znanosti, tehnologije i industrije. Koncept organske kemije i danas se percipira kao nešto veliko i velike, brojne i složene, raznolik i značajan.

U to vrijeme, prvi definicija ovog velikog dijela kemije je ono što je dao Berzelius: to je kemija koja proučava tvari izolirane iz organizma. Od tada, mnogo je vremena prošlo, napravio mnogo otkrića, realizirane i objaviti velik broj procesa vnutrihimicheskih mehanizama. Kao rezultat toga, danas postoji drugačiji koncept onoga što organskoj kemiji. Određivanje je dano: kemije ugljika i njenih spojeva, kao i njihove metode sinteze.