La història de la química orgànica. El subjecte i el valor de Química Orgànica

Poques persones pensen sobre el que és el paper de la química orgànica en la vida de l'home modern. Però és enorme, és difícil de sobreestimar. Al matí, quan una persona es desperta i se'n va a rentar, i fins ben entrada la nit, quan es va al llit, l'acompanyen contínuament els productes de la química orgànica. Raspall de dents, roba, paper, cosmètics, mobles i disseny d'interiors, i molt més - tot això ens ho dóna. Però una vegada que no era el cas, i en la química orgànica saber molt poc.

Vegem pas a pas de com va evolucionar la història de la química orgànica.

1. El període de desenvolupament fins al segle XIV, anomenat natural.

2. XV - XVII - el començament del desenvolupament o iatroquímica alquímia.

3. segle XVIII - XIX - el domini de la teoria del vitalisme.

4. XIX - segle XX - desenvolupament intensiu, l'etapa científica.

Iniciar o fase natural del desenvolupament de la química orgànica

Aquesta fase consisteix en el sorgiment del concepte d'origen químic. I els orígens es remunten a l'antiga Roma i Egipte, que són molt capaços residents van aprendre a fer tints per pintar objectes i roba partir de matèries primeres naturals - fulles i tiges de les plantes. Aquests van ser el anyil, que dóna el color blau profund, i alizorin tenyir, literalment, tots els tons sucoses i atractives de color taronja i vermell. Extraordinàriament àgils habitants de diferents nacionalitats al mateix temps també van aprendre com aconseguir el vinagre per produir alcohol a partir de substàncies de sucre i midó d'origen vegetal.

Se sap que un aliment molt comú en l'aplicació d'aquest període històric eren els greixos animals, olis vegetals i resines que s'utilitzen pels xefs i sanadors. I també en la vida quotidiana de diversos verins estaven fermament com les relacions de l'arma principal vnutriusobnyh. Totes aquestes substàncies són productes de la química orgànica.

Però, per desgràcia, com a tal, el concepte de "química" no existeix, i l'estudi de substàncies específiques per tal d'aclarir les propietats i la composició no es va produir. Per tant, aquest període es diu espontània. Tots els descobriments van ser a l'atzar natura, fora de focus dels valors de consum. Això va continuar fins al segle següent.

període iatroquímica - un desenvolupament prometedor inici

De fet, va ser en els segles XVI - XVII van començar a sorgir representacions directes de la química com a ciència. A través del treball dels científics ha obtingut algun temps substàncies orgàniques inventats aparell simple per a la destil·lació i sublimació de les substàncies utilitzades a bucs químics especials per a la trituració de substàncies a la separació dels productes d'ingredients naturals.

El focus principal de l'època era la medicina. El desig d'aconseguir els medicaments necessaris ha portat al fet que la planta es va posar d'olis essencials i altres ingredients crus. Per tant, Karl Scheele es van obtenir diversos àcids orgànics a partir de matèries primeres vegetals:

• màlic;
• llimona;
• gàl·lic;
• llet;
• oxàlic.

En l'estudi de les plantes i l'assignació d'aquests àcids científic va prendre 16 anys (1769 a 1785). Aquest va ser l'inici del desenvolupament, es van establir les bases de la química orgànica, que és directament com una branca de la química ha estat identificat i nomenat més tard (a principis del segle XVIII).

En el mateix període mitjà GF va destacar vidres Rueil d'àcid úric a partir d'urea. Altres químics es van obtenir ambre àcid succínic, àcid tartàric. En l'ús comú inclou un mètode de destil·lació en sec de materials de plantes i animals, per la qual s'obté àcid acètic, èter dietílic, alcohol de fusta.

Així va començar el desenvolupament intensiu de la indústria química orgànica en el futur.

Vis Vitalis, o "força de vida"

XVIII - XIX de la química orgànica és molt dues vegades: d'una banda, hi ha una sèrie de descobriments que són de tremenda importància. D'altra banda, des de fa molt de temps, el creixement i l'acumulació d'idees i coneixements correctes corresponents van inhibir la teoria dominant del vitalisme.

Aquesta teoria encunyat i ha exposat la principal Jens Jakobs Berzelius, que, al mateix temps que ell mateix ha donat, i la definició de la química orgànica (l'any exacte és desconegut, o 1807 o 1808). D'acord amb les disposicions d'aquesta teoria, les substàncies orgàniques poden ser formats només en organismes vius (plantes i animals, incloent éssers humans), com els únics éssers vius tenen una "força de vida" especial que permet que aquestes substàncies produïdes. Mentre que les substàncies inorgàniques aconsegueixen orgànica absolutament impossible, ja que són productes inanimat, no inflamables, sense vis vitalis.

Els mateixos científics primera classificació de tots els coneguts en el moment dels compostos en la inorgànic (no vius, totes les substàncies, com l'aigua i la sal) i orgànic (en viu, els que com l'oli d'oliva i sucre) s'ha proposat. També Berzelius designat primer específicament que aquestes química orgànica. Determinació era: una secció de la química que estudia les substàncies derivades dels organismes vius.

Durant aquest període, els científics implementar fàcilment la conversió de compostos orgànics en inorgànic, per exemple, per la combustió. No obstant això, la possibilitat de reconversió de tot el que no es coneix encara.

El destí va voler que, que era estudiant de Jens Berzelius Fridrih Veler va contribuir al començament del col·lapse de la teoria del seu mestre.

científic alemany treballant en compostos de cianur i en un dels experiments realitzats per obtenir vidres gestiona similar a l'àcid úric. Com a resultat, un estudi més a fons es va trobar que realment va aconseguir la matèria orgànica a partir d'inorgànica, sense cap tipus de relació vitalis. No importa què tan escèptics Berzelius, va haver de reconèixer aquest fet innegable. Per tant, es va tractar el primer cop als punts de vista vitalistes. La història del desenvolupament de la química orgànica va començar a guanyar impuls.

Diversos descobriments aixafar el vitalisme

L'èxit dels químics inspirats Wohler segle XVIII, de manera que es van iniciar les proves generalitzada i experiments amb l'objectiu de produir substàncies orgàniques in vitro. Tals síntesi que són crítics i més important han estat diversos.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe, que era pupil·la Wohler, gestiona el inorgànics senzill C, H _2, O ₂ síntesi total d'etapes múltiples per obtenir àcid acètic, que és un material orgànic.
2. 1812, Konstantinom Kirhgofom implementar la síntesi de glucosa a partir de midó i àcid.
3. 1820 Anri Brakonno àcid proteïna desnaturalitzada i després es va tractar amb àcid nítric i la barreja obtinguda a partir dels primers 20 aminoàcids sintetitzats més tard - glicina.
4. 1809 Michel Chevreul va estudiar la composició de greixos, tractant de dividir-los en els seus components constituents. Com a resultat, va rebre àcids grassos i glicerol. 1854, Zhan Bertlo van continuar operació Chevrel glicerol i s'escalfa amb àcid esteàric. Resultat - greix, repeteix exactament l'estructura de compostos naturals. Més tard, es va aconseguir i altres greixos i olis, que eren lleugerament diferents en estructura molecular a partir d'anàlegs naturals. Això es demostra la possibilitat de l'obtenció de nous compostos orgànics de gran importància en el laboratori.
5. J. Berthelot va sintetitzar metà a partir de sulfur d'hidrogen (H ₂ S) i disulfur de carboni (CS _2).
6. 1842 Zinin va ser capaç de sintetitzar l'anilina de colorant nitrobenzè. Més tard les hi va arreglar per aconseguir un nombre de tints d'anilina.
7. A. Bayer crea el seu propi laboratori, que ha estat síntesi activa i exitosa de colorants orgànics, similar a natural: alitzarina, indigoide, antrohinonovye, xanteno.
8. 1846 síntesi dels científics de nitroglicerina Sobrero. També va desenvolupar una tipus teoria, que diu que les substàncies similars a alguns dels inorgànics i es poden preparar mitjançant la substitució d'àtoms d'hidrogen en l'estructura.
9. 1861 A. M. Butlerov edulcorant sintetitzat de formalina. També va formular les disposicions de la teoria de l'estructura química dels compostos orgànics d'interès per al present dia.

Totes aquestes troballes han identificat el tema de la química orgànica - carboni i els seus compostos. Altres descobriments s'han centrat en els mecanismes de les reaccions químiques en la química orgànica, per establir la naturalesa de les interaccions electròniques, i per l'estructura dels compostos.

La segona meitat del segle XIX i XX - una època de descobriments químics globals

La història de la química orgànica amb el temps s'ha sotmès a tots els grans canvis. Treballar molts científics més dels mecanismes dels processos interns en les molècules, reaccions i sistemes ha donat resultats fructífers. Així, en 1857, Friedrich Kekulé va desenvolupar la teoria de la valència. També pertany a la gran mèrit - el descobriment de l'estructura de les molècules dels hidrocarburs aromàtics benzè. Alhora, A. M. Butlerov formulat la teoria de la posició de l'estructura de compostos en els que apunta a la tetravalencia de carboni i el fenomen de l'existència d'isòmers i isòmers.

VV Markovnikov i A. M. Zaytsev aprofundir en l'estudi dels mecanismes de reacció en matèria orgànica i formular un conjunt de regles que expliquen aquests mecanismes i confirmar. En 1873 - 1875 anys. I. Wislicenus, Van't Hoff i Le Bel estudien la disposició espacial dels àtoms en molècules, revelen l'existència d'estereoisòmers, i són els avantpassats de tota la ciència - estereoquímica. Hi ha gran quantitat de persones que participen en la creació del camp de la química orgànica, el que tenim avui dia. Per tant, la química orgànica, els científics són dignes de menció.

El final del segle XIX i XX - un temps de descobriment mundial en la indústria farmacèutica, indústria de la pintura, la química quàntica. Es considera l'obertura, per garantir el valor màxim de la química orgànica.

1. 1881 Conrad M. i M. Gudtseyt anestèsics sintetitzats, àcid veronal i salicílic.
2. 1883 L. Knorr van rebre antipirina.
3. 1884 F. Stoll va aconseguir piramidón.
4. 1869 germans Hyatt va guanyar la primera fibra artificial.
5. 1884 D. Eastman sintetitza la pel·lícula de cel·luloide.
6. 1890 van rebre fibra cupramonio L. Depassi.
7. 1891 Charles Cross i els seus col·legues van aconseguir raió.
8. 1897 F. Miescher i Buchner fundada la teoria de la oxidació biològica (fermentació lliure de cèl·lules va ser descobert i enzims com els biocatalitzadors).
9. 1897 F. Miescher va descobrir àcids nucleics.
10. El començament del segle XX - la nova química dels compostos organometàl·lics.
11. 1917 Lewis va obrir la naturalesa electrònica dels enllaços químics en les molècules.
12. 1931 Hückel - fundador de mecanismes quàntics en la química.
13. De 1931 a 1933. Laymus Pauling justifica la teoria de la ressonància, i més tard els seus companys de treball revelen l'essència de les tendències en les reaccions químiques.
14. 1936 Nylon sintetitzada.
15. De 1930 a 1940. AE Arbuzov dóna lloc als compostos de desenvolupament organofosforats que són la base per a la producció de plàstics, productes farmacèutics, i insecticides.
16. 1960 acadèmic amb els estudiants Nesmeyanov va crear el primer aliment sintètic al laboratori.
17. 1963 Du Vi d'insulina que rep, la qual cosa és un gran pas endavant en la medicina.
18. 1968 Índia HG Alcorà va aconseguir un gen simple que va ajudar a desxifrar el codi genètic.

Per tant, la importància de la química orgànica en la vida de la gent simplement colossal. Plàstics, polímers, fibres, pintures i vernissos, cautxú, goma, materials de PVC, polipropilè i polietilè, i moltes altres substàncies moderns, sense la qual avui en dia no és simplement possible la vida, trajectòria complexa per el seu descobriment. Centenars de científics van fer la seva feina a llarg termini que es va formar la història comuna de la química orgànica.

El sistema modern de compostos orgànics

Després d'haver fet un camí enorme i difícil el desenvolupament de la química orgànica, i ara no s'atura. Hi ha més de 10 Mill. De connexions, i aquest nombre augmenta cada any. Per tant, hi ha una estructura de disposició sistemàtica de les substàncies que ens dóna la química orgànica. Classificació dels compostos orgànics es presenta a la taula.

La classe de compostos	característiques estructurals	La fórmula general
Hidrocarburs (compost de solament àtoms de carboni i hidrogen)	saturat (sigma unió només.); insaturat (sigma i la comunicació pi.); acíclic; cíclic.	Els alcans C n H 2n + 2; Els alquens, cicloalcans C n H 2n; Els alquins, alcadienos, CnH2n-2; Sorra C 6 H 2n-6.
Les substàncies que contenen diferents heteroàtoms en el grup principal	halògens; OH en grup (alcohols i fenols); agrupació ROR (èters).	R-Hal; R-OH; ROR.
carbonils	aldehids; cetones; quinones.	RC (H) = O
Els compostos que contenen un grup carboxil	àcid carboxílic; èsters.	R-COOH; R-COOR.
Els compostos que contenen sofre, nitrogen o fòsfor en la molècula	Pot ser cíclic o acíclic	-
compostos organometàl·lics	De carboni unit directament a l'altre element, però no d'hidrogen	C-E
compostos organometàl·lics	De carboni unit al metall	Amb-Em
compostos heterocíclics	En el cicle basat en l'estructura amb els membres dels heteroàtoms	-
substàncies naturals	molècules de polímer grans que componen els compostos naturals	proteïnes, àcids nucleics, aminoàcids, alcaloides i similars. d.
polímers	Substàncies que tinguin un alt pes molecular, que es basen en unitats monomèriques	n (-RRR-)

L'estudi de tota la varietat de substàncies i reaccions en què entren en, i és el tema de la química orgànica en l'actualitat.

Tipus d'enllaços químics en substàncies orgàniques

Per a qualsevol compostos caracteritzats interaccions elektronnostaticheskie dins de les molècules, que s'expressen en presència de compostos orgànics covalents enllaços covalents polars i no polars. Els compostos organometàl·lics poden formar interacció iònica feble.

Covalents comunicacions no polars es produeixen entre el C-C per reacció de totes les molècules orgàniques. Covalents interaccions polars característics per als àtoms diferent-no metall en la molècula. Per exemple, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Tot això és degut a la química orgànica, que existeix per a la formació de compostos.

Les variacions en els compostos de les fórmules orgànics

Les fórmules més comunes per al nombre de membres d'un compost anomenat empírica. existeixen tals fórmules per a cada un de la substància inorgànica. Però quan es tracta de l'elaboració de fórmules en la química orgànica, els científics van haver de fer front a diversos problemes. En primer lloc, el pes de molts d'ells, centenars o fins i tot milers. És difícil determinar la fórmula empírica per a una àmplia substància tal. Per tant, amb el temps hi va haver una partició de la química orgànica com l'anàlisi orgànic. Els seus fundadors consideren investigadors Liebig, Wohler, Gay-Lussac i Berzelius. Ells, juntament amb els treballs d'A M. Butlerova, van identificar l'existència d'isòmers - compostos que tenen la mateixa composició qualitativa i quantitativa, però que difereixen en l'estructura de la molècula i les propietats. És per això que l'estructura de compostos orgànics expressat avui no és empírica i estructural fórmula estructural complet o condensat.

Aquestes estructures - tret característic i distintiu de les quals és la química orgànica. Les fórmules s'escriuen usant guions, és un enllaç químic. per exemple, butà condensat fórmula estructural tindrà la forma CH ₃ - CH ₂ - CH ₂ - CH _3. fórmula estructural complet que mostra tots els enllaços químics presents en la molècula.

També hi ha un mètode d'enregistrament de fórmules moleculars dels compostos orgànics. Es veu la mateixa que la empírica del que inorgànic. Per butà, per exemple, serà: C ₄ H _10. És a dir, la fórmula molecular dóna una idea només sobre la composició qualitativa i quantitativa del compost. caracteritzen estructural l'enllaç en la molècula, de manera que es poden utilitzar per predir el comportament futur i les propietats químiques de la substància. Aquestes són les característiques que té la química orgànica. Les fórmules s'escriuen en qualsevol forma, cadascuna d'elles és veritable.

Tipus de reaccions en química orgànica

Hi ha una certa classificació del tipus de les reaccions de química orgànica que ocorren. I algunes d'aquestes classificacions, relatives a diferents motius. Penseu els principals.

Mecanismes de les reaccions químiques en formes de trencar i formar enllaços:

• o radical homolític;
• heterolítica o iònic.

Les reaccions dels tipus de transformacions:

• radical de cadena;
• substitució nucleòfila alifàtica;
• substitució aromàtica nucleòfila;
• reacció d'eliminació;
• addició electròfila;
• condensació;
• ciclació;
• substitució electròfila;
• reordenaments de reacció.

D'acord amb la manera iniciar la reacció (iniciació) i en l'ordre cinètic de la reacció també de vegades es classifiquen. Aquestes són les característiques bàsiques de les reaccions que té la química orgànica. La teoria que descriu els detalls de cada curs d'una reacció química, s'ha obert a la meitat del segle XX, i confirmat i complementat encara amb cada nou descobriment i síntesi.

Cal assenyalar que les reaccions de química orgànica en general procedeixen en condicions més rigoroses que en la química inorgànica. Això és degut a una major estabilització de les molècules orgàniques a causa de la formació dins i forts vincles intermoleculars. Per tant, gairebé no hi ha reacció és completa sense elevar la temperatura, la pressió o l'aplicació del catalitzador.

La definició moderna de la química orgànica

En general, el desenvolupament de la química orgànica passant de forma intensiva durant diversos segles. Va acumular una enorme quantitat d'informació sobre les substàncies i les seves estructures i reaccions en què poden entrar. sintetitzats milions d'utilitat i les matèries primeres necessàries simplement utilitzades en els diversos camps de la ciència, la tecnologia i la indústria. El concepte de la química orgànica avui es percep com una cosa gran i gran, nombrós i complex, divers i significatiu.

En aquest moment, la primera definició d'aquest gran sector de la química va ser el que va donar Berzelius: és la química que estudia les substàncies aïllades d'organismes. Amb aquest moment ha passat molt de temps i de fer molts descobriments realitzats i va revelar un gran nombre de mecanismes de processos vnutrihimicheskih. Com a resultat, avui dia hi ha un concepte diferent del que la química orgànica. Determinació es dóna: la química del carboni i dels seus compostos, i els seus mètodes de síntesi.