Istoria chimiei organice. Subiectul și valoarea de Chimie Organică

Putini oameni cred despre ceea ce este rolul chimiei organice în viața omului modern. Dar este foarte mare, este dificil de estimat. Dimineața, atunci când o persoană se trezește și se duce să se spele, și bine în seara, când merge la culcare, el să însoțească continuu produsele din chimia organică. Periuța de dinți, îmbrăcăminte, hârtie, produse cosmetice, mobilier si design interior, si multe altele - toate acestea ne dă-l. Dar, odată ce nu a fost cazul, și asupra chimiei organice să știe foarte puțin.

Să vedem cum a evoluat pas cu pas istoria chimiei organice.

1. Perioada de dezvoltare până în secolul al XIV-lea, numit naturale.

2. XV - XVII - începutul dezvoltării sau iatrochemistry alchimie.

3. Secolul XVIII - XIX - dominația teoriei vitalism.

4. XIX - secolului XX - dezvoltare intensivă, etapa științifică.

Începe sau faza naturală a dezvoltării chimiei organice

Această etapă constă în însăși apariția conceptului de origini chimice. Și originile merg încă din Roma antică și Egipt, care sunt rezidenți foarte capabili învățat să facă coloranți pentru obiectele de colorare și haine de la materii prime naturale - frunze și tulpini de plante. Acestea au fost indigo, dând culoarea albastru intens, și alizorin colorarea literalmente toate nuanțele suculente și atractive de portocaliu și roșu. Neobișnuit locuitori agile de diferite naționalități, în același timp, de asemenea, a învățat cum să obțineți oțet, pentru a face băuturi spirtoase din zaharoză și substanțe cu conținut de amidon de origine vegetală.

Este cunoscut faptul că un aliment foarte frecvente în aplicarea acestei perioade istorice erau grăsimi animale, uleiuri vegetale și rășini care sunt folosite de bucătari și vindecătorii. Și, de asemenea, în viața de zi cu zi a diferitelor otrăvuri erau strâns ca relațiile principala armă vnutriusobnyh. Toate aceste substanțe sunt produse de chimia organică.

Dar, din păcate, ca atare, conceptul de „chimie“ nu există, iar studiul unor substanțe specifice, în scopul de a clarifica proprietățile și compoziția nu a avut loc. Prin urmare, această perioadă se numește spontană. Toate descoperirile au fost întâmplătoare natura, nefocalizat valorilor de consum. Acest lucru a continuat până în secolul următor.

Perioada de iatrochemistry - un început promițător de dezvoltare

Într-adevăr, a fost în secolele XVI - XVII au început să apară reprezentări directe ale chimiei ca știință. Prin activitatea oamenilor de știință ceva timp a fost obținut substanțe organice inventat un aparat simplu de distilare și sublimare a substanțelor utilizate unei nave speciale chimice pentru zdrobirea substanțelor la separarea produselor ingrediente naturale.

Accentul principal al acestui timp a fost medicamentul. Dorința de a obține medicamentele necesare a condus la faptul că planta a stat uleiuri esențiale și alte ingrediente prime. Astfel, Karl Scheele au obținut mai multe acizi organici din materii prime vegetale:

• malic;
• lamaie;
• galic;
• lapte;
• oxalic.

La studiul plantelor și alocarea acestor acizi om de știință au luat 16 ani (1769 la 1785). Acesta a fost începutul dezvoltării, a pus bazele chimiei organice, care este direct ca o ramură a chimiei a fost identificat și numit mai târziu (începutul secolului al XVIII-lea).

În aceeași perioadă Mediu GF a evidențiat cristale Rueil de acid uric din uree. Alți chimiști acid succinic a fost obținut din chihlimbar, acid tartric. Utilizate în mod obișnuit include o metodă de distilare uscată a materialelor vegetale și animale, prin care se obține acid acetic, dietileter, alcool lemn.

Astfel, a început dezvoltarea intensivă a industriei chimice organice în viitor.

Vis Vitalis, sau „forță de viață“

XVIII - XIX sec pentru chimia organică este foarte de două ori: pe de o parte, există o serie de descoperiri, care au o valoare extraordinară. Pe de altă parte, o lungă perioadă de timp, creșterea și acumularea de cunoștințe și corecte idei relevante inhibat teoria dominantă a vitalism.

Această teorie a inventat și a subliniat principalele Jens Jakobs Berzelius, care în același timp, el însuși a dat, și definiția chimiei organice (anul exact nu este cunoscut, sau 1807 sau 1808). În conformitate cu prevederile acestei teorii, substanțele organice pot fi formate numai în organisme vii (plante și animale, inclusiv oameni), ca singurele ființe vii au o „forță de viață“ special care permite acestor substanțe produse. În timp ce substanțele anorganice obține organice absolut imposibil, deoarece acestea sunt produse neînsuflețite, non-inflamabile, fără a vis de Vitalis.

Aceleași oameni de știință prima clasificare a tuturor cunoscute în momentul compușilor din anorganic (non-vii, toate substanțele, cum ar fi apa si sare) și organice (vii, acelea care cum ar fi uleiul de măsline și zahăr) a fost propusă. De asemenea, Berzelius întâi desemnate în mod special că o astfel de chimie organică. Determinarea a fost: o secțiune a chimiei care studiază substanțele derivate din organisme vii.

Pe parcursul acestei perioade, oamenii de știință implementat cu ușurință transformarea compușilor organici în anorganici, de exemplu prin ardere. Cu toate acestea, posibilitatea de a reconversiei nimic nu a fost cunoscut încă.

Soarta ar avea, că a fost student la Jens Berzelius Fridrih Veler a contribuit la începutul prăbușirii teoriei profesorului său.

om de știință german lucrează la Cianurile și într-unul dintre experimentele efectuate pentru a se obține cristale administrează Similar cu acid uric. Ca urmare, un studiu mai detaliat el a constatat că într-adevăr a reușit să obțină materia organică din anorganice, fără nici un vis Vitalis. Nu contează cât de sceptic Berzelius, el a fost nevoit să recunoască acest fapt de necontestat. Deci, a fost ocupat prima lovitură la punctele de vedere vitaliste. Istoria chimiei organice a început să câștige impuls.

Mai multe descoperiri, vitalism zdrobit

Wohler succes a inspirat chimiști din secolul al XVIII-lea, asa ca a inceput testarea pe scara larga si experimente, în scopul de a obține materie organica in vitro. Astfel de sinteze, care sunt critice și cele mai importante au fost mai multe.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe care a fost elev Wohler, gestionează simplu anorganicele C, H _2, O ₂ sinteză totală în mai multe etape pentru a se obține acid acetic, care este un material organic.
2. 1812 Konstantinom Kirhgofom implementată sinteza glucozei din amidon și acid.
3. 1820 Acid proteină denaturată Anri Brakonno și apoi se tratează cu acid azotic, iar amestecul obținut din primii 20 aminoacizi sintetizat mai târziu - glicină.
4. 1809 Michel Chevreul a studiat compoziția grăsimilor, încercând să le împartă în componentele sale constitutive. Ca urmare, el a primit acizi grași și glicerol. 1854 Zhan Bertlo funcționarea continuă a sistemului Chevrel glicerol și încălzite cu acid stearic. Rezultat - grăsime, repetă exact structura compușilor naturali. Mai târziu, el a reușit să obțină și alte grăsimi și uleiuri, care au fost ușor diferite în structura moleculară de analogi naturali. Acest lucru este demonstrat posibilitatea obținerii unor noi compuși organici de mare importanță în laborator.
5. J. sintetizat metan din Berthelot hidrogen sulfurat (H ₂ S) și disulfură de carbon (CS _2).
6. 1842 Zinin a fost capabil de a sintetiza anilină din colorant nitrobenzen. Mai târziu, el a reușit să obțină un număr de coloranți anilină.
7. A. Bayer creează propriul laborator, care a fost sinteza activă și cu succes a coloranților organici, similar naturale: alizarina, indigo, antrohinonovye, xanten.
8. 1846 sinteza de oameni de știință nitroglicerină Sobrero. El a dezvoltat, de asemenea, un tip de teorie, care spune că substanțele similare unora dintre anorganici și pot fi preparați prin înlocuirea atomilor de hidrogen din structura.
9. 1861 A. M. Butlerov îndulcitor sintetizat de formol. Ele au fost formulate de prevederile teoriei structurii chimice a compușilor organici relevanți în ziua de azi.

Toate aceste descoperiri au identificat obiectul chimiei organice - carbon și compușii săi. Descoperirile ulterioare s-au concentrat asupra mecanismelor reacțiilor chimice în chimia organică, pentru a stabili natura interacțiunilor electronice, precum și la structura compușilor.

A doua jumătate a secolului al XIX și XX - un timp de descoperiri chimice la nivel mondial

Istoria chimiei organice de-a lungul timpului a fost supus toate marile schimbări. De lucru mulți oameni de știință asupra mecanismelor proceselor interne în molecule, reacții și sisteme a dat rezultate fructuoase. Deci, în 1857, Friedrich Kekule a dezvoltat teoria valență. De asemenea, face parte din marele merit - descoperirea structurii moleculelor de hidrocarburi aromatice benzen. În același timp, A. M. Butlerov a formulat teoria poziției structurii compușilor în care indică spre tetravalence carbonului și fenomenul existenței și izomerii.

VV Markovnikov și A. M. Zaițev îngropa în studiul mecanismelor de reacție în materie organică și formularea unui set de reguli care explică aceste mecanisme și confirmați. In 1873 - 1875 ani. I. Wislicenus, Van't Hoff și Le Bel studiază dispunerea spațială a atomilor în molecule, relevă existența stereo-izomeri, și sunt strămoșii întreaga știință - stereochimie. O mulțime de diferite persoane implicate în crearea domeniul chimiei organice, pe care o avem astăzi. Prin urmare, chimia organică, oamenii de știință sunt de remarcat.

La sfârșitul secolului XIX și XX - un timp de descoperire la nivel mondial in industria farmaceutica, industria vopselelor, chimie cuantică. Luați în considerare deschiderea, pentru a asigura o valoare maximă a chimiei organice.

1. 1881 Conrad M. și M. Gudtseyt anestezice sintetizate, acidul veronal și salicilic.
2. 1883 L. Knorr a primit antipirina.
3. 1884 F. Stoll a fost pyramidon.
4. 1869 frații Hyatt a câștigat prima fibră de om.
5. 1884 D. Eastman sintetizat de film celuloid.
6. 1890 a primit din fibre amoniacal L. Depassi.
7. 1891 Charles Cross si colegii sai a fost raion.
8. 1897 F. Miescher și Buchner fondat teoria oxidării biologice (fermentarea acelulare a fost descoperit si enzime ca biocatalizatori).
9. 1897 F. Miescher descoperit acizii nucleici.
10. Începutul secolului XX - noua chimie a compușilor organometalici.
11. 1917 Lewis a deschis natura electronică a legăturilor chimice în molecule.
12. 1931 Huckel - fondator al mecanismelor cuantice în chimie.
13. Din 1931-1933. Laymus Pauling justifică teoria de rezonanță, iar mai târziu co-lucrătorilor dezvăluie esența tendințelor în reacții chimice.
14. 1936 Nylon sintetizat.
15. Din 1930-1940. AE Arbuzov dă naștere la dezvoltarea compușilor organofosforici care constituie baza pentru producția de materiale plastice, produse farmaceutice, și insecticide.
16. 1960 Academicianul Nesmeyanov cu elevii a creat primul aliment sintetic in laborator.
17. 1963 insulină a primit Du Vinho, care este un mare pas înainte în medicină.
18. 1968 indian HG Coranul a reușit să obțină o genă simplă, care a ajutat la descifrarea codului genetic.

Astfel, importanța chimiei organice în viața oamenilor, pur și simplu colosală. Materiale plastice, polimeri, fibre, vopsele și lacuri, cauciuc, cauciuc, materiale de PVC, polipropilenă și polietilenă, precum și multe alte substanțe moderne, fără de care astăzi nu este pur și simplu posibil de viață, calea complexă pentru descoperirea sa. Sute de oameni de știință au făcut lor de ani de muncă grea, așa că a existat o istorie generală a dezvoltării chimiei organice.

Sistemul modern al compușilor organici

După ce a făcut un drum imens și dificil de dezvoltarea chimiei organice, iar acum nu se opune în continuare. Există mai mult de 10 Mill. Conexiuni, iar acest număr este în creștere în fiecare an. Prin urmare, există o structură sistematică aranjament de substanțe care ne dă chimia organică. Clasificarea compușilor organici este prezentată în tabel.

Clasa de compuși	caracteristici structurale	Formula generală
Hidrocarburile (formate din numai atomi de carbon și hidrogen)	saturat (numai sigma de legare.); nesaturat (sigma și comunicare pi.); aciclic; ciclic.	Alcanii CnH2n + 2; Alchene, cicloalcani CnH2n; Alchinele, alcadienelor, C n H-2n 2; Arena C 6 H 2n-6.
Substanțele care conțin diferiți heteroatomi din grupul principal	halogeni; OH grup (alcooli și fenoli); gruparea ROR (eteri).	R-Hal; R-OH; ROR.
compușii carbonil	aldehide; cetone; chinone.	RC (H) = O
Compuși care conțin o grupare carboxil	carboxilic; esteri.	R-COOH; R-COOR.
Compușii care conțin sulf, azot sau fosfor în moleculă	Poate fi ciclic sau aciclic	-
compuşi organometalici	Carbon legat direct la celălalt element, dar nu hidrogen	C-E
compuşi organometalici	Carbon legat la metalul	Cu-Me
compuși heterociclici	In ciclu bazat pe structura cu membrii heteroatomilor	-
substanțe naturale	molecule mari de polimer care formează compușii naturali	proteine, acizi nucleici, aminoacizi, alcaloizi și altele asemenea. d.
polimeri	Substanțe cu o greutate moleculară mare, care se bazează pe unități monomere	n (-RRR-)

Studiul întreaga varietate de substanțe și a reacțiilor în care intră, și face obiectul chimiei organice de azi.

Tipuri de legături chimice în substanțe organice

Pentru orice compuși caracterizați interacțiuni elektronnostaticheskie în molecule, care sunt exprimate în prezența organicii covalent legături covalente polare și nepolare. Compușii organometalici pot forma o interacțiune ionică slabă.

Covalente comunicațiile nepolari au loc între C-C prin reacția tuturor moleculelor organice. Covalente interacțiuni polare caracteristice atomilor diferiți-metaloid în moleculă. De exemplu, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Acest lucru este tot datorită chimiei organice, care există pentru formarea compușilor.

Variațiile în compușii cu formulele organice

Cele mai frecvente formule pentru numărul de membri ai unui compus numit empiric. Astfel de formule există pentru fiecare substanță anorganică. Dar când a venit la elaborarea formulelor în chimia organică, oamenii de știință au trebuit să se confrunte cu mai multe probleme. În primul rând, greutatea mai multe dintre ele, sute sau chiar mii. Este dificil să se determine formula empirică pentru o astfel de substanță vastă. Prin urmare, cu timpul a existat o partitie chimiei organice ca analiza organică. Fondatorii au considerat cercetatori Liebig, Wöhler, Gay-Lussac și Berzelius. Acestea, împreună cu lucrările lui A. M. Butlerova, a identificat existența izomerilor - compuși care au aceeași compoziție calitativă și cantitativă, dar diferă în structură și proprietăți ale moleculei. De aceea structura compușilor organici exprimată astăzi nu este empirică și structurală formula structurală completă sau condensat.

Aceste structuri - trăsătură caracteristică și distinctivă este chimia organică. Formulele sunt scrise folosind linii, este o legătură chimică. de exemplu, butan condensat formula structurală va avea forma _CH3 - _CH2 - _CH2 - _CH3. Formula structurală completă care să cuprindă toate legăturile chimice prezente în moleculă.

De asemenea, există o metodă de înregistrare a formulelor moleculare ale compușilor organici. El arată la fel ca și empirice din anorganic. Pentru butan, de exemplu, va fi: C ₄ H _10. Aceasta este, formula moleculară oferă o idee numai despre compoziția calitativă și cantitativă a compusului. caracterizează structural legătura în moleculă, astfel încât acestea să poată fi folosite pentru a prezice comportamentul viitor și proprietățile chimice ale substanței. Acestea sunt caracteristicile pe care le are chimia organică. Formulele sunt scrise în orice formă, fiecare dintre ele este adevărat.

Tipuri de reacții în chimia organică

Există o anumită clasificare a tipului de reacții chimice organice care apar. Iar unele dintre aceste clasificări, pe diferite motive. Luați în considerare cele mai importante.

Mecanisme de reacții chimice în metodele de formare de rupere și obligațiuni:

• sau homolitică radical;
• heterolitice sau ionic.

Reacțiile tipurilor de transformări:

• radical lanț;
• substituție alifatică nucleofil;
• substituție aromatică nucleofilă;
• reacția de eliminare;
• plus electrofil;
• condensare;
• ciclizare;
• substituție electrofilă;
• reacția de rearanjare.

Cu titlu de reacție a alerga (inițiere) și pe ordinea cinetică a reacției este, de asemenea, uneori, clasificate. Acestea sunt caracteristicile de bază ale reacțiilor care are chimia organică. Teoria care descrie detaliile fiecărui curs unei reacții chimice, a fost deschis la mijlocul secolului XX, și a confirmat și completat în continuare cu fiecare nouă descoperire și de sinteză.

Trebuie remarcat faptul că reacțiile generale ale chimiei organice procedează în condiții mai stricte decât în chimia anorganică. Acest lucru se datorează mai mare destabilizare a moleculelor organice datorită formării în interiorul și legături intermoleculare puternice. Prin urmare, aproape nici o reacție este completă fără ridicarea temperaturii, presiunii sau aplicarea catalizatorului.

Definiția modernă de Chimie Organică

În general, dezvoltarea chimiei organice merge pe o cale intensivă timp de mai multe secole. Acesta a acumulat o cantitate mare de informații despre substanțe, structuri și reacții în care acestea se pot alătura lor. milioane sintetizata utile și materii prime, pur și simplu necesare utilizate în diferite domenii ale științei, tehnologiei și industriei. Conceptul de chimie organică de astăzi este perceput ca fiind ceva măreț și mari, numeroase și complexe, diverse și semnificative.

La momentul respectiv, prima definiție a acestui mare secțiune a chimiei a fost ceea ce a dat Berzelius: este chimie care studiază substanțele izolate din organisme. De atunci, a trecut mult timp, a făcut multe descoperiri, și a realizat și prezentat un număr mare de mecanisme de procese vnutrihimicheskih. Ca rezultat, astăzi există un concept diferit de ceea ce chimiei organice. Determinarea este dat: chimia carbonului și a compușilor săi și metodele lor de sinteză.