Lịch sử của hóa học hữu cơ. Đối tượng và giá trị của Hóa học hữu cơ

Rất ít người suy nghĩ về những gì là vai trò của hóa học hữu cơ trong đời sống của con người hiện đại. Nhưng nó là rất lớn, rất khó để đánh giá quá cao. Vào buổi sáng, khi một người tỉnh dậy và đi để rửa, và cũng vào buổi tối, khi anh đi ngủ, anh liên tục đi cùng các sản phẩm hóa học hữu cơ. Bàn chải đánh răng, quần áo, giấy, mỹ phẩm, đồ nội thất và thiết kế nội thất, và nhiều hơn nữa - tất cả điều này cho chúng ta điều đó. Nhưng một khi nó không phải là trường hợp, và về hóa học hữu cơ để biết rất ít.

Chúng ta hãy xem bước làm thế nào phát triển bước lịch sử của hóa học hữu cơ.

1. Các giai đoạn phát triển cho đến thế kỷ XIV, được gọi là tự nhiên.

2. XV - thế kỷ XVII - đầu của sự phát triển hoặc iatrochemistry thuật giả kim.

3. Thế kỷ XVIII - XIX - sự thống trị của các lý thuyết về sức sống.

4. XIX - XX thế kỷ - Phát triển chuyên sâu, giai đoạn khoa học.

Bắt đầu hoặc giai đoạn tự nhiên của sự phát triển của hóa học hữu cơ

Giai đoạn này bao gồm sự xuất hiện rất của các khái niệm về nguồn gốc hóa học. Và nguồn gốc đi xa trở lại như La Mã cổ đại và Ai Cập, đó là người dân rất có khả năng đã học để làm thuốc nhuộm màu cho các đối tượng và quần áo từ nguyên liệu tự nhiên - lá và thân cây. Đây là những màu chàm, mang màu xanh thẳm, và alizorin nhuộm đen tất cả các màu ngon ngọt và hấp dẫn của màu cam và đỏ. Bất thường dân nhanh nhẹn của các dân tộc khác nhau cùng một thời điểm cũng học được cách để có được những giấm, để làm cho tinh thần từ sucrose và các chất tinh bột có chứa nguồn gốc thực vật.

Được biết, một loại thực phẩm rất phổ biến trong việc áp dụng các giai đoạn lịch sử này là mỡ động vật, dầu thực vật và các loại nhựa được sử dụng bởi các đầu bếp và người chữa bệnh. Và cũng trong cuộc sống hàng ngày của các chất độc khác nhau được chặt chẽ như các mối quan hệ vũ khí chính vnutriusobnyh. Tất cả những chất này là sản phẩm của hóa học hữu cơ.

Nhưng, thật không may, như vậy, khái niệm "hóa học" không tồn tại, và nghiên cứu các chất cụ thể để làm rõ các tính chất và thành phần đã không xảy ra. Do đó, giai đoạn này được gọi là tự phát. Tất cả những khám phá là ngẫu nhiên, tự nhiên không tập trung các giá trị tiêu dùng. Điều này tiếp tục cho đến thế kỷ tiếp theo.

Giai đoạn iatrochemistry - một sự phát triển khởi đầu hứa hẹn

Trên thực tế, nó đã được ở XVI - XVII thế kỷ bắt đầu xuất hiện đại diện trực tiếp của hóa học như một khoa học. Thông qua công việc của các nhà khoa học một thời gian thu được chất hữu cơ phát minh ra thiết bị đơn giản để chưng cất và thăng hoa của chất sử dụng một mạch hóa học đặc biệt để nghiền chất để tách các sản phẩm nguyên liệu tự nhiên.

Trọng tâm chính của thời điểm đó là thuốc. Mong muốn để có được những loại thuốc cần thiết đã dẫn đến thực tế là cây đứng các loại tinh dầu và các thành phần nguyên liệu khác. Do đó, Karl Scheele đã thu được một số axit hữu cơ từ nguyên liệu thực vật:

• malic;
• chanh;
• gallic;
• sữa;
• oxalic.

Trên nghiên cứu về thực vật và phân bổ các nhà khoa học axit mất 16 năm (1769-1785). Đây là sự khởi đầu của sự phát triển, đặt nền móng của hóa học hữu cơ, mà là trực tiếp như một chi nhánh của hóa học đã được xác định và đặt tên sau (thế kỷ XVIII đầu).

Trong cùng kỳ Trung GF nhấn mạnh Rueil tinh thể acid uric từ urê. các nhà hóa học khác axit succinic được lấy từ hổ phách, axit tartaric. Sử dụng phổ biến bao gồm một phương pháp chưng cất khô nguyên liệu thực vật và động vật, qua đó thu được axit axetic, dietyl ete, rượu gỗ.

Từ đó bắt đầu sự phát triển chuyên sâu của ngành công nghiệp hóa học hữu cơ trong tương lai.

Vis vitalis, hay "sinh lực"

XVIII - thế kỷ XIX cho hóa học hữu cơ là rất hai mặt: một mặt, có một số khám phá có giá trị to lớn. Mặt khác, một thời gian dài, sự tăng trưởng và tích lũy của những ý tưởng kiến thức và chính xác liên quan ức chế sự chi phối của lý thuyết sức sống.

Lý thuyết này đặt ra và vạch ra các chính Jens Jakobs Berzelius, người đồng thời bản thân ông đã đưa ra, và định nghĩa về hóa học hữu cơ (năm chính xác là không rõ, hoặc 1807, hoặc 1808). Theo quy định của lý thuyết này, các chất hữu cơ có thể được hình thành chỉ trong sinh vật (thực vật và động vật, kể cả con người), là chúng sanh duy nhất có một "sinh lực" đặc biệt cho phép các chất này được sản xuất. Trong khi các chất vô cơ được hữu hoàn toàn không thể, bởi vì họ là những sản phẩm vô tri vô giác, không cháy, không vis vitalis.

Cùng các nhà khoa học phân loại đầu tiên của tất cả biết đến tại thời điểm các hợp chất trong vô cơ (phi sinh, tất cả các chất như nước và muối) và hữu cơ (trực tiếp, những người như dầu ô liu và đường) đã được đề xuất. Cũng Berzelius đầu tiên được chỉ định đặc biệt mà hóa học hữu cơ như vậy. Xác định là: một phần của hóa học nghiên cứu các chất có nguồn gốc từ sinh vật sống.

Trong giai đoạn này, các nhà khoa học dễ dàng thực hiện chuyển đổi các hợp chất hữu cơ thành chất vô cơ, ví dụ, bằng cách đốt. Tuy nhiên, khả năng reconversion bất cứ điều gì người ta không biết được nêu ra.

Fate sẽ có nó, đó là sinh viên Jens Berzelius Fridrih Veler đóng góp cho sự khởi đầu của sự sụp đổ của lý thuyết về cô giáo của mình.

Nhà khoa học người Đức làm việc trên các hợp chất xyanua và thuộc một trong các thí nghiệm được tiến hành để có được tinh thể quản lý Tương tự như axit uric. Kết quả là, một cuộc nghiên cứu kỹ hơn, ông phát hiện ra rằng thực sự quản lý để có được chất hữu cơ từ chất vô cơ, mà không cần bất kỳ vis vitalis. Không có vấn đề như thế nào hoài nghi Berzelius, ông đã buộc phải thừa nhận thực tế không thể phủ nhận này. Vì vậy, nó được xử lý đòn đầu tiên quan điểm vitalistic. Lịch sử của hóa học hữu cơ bắt đầu để đạt được đà phát triển.

Một số phát hiện, sức sống nghiền nát

Wöhler thành công đã lấy cảm hứng từ các nhà hóa học của thế kỷ XVIII, vì vậy bắt đầu thử nghiệm trên diện rộng và các thí nghiệm để có được chất hữu cơ trong ống nghiệm. tổng hợp như vậy rất quan trọng và quan trọng nhất đã có một số.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe mà là học trò Wöhler, quản lý đơn giản vô cơ C, H _2, O ₂ tổng tổng hợp nhiều tầng để có được axit axetic, mà là một chất hữu cơ.
2. 1812, Konstantinom Kirhgofom thực hiện tổng hợp glucose từ tinh bột và acid.
3. 1820 Anri Brakonno axit protein biến tính và sau đó xử lý bằng axit nitric và hỗn hợp thu được từ các axit amin 20 đầu tiên được tổng hợp sau - glycine.
4. 1809 Michel Chevreul nghiên cứu các thành phần của chất béo, cố gắng chia chúng thành các thành phần cấu thành của nó. Kết quả là, ông nhận axit béo và glycerol. 1854, Zhan Bertlo tiếp tục hoạt động Chevrel glycerol và đun nóng với axit stearic. Kết quả - chất béo, chính xác lặp lại cấu trúc của các hợp chất tự nhiên. Sau đó, anh vẫn tiếp tục và chất béo và dầu, mà là hơi khác nhau trong cấu trúc phân tử từ tương tự thiên nhiên khác. Đó là chứng minh khả năng thu được hợp chất hữu cơ mới có tầm quan trọng rất lớn trong phòng thí nghiệm.
5. J. Berthelot tổng hợp mêtan từ sulfua hydro (H ₂ S) và carbon disulfide (CS _2).
6. 1842 Zinin đã có thể tổng hợp anilin từ thuốc nhuộm nitrobenzene. Sau đó, ông quản lý để có được một số thuốc nhuộm anilin.
7. A. Bayer tạo ra trong phòng thí nghiệm riêng của mình, đã được tổng hợp tích cực và thành công của thuốc nhuộm hữu cơ, tương tự như tự nhiên: alizarin, indigoid, antrohinonovye, xanten.
8. 1846 tổng hợp các nhà khoa học nitroglycerin Sobrero. Ông cũng phát triển một loại lý thuyết, mà nói rằng chất tương tự như một số các chất vô cơ và có thể được chuẩn bị bằng cách thay thế các nguyên tử hydro trong cấu trúc.
9. 1861 A. M. Butlerov tổng hợp chất làm ngọt formalin. Họ đã được xây dựng bởi các quy định của lý thuyết về cấu trúc hóa học của các hợp chất hữu cơ có liên quan cho đến ngày nay.

Tất cả những phát hiện này đã xác định chủ đề của hóa học hữu cơ - carbon và các hợp chất của nó. khám phá nữa đã tập trung vào các cơ chế của phản ứng hóa học trong hóa học hữu cơ, thành lập bản chất của tương tác điện tử, và cấu trúc của các hợp chất.

Nửa thứ hai của thế kỷ XIX và XX - một thời gian khám phá hóa chất toàn cầu

Lịch sử của hóa học hữu cơ theo thời gian đã trải qua tất cả những thay đổi lớn. Làm việc nhiều nhà khoa học trên các cơ chế của các quá trình nội bộ trong phân tử, phản ứng và hệ thống đã mang lại kết quả tốt đẹp. Vì vậy, trong năm 1857, Friedrich Kekule đã phát triển lý thuyết của hóa trị. Nó cũng thuộc về công đức vĩ đại - những khám phá về cấu trúc của các phân tử của hydrocacbon thơm benzen. Đồng thời A. cùng M. Butlerov xây dựng lý thuyết về vị trí cấu trúc của các hợp chất trong đó trỏ tới tetravalence carbon và các hiện tượng về sự tồn tại của đồng phân, và đồng phân.

VV Markovnikov và A. M. Grigoryevich Zaytsev đi sâu vào việc nghiên cứu cơ chế phản ứng trong các chất hữu cơ và xây dựng một bộ quy tắc để giải thích các cơ chế này và xác nhận. Trong 1873 - 1875 năm. I. Wislicenus, Van't Hoff và Lê Bel nghiên cứu việc bố trí không gian của các nguyên tử trong phân tử, tiết lộ sự tồn tại của âm thanh stereo-đồng phân, và là tổ tiên của toàn bộ khoa học - học lập thể. Rất nhiều người khác nhau tham gia vào việc tạo ra các lĩnh vực hóa học hữu cơ, mà chúng tôi có ngày hôm nay. Do đó, hóa học hữu cơ, các nhà khoa học là đáng chú ý.

Sự kết thúc của thế kỷ XIX và XX - một thời gian khám phá thế giới trong ngành công nghiệp dược phẩm, công nghiệp sơn, hóa học lượng tử. Hãy xem xét việc mở, để đảm bảo giá trị tối đa hóa hữu cơ.

1. 1881 Conrad M. và M. Gudtseyt gây mê tổng hợp, axit Veronal và salicylic.
2. 1883 L. Knorr nhận antipyrine.
3. 1884 F. Stoll đã pyramidon.
4. 1869 Hyatt anh em đoạt sợi nhân tạo đầu tiên.
5. 1884 D. Eastman tổng hợp phim nhựa.
6. 1890 nhận được sợi cuprammonium L. Depassi.
7. 1891 Charles Cross và các đồng nghiệp của ông đã rayon.
8. 1897 F. Miescher và Buchner sáng lập ra lý thuyết về quá trình oxy hóa sinh học (lên men tế bào miễn phí được phát hiện và các enzym như biocatalysts).
9. 1897 F. Miescher phát hiện acid nucleic.
10. Sự khởi đầu của thế kỷ XX - hóa học mới của các hợp chất cơ kim.
11. 1917 Lewis mở tính chất điện tử của liên kết hóa học trong phân tử.
12. 1931 Huckel - người sáng lập ra cơ chế lượng tử trong hóa học.
13. Của 1931-1933. Laymus Pauling biện minh cho lý thuyết cộng hưởng, và sau đó ông đồng nghiệp tiết lộ bản chất của xu hướng trong các phản ứng hóa học.
14. 1936 Nylon tổng hợp.
15. Của 1930-1940. AE Arbuzov làm phát sinh sự phát triển hợp chất photpho hữu cơ mà là cơ sở cho việc sản xuất chất dẻo, dược phẩm, thuốc trừ sâu và.
16. 1960 Viện sĩ Nesmeyanov với các sinh viên tạo ra thực phẩm tổng hợp đầu tiên trong phòng thí nghiệm.
17. 1963 Du Vinho nhận insulin, mà là một bước tiến lớn trong y học.
18. 1968 Ấn Độ HG Qur'an được quản lý để có được một gen đơn giản mà giúp giải mã các mã di truyền.

Vì vậy, tầm quan trọng của hóa học hữu cơ trong đời sống nhân dân chỉ đơn giản là khổng lồ. Nhựa, polyme, sợi, sơn và vecni, cao su, cao su, vật liệu PVC, polypropylene và polyethylene, và nhiều chất hiện đại khác, mà không có ngày nay chỉ đơn giản là không thể thực hiện cuộc sống, con đường phức tạp để phát hiện ra nó. Hàng trăm nhà khoa học đã thực hiện năm họ làm việc chăm chỉ, vì vậy đã có một lịch sử chung của sự phát triển của hóa học hữu cơ.

Hệ thống hiện đại của các hợp chất hữu cơ

Sau khi thực hiện một con đường rất lớn và khó khăn cho sự phát triển của hóa học hữu cơ, và bây giờ không đứng yên. Hiện có hơn 10 Mill. Connections, và con số này đang tăng lên mỗi năm. Do đó, có một cấu trúc sắp xếp có hệ thống các chất cung cấp cho chúng tôi hóa hữu cơ. Phân loại các hợp chất hữu cơ được trình bày trong bảng.

Các lớp học của các hợp chất	đặc điểm cấu trúc	Công thức chung
Hydrocarbons (tạo thành từ chỉ các nguyên tử carbon và hydro)	bão hòa (chỉ sigma ràng buộc.); không bão hòa (sigma và truyền thông pi.); mạch hở; cyclic.	Ankan C n H 2n + 2; Anken, cycloancan C n H 2n; Alkyne, alkadienes, C n H 2n-2; Arena C 6 H 2n-6.
Các chất có chứa các nguyên tử dị khác nhau trong nhóm chính	halogen; OH nhóm (rượu và phenol); nhóm ROR (ete).	R-Hal; R-OH; ROR.
hợp chất cacbonyl	aldehyt; xeton; quinon.	RC (H) = O
Hợp chất có chứa một nhóm cacboxyl	axit cacboxylic; este.	R-COOH; R-coor.
Các hợp chất chứa lưu huỳnh, nitơ hay phốt pho trong phân tử	Có thể là cyclic hoặc mạch hở	-
hợp chất cơ kim	Carbon ngoại quan trực tiếp đến các yếu tố khác, nhưng không phải hydro	C-E
hợp chất cơ kim	Carbon liên kết với kim loại	Với-Me
hợp chất dị vòng	Trong chu kỳ dựa trên cấu trúc với các thành viên của heteroatoms	-
chất tự nhiên	phân tử polymer lớn tạo nên các hợp chất tự nhiên	protein, axit nucleic, axit amin, alkaloids và những thứ tương tự. d.
polyme	Chất có trọng lượng phân tử cao, mà là dựa trên đơn vị monomeric	n (-RRR-)

Nghiên cứu về toàn bộ đa dạng của các chất và các phản ứng trong đó họ bước vào, và là chủ đề của hóa học hữu cơ hiện nay.

Các loại liên kết hóa học trong các chất hữu cơ

Đối với bất kỳ hợp chất đặc trưng tương tác elektronnostaticheskie trong phân tử, được trình bày bằng sự hiện diện của chất hữu cơ kết cộng hóa trị liên kết hóa trị phân cực và không phân cực. Các hợp chất cơ kim có thể hình tương tác ion yếu.

Kết cộng hóa trị không cực truyền thông xảy ra giữa C-C bằng phản ứng tất cả các phân tử hữu cơ. Kết cộng hóa trị tương tác cực đặc trưng cho nguyên tử khác nhau-phi kim loại trong phân tử. Ví dụ, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Đây là tất cả do sự hóa học hữu cơ, trong đó tồn tại cho sự hình thành các hợp chất.

Biến đổi trong các hợp chất của các chất hữu cơ công thức

Các công thức phổ biến nhất cho số lượng thành viên của một hợp chất gọi là thực nghiệm. công thức như vậy tồn tại cho mỗi chất vô cơ. Nhưng khi nói đến lập công thức hóa học hữu cơ, các nhà khoa học đã phải đối mặt với một số vấn đề. Thứ nhất, trọng lượng của nhiều trong số họ, hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn. Rất khó để xác định công thức thực nghiệm cho một chất rộng lớn như vậy. Vì vậy, với thời gian đã có một phân vùng của hóa học hữu cơ như phân tích hữu cơ. thành viên sáng lập của nó coi nhà nghiên cứu Liebig, Wöhler, Gay-Lussac và Berzelius. Họ, cùng với các tác phẩm của A. M. Butlerova, xác định sự tồn tại của đồng phân - hợp chất có thành phần và định lượng như nhau, nhưng khác nhau về cấu trúc và tính chất của các phân tử. Đó là lý do tại sao cấu trúc của các hợp chất hữu cơ thể hiện nay không phải là thực nghiệm và hoàn chỉnh cấu trúc hoặc đặc công thức cấu tạo.

Những cấu trúc - tính năng đặc trưng và đặc biệt trong số đó là hóa hữu cơ. Các công thức được viết bằng dấu gạch ngang, là một liên kết hóa học. ví dụ, butan ngưng tụ công thức cấu trúc sẽ có dạng CH ₃ - CH ₂ - CH ₂ - CH _3. công thức cấu tạo đầy đủ cho thấy tất cả các liên kết hóa học có mặt trong phân tử.

Cũng có một phương pháp ghi nhận công thức phân tử của hợp chất hữu cơ. Anh ta trông giống như các thực nghiệm từ vô cơ. Đối với butan, ví dụ, nó sẽ là: C ₄ H _10. Đó là, công thức phân tử đưa ra một ý tưởng duy nhất về thành phần và định lượng của hợp chất. đặc trưng cho cấu trái phiếu trong phân tử, vì vậy chúng có thể được sử dụng để dự đoán hành vi trong tương lai và tính chất hóa học của chất. Đây là những tính năng mà có hóa hữu cơ. Công thức được viết dưới mọi hình thức, mỗi người trong số họ là đúng.

Các loại phản ứng trong hóa hữu cơ

Có một phân loại nhất định của các loại phản ứng hóa học hữu cơ xảy ra. Và một số các phân loại, trên cơ sở khác nhau. Hãy xem xét những chính.

Cơ chế phản ứng hóa học trong các phương pháp hình thành phá vỡ và trái phiếu:

• hoặc homolytic triệt để;
• heterolytic hoặc ion.

Các phản ứng của các loại biến đổi:

• chuỗi triệt để;
• thay béo ái nhân;
• thay thơm ái nhân;
• phản ứng loại bỏ;
• Ngoài electrophin;
• ngưng tụ;
• tạo vòng;
• thay electrophin;
• phản ứng sắp xếp lại.

Bằng cách chạy phản ứng (bắt đầu) và về trình tự động của phản ứng cũng đôi khi được phân loại. Đây là những tính năng cơ bản của các phản ứng trong đó có hóa hữu cơ. Lý thuyết mô tả chi tiết của từng quá trình phản ứng hóa học, đã được mở vào giữa thế kỷ XX, và khẳng định, bổ sung vẫn còn với tất cả các khám phá mới và tổng hợp.

Cần lưu ý rằng các phản ứng hóa học hữu cơ nói chung tiến hành trong điều kiện nghiêm ngặt hơn trong hóa học vô cơ. Điều này là do sự ổn định lớn hơn của các phân tử hữu cơ do sự hình thành bên trong và mối liên kết giữa các phân tử mạnh mẽ. Do đó, hầu như không có phản ứng là hoàn toàn không tăng nhiệt độ, áp suất hoặc ứng dụng của chất xúc tác.

Định nghĩa hiện đại Hóa học hữu cơ

Nói chung, sự phát triển của hóa học hữu cơ xảy ra một cách chuyên sâu trong nhiều thế kỷ. Nó tích lũy được một lượng thông tin khổng lồ về các chất, vật kiến trúc và các phản ứng trong đó họ có thể tham gia của họ. Tổng hợp hàng triệu hữu ích và nguyên liệu đơn giản là cần thiết sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau của khoa học, công nghệ và công nghiệp. Khái niệm về hóa học hữu cơ hiện nay được coi là một cái gì đó vĩ đại và lớn, rất nhiều và phức tạp, đa dạng và đáng kể.

Vào thời điểm đó, định nghĩa đầu tiên của phần lớn này hóa là những gì đã Berzelius: đó là hóa học nghiên cứu các chất phân lập từ sinh vật. Kể từ đó, nhiều thời gian đã trôi qua, làm nhiều khám phá, và nhận ra và tiết lộ một số lượng lớn các cơ chế quá trình vnutrihimicheskih. Kết quả là, hôm nay có một khái niệm khác nhau về những gì các hóa hữu cơ. Xác nó được đưa ra: tính chất hóa học carbon và các hợp chất của nó, và phương pháp của họ tổng hợp.