No organiskās ķīmijas vēsturi. Priekšmets un vērtība Organiskās sintēzes

Daži cilvēki domā par to, kāda nozīme ir organiskās ķīmijas dzīvē mūsdienu cilvēkam. Bet tas ir milzīgs, tas ir grūti pārvērtēt. No rīta, kad cilvēks pamostas un iet mazgāt, un vēlam vakaram, kad viņš dodas gulēt, viņš nepārtraukti pavada produktus organiskajā ķīmijā. Zobu suka, apģērbs, papīrs, kosmētika, mēbeļu un interjera dizains, un daudzas citas lietas - tas viss dod mums viņa. Bet tad, kad tas nebija gadījums, un par bioloģisko ķīmiju zināt ļoti maz.

Ļaujiet mums redzēt, kā attīstījusies Soli pa solim vēsturi organiskajā ķīmijā.

1. izstrādes līdz XIV gadsimta periodu, ko sauc par dabas.

2. XV - XVII gs - sākums attīstības vai iatrochemistry alķīmijas.

3. Century XVIII - XIX - dominance teorijas vitalism.

4. XIX - XX gadsimta - intensīva attīstība, zinātniskais posms.

Sākt vai dabiska attīstības fāze organiskās ķīmijas

Šis posms sastāv no ļoti rašanos jēdziena ķīmisko izcelsmi. Un pirmsākumi meklējami tālajā Senajā Romā un Ēģiptē, kas ir ļoti spēj iedzīvotāji iemācījās izgatavot krāsas krāsošanai objektiem un apģērbu no dabīgām izejvielām - lapas un stublāji augiem. Tie bija indigo, sniedzot dziļi zilo krāsu, un alizorin iekrāsojot burtiski visas sulīgs un pievilcīgs toņos oranža un sarkana. Nepieredzēti izveicīgs iedzīvotājiem dažādu tautību, tajā pašā laikā arī uzzināja, kā iegūt etiķi, kas ražoti no cukura-alkohola un cieti vielu augu izcelsmes.

Ir zināms, ka ļoti bieži produkts, piemērojot šo vēsturisko periodu bija dzīvnieku eļļas, darvas un eļļas, ko izmanto dziednieki un šefpavāri. Un arī ikdienā dažādu indes tie bija cieši kā galvenais ierocis vnutriusobnyh attiecībās. Visas šīs vielas ir produkti organiskajā ķīmijā.

Bet, diemžēl, kā piemēram, jēdziens "ķīmiju" neeksistē, un pētījums par konkrētu vielu, lai precizētu īpašības un sastāvs nav notikusi. Tāpēc šis periods sauc spontāni. Visi atklājumi bija nejauši, neskaidru raksturu patēriņa vērtībām. Tas turpinājās līdz brīdim, kad nākamajā gadsimtā.

iatrochemistry periods - daudzsološs sākums attīstība

Patiešām, tas bija XVI - XVII gadsimtus sāka parādīties tiešu attēlojumu ķīmiju kā zinātni. Caur darbu zinātnieku kādu laiku tika iegūts organiskas vielas izgudroja vienkāršu aparātu destilāciju un sublimācija vielu lieto īpašu ķīmisku kuģus saspiešanas vielas atdalīšanas dabīgo produktu sastāvdaļas.

Galvenā uzmanība šajā laikā bija zāles. Vēlme iegūt nepieciešamos medikamentus, ir novedusi pie tā, ka augs stāvēja ēteriskās eļļas un citas izejvielas sastāvdaļas. Tādējādi, Karl Scheele tika iegūti vairāki organiskās skābes no augu izejvielām:

• ābolskābe;
• citronu;
• gallu;
• piens;
• skābeņskābe.

A augu izpēte un šo skābju zinātniekam piešķiršana notika 16 gadus (1769 līdz 1785). Tas bija sākums attīstību, lika pamatus organiskajā ķīmijā, kas tieši ir jāidentificē un jānosauc vēlāk (sākumā XVIII gadsimts) filiāle ķīmijā.

Tajā pašā laika posmā Middle G. F. Ruel iezīmēts urīnskābes kristālu no urīnvielas. Citas zāles dzintarskābe tika iegūti no dzintara, vīnskābe. In koplietošanas viņš ietver metodi sausā destilējot augu un dzīvnieku materiālu, ar kuru iegūst etiķskābi, dietilētera, koka alkohola.

Tādējādi sākās intensīva attīstību organiskās ķīmijas rūpniecībā nākotnē.

Vis Vitalis, vai "dzīvības spēks"

XVIII - XIX gs par organisko ķīmiju, ir ļoti divējāds: no vienas puses, ir vairāki atklājumi, kas ir milzīga vērtība. No otras puses, ilgu laiku, izaugsmi un uzkrāšanos attiecīgu zināšanu un pareizām idejām kavēja dominējošo teoriju vitalism.

Šī teorija izdomāts un izklāstīti galvenie Jens Jakobs Berzelius, kurš tajā pašā laikā viņš sniedza definīciju un organiskajā ķīmijā (precīzs gads nav zināms, vai 1807, vai 1808). Saskaņā ar šo teoriju noteikumiem, organiskās vielas var izveidoties tikai dzīvo organismu (augiem un dzīvniekiem, to skaitā cilvēkiem), kā vienīgās dzīvās būtnes ir īpaša "dzīvības spēks", kas ļauj šīs vielas ražo. Kaut neorganiskās vielas nokļūt organisko pilnīgi neiespējami, jo tie ir produkti nedzīvo, nav uzliesmojošas, bez vis Vitalis.

Tas pats zinātnieki vispirms klasifikācija no visiem zināmajiem laikā no savienojumiem neorganisko (ne-dzīves, visas vielas, piemēram, ūdens un sāls) un organisko (dzīva, tiem, kas, piemēram, olīveļļas un cukura) ir ierosināts. Arī Berzelius pirmais izraudzītas īpaši, ka šāda organisko ķīmiju. Noteikšana bija: sadaļa par ķīmiju, kas pēta vielas, kas iegūtas no dzīviem organismiem.

Šajā periodā, zinātnieki viegli īstenota pārveidošanu organisko savienojumu inorganic, piemēram, ar sadedzināšanai. Tomēr iespēja pārveidei neko nebija zināms vēl.

Liktenis būtu tā, ka tas bija students Jens Berzelius Fridrih Veler veicināja sākumu sabrukuma teorijas viņa skolotājs.

Vācu zinātnieks strādā pie ciānsavienojumu un vienā no eksperimentiem, kas veikti, lai iegūtu kristālus izdodas Līdzīgi urīnskābes. Tā rezultātā, rūpīgāka izpēte viņš atklāja, ka patiešām izdevās iegūt organiskās vielas no neorganisks bez jebkāda vis Vitalis. Nav svarīgi, cik skeptiski Berzelius, viņš bija spiests atzīt šo nenoliedzamo faktu. Tāpēc tika izskatīts pirmais trieciens uz vitāla viedokli. Par attīstības Organiskās ķīmijas sākumā vēsture paātrināties.

Vairāki atklājumi, sasmalcināta vitalism

Wöhler panākumi iedvesmoja aptiekāru no XVIII gadsimta, tāpēc sāka plašu testēšanu un eksperimentus, lai iegūtu organiskās vielas in vitro. Šādas sintēze, kas ir kritiski un vislielākā vērtība, ir vairāki.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe kas bija skolēns Wöhler, izdodas vienkāršs neorganiskajām C, H _2, O ₂ daudzpakāpju kopējais sintēze, lai iegūtu etiķskābi, kas ir organisks materiāls.
2. 1812. Konstantinom Kirhgofom īstenota glikozes sintēzi no cietes un skābes.
3. 1820 Anri Brakonno denaturēts proteīns skābi un pēc tam apstrādāts ar slāpekļskābi un reakcijas maisījuma, kas iegūts no pirmajiem 20 aminoskābēm sintezētiem vēlāk - glicīna.
4. 1809 Michel Chevreul pētīta sastāvu tauku, mēģinot sadalīt tos tās sastāvdaļu. Kā rezultātā, viņš saņēma taukskābju un glicerīna. 1854. Zhan Bertlo turpināja darbību Ševrela glicerīnu un silda ar stearīnskābi. Rezultāts - tauku, precīzi atkārto struktūru dabas savienojumi. Vēlāk viņam izdevās iegūt un citi tauki un eļļas, kas bija nedaudz atšķiras molekulāro struktūru no dabas analogiem. Tas pierāda, ka iespēja iegūt jaunus organiskos savienojumus liela nozīme laboratorijā.
5. J. Berthelot sintezēts metāns no sērūdeņradi (H ₂ S) un oglekļa disulfīda (CS _2).
6. 1842 Zinin bija spēj sintezēt anilīnu no nitrobenzola krāsvielas. Vēlāk viņam izdevās iegūt vairākus anilīna krāsvielām.
7. A. Bayer rada savu laboratoriju, kas ir bijusi aktīva un veiksmīga sintēze organisko krāsvielu, līdzīgi dabiskā: alizarin, indigoid, antrohinonovye, ksantēn.
8. 1846 sintēze no nitroglicerīna zinātnieku Sobrero. Viņš arī izstrādāja teoriju tipu, kas paredz, ka vielas, kas ir līdzīgas daži no neorganisko un var pagatavot, aizstājot ūdeņraža atomi struktūrā.
9. 1861 A. M. Butlerov sintezēts saldinātājs no formalīna. Viņi formulēja ar teorijas ķīmiskās struktūras organisko savienojumu, kas attiecas uz mūsdienām noteikumiem.

Visi šie atklājumi ir noteikuši tēmu Organiskās ķīmijas - oglekli un tā savienojumus. Turpmākie atklājumi ir vērsta uz mehānismiem ķīmisko reakciju organiskajā ķīmijā, lai noteiktu raksturu elektronisko mijiedarbību, kā arī struktūru un to savienojumu.

Otrajā pusē XIX un XX gs - laika globālo ķīmisko atklājumu

Bioloģiskās ķīmijas laika gaitā vēsture ir veiktas visas lielas izmaiņas. Darba komplekti zinātnieku par mehānismiem iekšējo procesu molekulās, reakcijas un sistēmām ir devusi lieliskus rezultātus. Tātad, 1857., Friedrich Kekule izstrādāja teoriju Valence. Tas arī pieder pie lielu labumu - atklājumu par struktūras molekulu aromātiskā ogļūdeņraža benzolu. Šajā laikā A. M. Butlerov formulē teoriju struktūru stāvokli savienojumu, kas norāda tetravalence oglekli un par parādību esamību izomēru, un izomēru.

VV Markovnikov un A. M. Zaytsev iedziļināties pētījuma reakcijas mehānismu organisko vielu un formulēt noteikumu kopums, kas izskaidro šos mehānismus un apstipriniet. 1873. - 1875 gadiem. I. Wislicenus, Van't Hoff un Le Bel pētīt telpisko izkārtojumu atomu molekulu, atklāj, ka pastāv stereo-izomēru, un ir senči visas zinātnes - stereoķīmiju. Daudz dažādu iesaistīto izveides jomā organisko ķīmiju, kas mums ir šodien cilvēkiem. Tāpēc, organiskā ķīmija, zinātnieki ir ievērības cienīgs.

Beigās XIX un XX gs - laiks pasaules atklāšanas farmācijas rūpniecībā, krāsu rūpniecībā, kvantu ķīmija. Apsveriet atvēršanu, lai nodrošinātu maksimālu vērtību organiskajā ķīmijā.

1. 1881 Conrad M. un M. Gudtseyt sintezētiem anestēzijas līdzekļiem, veronālā un salicilskābe.
2. 1883 L. Knorr saņemto antipirēns.
3. 1884 F. Stoll got pyramidon.
4. 1869 Hyatt brāļi izcīnīja pirmo mākslīgo šķiedru.
5. 1884 D. Eastman sintezēts celuloīdā ar fotofilmu.
6. 1890 saņēma cuprammonium šķiedru L. Depassi.
7. 1891 Charles Cross un viņa kolēģi got viskozes.
8. 1897 F. Miescher un Buchner nodibināja teoriju bioloģiskās oksidēšanas (cell-free fermentācija tika atklāts un fermentu kā arī biokatalizatorus).
9. 1897 F. Miescher atklāja nukleīnskābes.
10. Sākums XX gadsimta - jaunā ķīmija organometāliskie savienojumi.
11. 1917 Lewis atklāja elektronisko raksturu ķīmisko obligācijas molekulām.
12. 1931 Hückel - dibinātājs kvantu mehānismu ķīmijā.
13. No 1931-1933. Laymus Pauling pamato rezonanses teorija, un vēlāk viņa līdzstrādnieki atklāt būtību tendencēm ķīmisko reakciju.
14. 1936 Nylon sintezēts.
15. No 1930-1940. AE Arbuzov rada attīstības fosfora savienojumiem, kas ir pamats, lai ražotu plastmasas, farmaceitisko un insekticīdiem.
16. 1960 Akadēmiķis Nesmeyanov ar skolēniem izveidoja pirmo sintētisko pārtiku laboratorijā.
17. 1963 Du Vinho saņem insulīnu, kas ir milzīgs solis uz priekšu medicīnā.
18. 1968 Indijas HG Korāns izdevās iegūt vienkāršu gēnu, kas palīdzēja atšifrēt ģenētisko kodu.

Tādējādi nozīmi organiskās ķīmijas cilvēku dzīvē vienkārši milzīgs. Plastmasas, polimēri, šķiedras, krāsas un lakas, gumijas, gumijas, PVC materiālu, polipropilēna un polietilēna, un daudzi citi mūsdienu vielas, bez kura šodien ir vienkārši nav iespējama dzīvība, sarežģīts ceļš uz tās atklāšanas. Simtiem zinātnieku ir veikuši savas gadu smaga darba, tāpēc bija vispārēja attīstības vēsturi organiskās ķīmijas.

The modern sistēma organisko savienojumu

Pēc izdarīts milzīgs un grūts ceļš uz attīstību, organiskās ķīmijas, un tagad nestāv. Ir vairāk nekā 10 Mill. Savienojumi, un šis skaitlis pieaug katru gadu. Tāpēc ir sistemātiska vienošanās struktūra vielas, kas dod mums organisko ķīmiju. Classification organiskie savienojumi pārstāvēti tabulā.

Par savienojumu klase	strukturālās iezīmes	Vispārējā formula
Ogļūdeņraži (kas sastāv tikai no oglekļa un ūdeņraža atomiem)	piesātināts (tikai sigma saistošs.); nepiesātināta (sigma un pi komunikācija.); acikliska; ciklisks.	Alkāniem CnH2n + 2; Alkēnus, cikloalkāniem CnH2n-; Alkilēnus, alkadienes, C CnH2n-2; Arēna C 6 H 2n-6.
Vielām, kas satur dažādus heteroatomus, kas ir galvenās grupas	halogēniem; OH grupa (fenoliem un spirti); grupēšana ROR (ēteri).	R-Hal; R-OH; ROR.
karbonil savienojumi	aldehīdu; ketones; hinoni.	RC (H) = O
Savienojumi, kas satur karboksilgrupu	karbonskābes; esteri.	R-COOH; R-COOR.
Savienojumi, kas satur sēra, slāpekļa vai fosfora molekulā	Var ciklisko vai aciklisko	-
metālorganisko savienojumu	Carbon kas tieši sasaistīti ar citu elementu, bet nav ūdeņradis	C-E
metālorganisko savienojumu	Carbon savieno ar metāla	Ar-Me
heterocikliskie savienojumi	In struktūru balstītas ciklā ar heteroatomiem, kas veido daļu	-
dabiskās vielas	Liels polimēra molekulām, kas veido dabas savienojumus	olbaltumvielas, nukleīnskābes, aminoskābes, alkaloīdus un tamlīdzīgi. d.
polimēri	Vielām, kam piemīt augsta molekulārā svara, kas balstās uz monomēra vienībām	n (-RRR-)

No visa dažādu vielu un reakcijas, kurās tās ieved pētījums, un tas ir pakļauts Organiskās ķīmijas šodien.

Veidi ķīmiskās saites organiskām vielām

Attiecībā uz jebkuru savienojumiem kas raksturīgs elektronnostaticheskie mijiedarbību robežās molekulām, kas ir izteikti klātbūtnē organiskās kovalentā polar un nepolārām kovalentās saites. Metālorganiskais savienojumi var veidot vāju jonu mijiedarbība.

Kovalentās nepolāru komunikāciju notiek starp C-C, pakļaujot reakcijai visas organiskās molekulas. Kovalentās polārie raksturīgās atšķirīgs-nonmetal atomiem molekulā mijiedarbību. Tā, piemēram, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Tas viss saistīts ar organiskajā ķīmijā, kas pastāv veidošanās savienojumu.

Svārstības, kas savienojumu ar formulām organiskām vielām

Visbiežāk formulas skaitu locekļu savienojumu sauc empīriskā. Šādas formulas pastāv attiecībā uz katru no neorganisku vielu. Bet, kad tas nonāca pie sastādīšanas formulas organiskajā ķīmijā, zinātnieki bija saskaras ar vairākām problēmām. Pirmkārt, daudzu no tiem, simtiem vai pat tūkstošiem svaru. Ir grūti noteikt empīrisko formulu šādu plašu vielu. Tāpēc ar laiku tur bija sadalīšanās Organiskās ķīmijas kā organisko analīzi. Tās dibinātāji uzskata par pētniekiem Liebig, Wöhler, gejiem Lussac un Berzelius. Viņi kopā ar darbiem A. M. Butlerova, identificē pastāvēšanas izomērus - savienojumi, kas ir tāds pats kvalitatīvais un kvantitatīvais sastāvs, bet atšķiras pēc struktūras un īpašībām molekulas. Šī iemesla dēļ struktūra organisko savienojumu, kas izteikts šodien ir ne empīriskā un strukturālā pilnīgs vai kondensētiem strukturālā formula.

Šīs struktūras - raksturīga un īpatnība, kas ir organiskā ķīmija. Formulas ir rakstīts, izmantojot domuzīmes, ir ķīmiskās saites. piemēram, butāns, kas kondensēts strukturālā formula būs formu CH ₃ - CH ₂ - CH ₂ - CH _3. Pilnīga strukturāla formula parādot visas ķīmiskās saites molekulā.

Arī tur ir ieraksts molekulārā formula no organisko savienojumu. Viņš izskatās tāds pats kā empīriskā no neorganiska. Butānam, piemēram, tas būs: C ₄ H _10. Ti molekulārā formula dod priekšstatu tikai par kvalitatīvās un kvantitatīvo sastāvu savienojumu. Strukturālā raksturot obligācija molekula, tāpēc tās var izmantot, lai prognozētu nākotnes uzvedību un ķīmiskās vielas īpašības. Tie ir līdzekļi, kas ir organiskā ķīmija. Formulas ir rakstīti jebkādā formā, katra no tām ir pareiza.

Veidi reakcijas organiskās ķīmijas

Ir zināma klasifikācija organisko ķīmijas reakciju veidiem. Un daži no šiem klasifikācijas dažādu iemeslu dēļ. Apsveriet galvenie no tiem.

Mehānismi ķīmiskās reakcijas metodēm pārrāvuma un obligāciju veidošanos:

• vai homolytic radical;
• heterolytic vai jonu.

Par reakcija veidu pārvērtības:

• ķēde radical;
• nukleofīlā alifātiskā aizstāšana;
• nukleofīlā aromātiskā aizvietošana;
• eliminācijas reakcija;
• Elektrofilās papildinājums;
• kondensācija;
• ciklizācija;
• Elektrofilās aizstāšana;
• pārgrupēšanās reakcija.

Izdarot skrējiens reakcijas (uzsākšanas) un kinētiskās rīkojumu reakcijas arī dažreiz kategorijās. Tās ir galvenās iezīmes reakciju, kas ir organiskā ķīmija. Teorija, kas apraksta informāciju par katru gaitā ķīmiskās reakcijas, ir atvērts vidū XX gadsimtā, un apstiprināti un papildināti vēl ar katru jaunu atklājumu un sintēzi.

Jāatzīmē, ka vispārējās organiskās ķīmijas reakcijas rīkoties ar stingrākiem nosacījumiem nekā neorganiskajā ķīmijā. Tas ir saistīts ar lielāku stabilizāciju organisko molekulu dēļ veidošanās laikā un spēcīgu Starpmolekulārais saikni. Tāpēc, gandrīz nekāda reakcija, ir pilnīga bez paaugstinot temperatūru, spiedienu vai piemērošanu katalizatora.

Mūsdienu definīcija Organiskās sintēzes

Kopumā attīstība organiskajā ķīmijā notiek intensīvas ceļā vairākus gadsimtus. Tā uzkrājis milzīgu daudzumu informācijas par vielām, to struktūru un reakcijas, kurā viņi var pievienoties. Sintezētas miljoniem noderīga un vienkārši nepieciešamas izejvielas, ko izmanto dažādās jomās zinātnes, tehnoloģiju un rūpniecības. Bioloģiskās ķīmijas jēdziens šodien tiek uztverta kā kaut kas grand un liela, daudzi un kompleksa, daudzveidīga un ievērojama.

Tajā laikā, pirmā definīcija šo lielisko sadaļā ķīmijā bija tas, ko deva Berzelius: tā ir ķīmija, kas pēta vielas izolēti organismiem. Kopš tā laika, daudz laika ir pagājis, veica daudzus atklājumus, un sapratu, un atklāj lielu skaitu procesiem vnutrihimicheskih mehānismu. Tā rezultātā šodien ir atšķirīgs jēdziens, ko Organiskās sintēzes. Noteikšana tas ir dots: oglekļa ķīmiju un no tā savienojumiem, un to metodes sintēzes.