A historia da química orgánica. O tema eo valor da química orgánica

Poucas persoas pensa sobre o que é o papel da química orgánica na vida do home moderno. Pero é enorme, é difícil superestimar. Pola mañá, cando unha persoa esperta e vai para lavar, e ben á noite, cando vai para a cama, el continuamente seguir os produtos de química orgánica. Cepillo de dentes, roupa, papel, cosméticos, mobles e deseño de interiores, e moito máis - todo isto nos dá. Pero, xa que non era o caso, e na química orgánica saber moi pouco.

Imos ver como evolucionou paso a paso a historia da química orgánica.

1. O período de desenvolvemento ata o século XIV, chamado natural.

2. XV - século XVII - principios do desenvolvemento ou iatrochemistry alquimia.

3. Século XVIII - XIX - o predominio da teoría do vitalismo.

4. XIX - século XX - desenvolvemento intensivo, prácticas científico.

Comezar ou fase natural do desenvolvemento da química orgánica

Esta fase consta no propio aparición do concepto de orixes químicas. E as orixes ir tan lonxe cara atrás como Roma antiga e Exipto, que son residentes moi capaces aprendeu a facer tinturas para colorear obxectos e roupa de materias primas naturais - follas e talos de plantas. Estes foron os índigo, dando a cor azul profundo, e alizorin cor literalmente todos os tons suculentas e atractivas de laranxa e vermello. Excepcionalmente habitantes áxiles de diferentes nacionalidades á vez tamén aprenderon como obter o vinagre, para facer espíritos de sacarosa e substancias que conteñen amidón de orixe vexetal.

Sábese que un alimento moi común na aplicación deste período histórico foron graxas animais, aceites vexetais e resinas que son usadas por chefs e curandeiros. E tamén na vida cotiá de varios velenos foron firmemente como as relacións a principal arma vnutriusobnyh. Todas estas substancias son produtos de química orgánica.

Pero, desgraciadamente, como tal, o concepto de "química" non existe, eo estudo de substancias específicas, a fin de aclarar as propiedades e composición non ocorreu. Polo tanto, este período é chamado espontánea. Todos os descubrimentos eran aleatorias natureza, sen foco dos valores de consumo. Isto continuou ata o século.

período iatrochemistry - un desenvolvemento comezo prometedor

De feito, foi no XVI - XVII comezaron a xurdir representacións directas da química como unha ciencia. A través do traballo de científicos tempo foi obtido sustancias orgánicas inventadas simple aparello para destilación e sublimação de substancias utilizadas como recipientes químicos especiais para eliminar substancias para a separación de produtos ingredientes naturais.

O foco principal deste tempo foi o medicamento. O desexo de obter os medicamentos necesarios levou ao feito de que a planta estaba aceites esenciais e outros ingredientes crus. Así, Karl Scheele obtivéronse varios ácidos orgánicos a partir de materias primas vexetais:

• málico;
• limón;
• gálico;
• leite;
• oxálico.

No estudo de plantas ea distribución destes ácidos científico levou 16 anos (1769 a 1785). Este foi o inicio do desenvolvemento, lanzou as bases da química orgánica, que é directamente como unha rama da química foi identificado e nomeado despois (inicio do século XVIII).

No mesmo período medio GF destaque cristais Rueil de ácido úrico dende urea. Outros químicos ácido succínico foi obtido a partir de ámbar, ácido tartárico. En uso común inclúe un método de destilación seca de materiais vexetais e animais, polo que se obtén o ácido acético, éter dietílico, alcohol de madeira.

Así comezou o desenvolvemento intensivo da industria química orgánica no futuro.

Vis Vitalis, ou "forza vital"

XVIII - século XIX en química orgánica é moi dobre: por unha banda, existe un número de descubrimentos que posúen un alto valor. Por outra banda, un longo tempo, o crecemento e acumulación de coñecemento e corrixir ideas relevantes inhibición a teoría dominante do vitalismo.

Esta teoría cuñado e delineou o principal Jens Jakobs Berzelius, que á vez se entregou, ea definición da química orgánica (o ano exacto é descoñecido, é 1807 ou 1808). De acordo co disposto na presente teoría, as substancias orgánicas poden ser formadas só en organismos vivos (plantas e animais, incluíndo humanos), como os únicos seres vivos teñen unha "forza vital" especial que permite que estas substancias producidas. Mentres substancias inorgánicas obter orgánica absolutamente imposible, xa que son produtos inanimado, non-inflamábeis, sen vis Vitalis.

O mesmo científicos primeira clasificación de todos coñecida no momento dos compostos na inorgánico (non vivo, as substancias como auga e sal) e orgánica (en directo, os que, como o aceite e azucre) foi proposto. Tamén Berzelius primeiro designado especificamente que tal química orgánica. Determinación foi: unha sección de química que estuda as substancias derivadas de organismos vivos.

Durante este período, os científicos facilmente aplicado a conversión de compostos orgánicos en inorgánico, por exemplo, por combustión. Con todo, a posibilidade de reconversión de calquera cousa non foi aínda coñecido.

Tería sorte, que era estudante Jens Berzelius Fridrih Veler contribuíu ao inicio do colapso da teoría do seu profesor.

científico alemán traballando compostos de cianuro e nunha das experiencias realizadas para obter cristais administra Semellante ao ácido úrico. Como resultado, un estudo máis profundo descubriu que realmente conseguiu materia orgánica de inorgánico, sen vis Vitalis. Non importa o quão escéptico Berzelius, foi forzado a admitir este feito innegable. Por iso, foi tratado o primeiro golpe para os puntos de vista vitalista. A historia da química orgánica comezou a gañar impulso.

Varios descubrimentos, vitalismo esmagado

Wöhler éxito inspirou os químicos do século XVIII, polo que comezou a probar xeneralizada e experiencias, a fin de obter materia orgánica in vitro. Estas sínteses que son críticos e máis importantes foron varios.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe que foi pupila Wöhler, administra simple inorgánicos C, _{H2, O2} síntese total de etapas múltiples para obter o ácido acético, que é un material orgánico.
2. 1812, Konstantinom Kirhgofom aplicada a síntese de glicosa a partir de amidón e de ácido.
3. 1820 ácido proteína desnaturada Anri Brakonno e, a continuación, tratada con ácido nítrico ea mestura obtida a partir dos primeiros 20 aminoácidos sintetizadas máis tarde - glicina.
4. 1809 Michel Chevreul estudou composición das graxas, intentando dividídelos en seus compoñentes constituíntes. Como un resultado, recibiu ácidos graxos e glicerol. 1854, Zhan Bertlo a operación continua, Chevrel glicerol e aqueceu-se con o ácido esteárico. Resultado - graxa, repite exactamente a estrutura de compostos naturais. Máis tarde, el conseguiu e outras graxas e aceites, que eran lixeiramente diferentes na estrutura molecular de análogos naturais. Isto é demostrado a posibilidade de obtención de novos compostos orgánicos de gran importancia no laboratorio.
5. J. Berthelot sintetizado de metano a partir de sulfuro de hidróxeno _(H2S) e dissulfureto de carbono _(CS2).
6. 1842 Zinin soubo sintetizar a anilina do colorante nitrobenzeno. Máis tarde, el conseguiu obter un número de colorantes de anilina.
7. A. Bayer crea o seu propio laboratorio, o cal foi un éxito e síntese activa de colorantes orgánicos, semellante á natural: alizarina, indigóide, antrohinonovye, xanteno.
8. 1846 síntese de científicos nitroglicerina Sobrero. Tamén desenvolveu un tipo de teoría que di que as substancias semellantes a algúns dos inorgánico e pode ser preparado a través da substitución de átomos de hidróxeno na estrutura.
9. 1861 A. M. Butlerov edulcorante sintetizado de formalina. Eles foron formuladas por disposto na teoría da estrutura química de compostos orgánicos relevantes para o presente día.

Todos estes resultados identificaron o tema da química orgánica - carbono e os seus compostos. Outros descubrimentos ten incidir sobre os mecanismos de reaccións químicas en química orgánica, para establecer a natureza das interaccións electrónicas, e para a estrutura dos compostos.

A segunda metade do século XIX e XX - un tempo de descubrimentos químicas globais

A historia da química orgánica no tempo foi obxecto de todas as grandes cambios. Traballar moitos científicos sobre os mecanismos dos procesos internos, en moléculas, as reaccións e sistemas produciu bos resultados. Entón, en 1857, Friedrich Kekulé desenvolveu a teoría da valencia. Tamén pertence ao gran mérito - o descubrimento da estrutura das moléculas de hidrocarburo aromático de benceno. Ao mesmo tempo, A. M. Butlerov formulado a teoría da posición estrutura de compostos en que apunta para o tetravalence carbono eo fenómeno da existencia isómeros, e isómeros.

VV Markovnikov e A. M. Zaytsev afondar o estudo dos mecanismos de reacción en materia orgánica e formular un conxunto de regras que explican estes mecanismos e confirme. En 1873 - 1875 anos. I. Wislicenus, Van't Hoff e Le Bel estudar o arranxo espacial dos átomos nas moléculas, revelaron a existencia estéreo-isómeros, e son os antepasados de toda a ciencia - estereoquímica. Unha morea de persoas diferentes implicadas na creación do campo da química orgánica, o que temos hoxe. Polo tanto, química orgánica, os científicos son notables.

O final do século XIX e XX - un tempo de descubrimento mundial na industria farmacéutica, industria de pinturas, química cuántica. Considere a apertura, para asegurar un valor máximo de química orgánica.

1. 1881 Conrad M. e M. Gudtseyt anestésicos sintetizados, ácido salicílico e veronal.
2. 1883 L. Knorr recibido antipirina.
3. 1884 F. Stoll foi pyramidon.
4. 1869 Hyatt irmáns ten a primeira fibra feita polo home.
5. 1884 D. Eastman sintetizado película de celuloide.
6. 1890 recibiron fibras de cupramónio L. Depassi.
7. 1891 Charles Cross e os seus colegas foi rayon.
8. 1897 F. Miescher e Buchner fundada a teoría de oxidación biolóxica (fermentación exento de células foi descuberto e encimas como os biocatalisadores).
9. 1897 F. Miescher descuberto ácidos nucleicos.
10. O inicio do século XX - a nova química de compostos organometálicos.
11. 1917 Lewis abriu a natureza electrónica de ligazóns químicas nas moléculas.
12. 1931 Hückel - fundador de mecanismos cuánticos en química.
13. De 1931-1933. Laymus Pauling xustifica a teoría da resonancia, e máis tarde os seus compañeiros de traballo revelan a esencia de tendencias en reaccións químicas.
14. 1936 Nylon sintetizado.
15. De 1930-1940. AE Arbuzov dá orixe ao desenvolvemento Compostos Organofosforados, que son a base para a produción de plásticos, produtos farmacéuticos, e insecticidas.
16. 1960 Academician Nesmeyanov con alumnos crearon o primeiro alimento sintética en laboratorio.
17. 1963 Du Viño insulina recibir, que é un enorme paso adiante na medicina.
18. 1968 indio HG Corán conseguiu un xene simple que axudou a descifrar o código xenético.

Así, a importancia da química orgánica na vida das persoas simplemente colosal. Plásticos, polímeros, fibras, pintura e verniz, goma, caucho, materiais de PVC, polipropileno e polietileno, e moitas outras substancias modernos, sen o cal, hoxe, non é simplemente posible vida, camiño complexo para o seu descubrimento. Centos de científicos fixeron os seus anos de traballo duro, non había unha historia xeral do desenvolvemento da química orgánica.

O sistema moderno de compostos orgánicos

Tendo feito un camiño enorme e difícil para o desenvolvemento da química orgánica, e agora non para. Hai máis de 10 Mill. Connections, e este número está aumentando cada ano. Polo tanto, hai unha estrutura de arranxo sistemático de substancias que nos dá a química orgánica. Clasificación de compostos orgánicos amósase na táboa.

A clase de compostos	características estruturais	A fórmula xeral
Hidrocarburos (constituídos só por átomos de carbono e hidróxeno)	saturado (só conexión sigma.); insaturado (sigma e comunicación pi.); acíclico; cíclica.	Alcanos C n H 2n + 2; Alquenos, cicloalcanos C n H 2n; Os alcinos, alcadienos, C n H 2n-2; Estadio C 6 H 2n-6.
Substancias que conteñen diferentes heteroátomos no grupo principal	halogeos; OH grupo (alcohois e fenois); agrupación ROR (éteres).	R-Hal; R-OH; ROR.
compostos de carbonilo	aldehidos; cetonas; quinonas.	RC (H) = O
Os compostos que conteñen un grupo carboxilo	carboxílicos; ésteres.	R-COOH; R-COOR.
Compostos que conteñen xofre, nitróxeno ou fósforo na molécula	Pode ser cíclico ou acíclico	-
compostos Organometálicos	Carbono ligado directamente ao outro elemento, pero non hidróxeno	C-E
compostos Organometálicos	Carbono ligado ao metal	con me-
compostos Heterocíclicos	No ciclo baseada na estrutura cos membros de heteroomos	-
substancias naturais	As grandes moléculas de polímeros que compoñen os compostos naturais	proteínas, ácidos nucleicos, aminoácidos, alcaloides e similares. d.
polímeros	Substancias cun alto peso molecular, os cales están baseados en unidades monoméricas	n (-RRR-)

O estudo de toda a variedade de substancias e reaccións en que entran, e é o tema da química orgánica hoxe.

Tipos de enlaces químicos en sustancias orgánicas

Para calquera compostos caracterizados interaccións elektronnostaticheskie dentro das moléculas, que están expresados na presenza de compostos orgánicos covalente conexións covalentes polares e non polares. Os compostos organometálicos poden formar feble interacción iónica.

comunicacións non polares covalentes ocorrer entre a C-C por reacción de todas as moléculas orgánicas. Covalentes interaccións polares característicos para átomos diferentes-metaloide na molécula. Por exemplo, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Isto é todo debido á química orgánica, que hai para a formación de compostos.

Variacións nos compostos das fórmulas orgánicos

As fórmulas máis comúns para o número de membros dun composto chamado empírica. Existen tales fórmulas para cada unha das substancias inorgánica. Pero cando chegou a elaboración de fórmulas en química orgánica, os científicos tiveron que afrontar varios problemas. En primeiro lugar, o peso de moitas delas, centos incluso milleiros. É difícil determinar a fórmula empírica para unha ampla substancia tal. Polo tanto, co tempo, houbo unha partición de química orgánica como análise orgánica. Os seus fundadores considerado investigadores Liebig, Wöhler, Gay-Lussac e Berzelius. Eles, xunto cos traballos de A. M. Butlerova, identificou a existencia isómeros - compostos que teñen a mesma composición cualitativa e cuantitativa, pero difiren na estrutura e propiedades da molécula. É por iso que a estrutura dos compostos orgánicos expresa hoxe non é empírica e estrutural fórmula estrutural completo ou condensado.

Estas estruturas - característica e distintiva de que é a química orgánica. As fórmulas son escritos trazos, é unha conexión química. por exemplo, butano condensado fórmula estrutural terá a forma CH ₃ - CH ₂ - CH ₂ - CH _3. fórmula estrutural completo que mostra todas as ligazóns químicas presentes na molécula.

Tamén hai un método de gravación de fórmulas moleculares dos compostos orgánicos. Parece o mesmo que o empírico do inorgánico. Para butano, por exemplo, será: C ₄ H _10. Isto é, a fórmula molecular dá unha idea só sobre a composición cualitativa e cuantitativa do composto. caracterizan estrutural a conexión na molécula, de forma que poidan ser utilizados para predicir o comportamento futuro e propiedades químicas da substancia. Estas son as características que ten química orgánica. As fórmulas están escritas en calquera caso, cada un deles é certo.

Tipos de reaccións en química orgánica

Hai un certo clasificación do tipo de reaccións de química orgánica que se producen. E algunhas destas clasificacións, en diferentes motivos. Considero os principais.

Mecanismos de reaccións químicas nos métodos de formación de salto e conexión:

• ou radical homolítica;
• heterolítica ou iónico.

As reaccións dos tipos de transformacións:

• cadea de radicais;
• substitución nucleofílica alifática;
• substitución aromática nucleófila;
• reacción de eliminación;
• Ademais electrófila;
• condensación;
• ciclização;
• substitución electrof;
• reacción de rearranjo.

A modo de reacción Run (iniciación) e na orde cinética da reacción ás veces tamén é categorizado. Estas son as características básicas das reaccións que química orgánica. A teoría que describe os detalles de cada curso dunha reacción química, foi aberto no medio do século XX, e confirmou e aínda suplementado con cada novo descubrimento e síntese.

Debe notarse que as reaccións de química orgánica xeral continuar en condicións máis severas que en química inorgánica. Isto é debido a unha maior estabilización de moléculas orgánicas, debido á formación no interior e fortes ligazóns intermoleculares. Por conseguinte, case ningunha reacción está completa, sen aumentar a temperatura, presión ou de aplicación do catalizador.

A definición moderna de Química Orgánica

En xeral, o desenvolvemento da química orgánica suceder de forma intensiva durante varios séculos. Acumulou unha enorme cantidade de información sobre sustancias, as súas estruturas e reaccións en que poden participar. millóns sintetizados de útil e simplemente necesarias materias primas utilizadas nos distintos campos da ciencia, tecnoloxía e industria. O concepto da química orgánica hoxe é percibido como algo grandioso e grande, numerosos e complexos, diversa e significativa.

Na época, a primeira definición deste gran sección de química foi o que deu Berzelius: é a química que estuda as substancias illadas de organismos. Desde entón, moito tempo pasou, fixo moitos descubrimentos, e realizado e difundido un gran número de mecanismos de procesos vnutrihimicheskih. Como resultado, hoxe hai un concepto diferente do que a química orgánica. Determinación é dado: a química de carbono e os seus compostos, e os seus métodos de síntese.