ההיסטוריה של כימיה אורגנית. הנושא ואת הערך של כימיה אורגנית

מעט מאוד אנשים חושבים על מה הוא תפקידו של כימיה אורגנית בחייו של האדם המודרני. אבל זה ענק, קשה להפריז. בבוקר, כאשר אדם מתעורר והולך להתרחץ, וכן גם לתוך הערב, כשהוא הולך לישון, הוא הרף ללוות את המוצרים של כימיה אורגנית. מברשת שיניים, בגדים, נייר, מוצרי קוסמטיקה, ריהוט ועיצוב פנים, ועוד - כל זה נותן לנו את זה. אבל פעם זה לא היה המקרה, ועל כימיה אורגנית לדעת מעט מאוד.

בואו לראות איך התפתח צעד אחר צעד את ההיסטוריה של כימיה אורגנית.

1. תקופת הפיתוח ועד למאה XIV, שנקרא טבעי.

2. XV - המאה XVII - תחילת הפיתוח או iatrochemistry אלכימיה.

3. המאה XVIII - XIX - הדומיננטי של התורה ויטליזם.

4. XIX - XX המאה - פיתוח אינטנסיבי, בשלב מדעי.

התחל או שלב טבעי בהתפתחות של כימיה אורגנית

שלב זה כולל את הופעתה מאוד של מושג מקורותיה הכימיים. ואת מקורותיה ללכת לאחור ככל רומא עתיק ומצרים, אשר הנן התושבים מאוד מסוגלים למדו להכין צבעים עבור אובייקטי צביעה ובגדים מחומרי גלם טבעי - עלים וגבעולים של צמחים. אלה היו אינדיגו, נותן את הצבע הכחול העמוק, ואת alizorin מכתים פשוטו כמשמעו כל גוונים עסיסיים אטרקטיבי של כתום ואדום. באופן חריג תושבים זריזים של לאומים שונים גם במקביל למדו איך להשיג את החומץ, כדי להפוך את הרוחות מן סוכרוז וחומרים המכילים עמילן מהמקור צמחי.

זה ידוע כי מזון נפוץ מאוד ביישום של תקופה היסטורית זו היו שומנים מהחי, שמנים צמחיים שרפים המשמשים שפים ומרפאים. הדבר תקף גם לגבי חיי היומיום של רעלים שונים היו בחוזקה כמו היחסים vnutriusobnyh הנשק העיקרי. כל החומרים האלה הם מוצרים של כימיה אורגנית.

אבל, למרבה הצער, וככזה, המושג של "כימיה" אינו קיים, ואת המחקר של חומרים ספציפיים על מנת להבהיר את המאפיינים ואת הרכב לא עלה. לכן, בתקופה זו נקראת ספונטנית. כל התגליות היו אופי אקראי, לא ממוקד של ערכי צרכן. זה נמשך עד המאה הבאה.

תקופת iatrochemistry - התפתחות התחלה מבטיחה

ואכן, זה היה XVI - XVII מאות שנים החלו להופיע ייצוגים ישירים של הכימיה כמדע. דרך העבודה של מדעני זמן התקבל חומרים אורגניים המציאו מנגנון פשוט לזיקוק סובלימציה של חומרים השתמשו כולים כימיים מיוחדים עבור ריסוק חומרים אל הפרדת מרכיבי מוצרים טבעיים.

ההתמקדות העיקרית של אותה התקופה הייתה התרופה. הרצון לקבל את התרופות הדרושות הוביל את העובדה כי המפעל עמד שמנים אתריים ומרכיבי גלם אחרים. לפיכך, קארל Scheele התקבלו מספר חומצות אורגניות מחומרי גלם צמחיים:

• מאלית;
• לימון;
• גאלית;
• חלב;
• אוקסלית.

על המחקר של צמחים ובעלי הקצאת מדען חומצות אלה לקח 16 שנים (1769 כדי 1785). זו הייתה תחילתה של התפתחות, והניחה את היסודות של כימיה אורגנית, שנמצאה ישירות כשלוחה של כימיה זוהתה מאוחר יותר בשם (המאה XVIII מוקדם).

באותה התקופה התיכונה GF הדגיש גבישי Rueil של חומצת שתן האוריאה. כימאים אחרים חומצת succinic התקבלה ענבר, חומצה טרטרית. בשימוש נפוץ כוללת שיטת זיקוק יבש של חומרים צמחים ובעלי חיים, שבאמצעותו מתקבל חומצה אצטית, אתר diethyl, אלכוהול עץ.

כך החל ההתפתחות האינטנסיבית של התעשייה הכימית האורגנית בעתיד.

Vis Vitalis, או "כוח החיים"

XVIII - XIX המאה בכימיה אורגנית מאוד כפול: מצד אחד, ישנם מספר התגליות כי יש ערך עצום. מאידך, זמן רב, את הצמיחה ואת ההצטברות של רעיונות נכונים וידע רלוונטיים מעכבת את התאוריה הדומיננטית של ויטליזם.

תאוריה זו שטבע והתוותה את Jens Jakobs ברצליוס העיקרי, אשר בעת ובעונה אחת הוא עצמו נתן, ואת ההגדרה של כימיה אורגנית (השנה המדויקת אינה ידועה, או 1807 או 1808). על פי הוראות תיאוריה זו, החומרים האורגניים יכולים להיווצר רק אורגניזמים חיים (צמחים ובעלי חיים, כולל בני אדם), בתור יצורים חיים רק להם "כוח החיים" מיוחד המאפשר חומרים אלה מיוצר. בעוד חומרים אורגניים לקבל אורגניים לחלוטין בלתי אפשריים, שכן הם מוצרים דוממים, שאינם דליקים, ללא מול ויטאליס.

הסיווג הראשון באותו המדענים של כל הידוע במועד המתחמים אורגניים (הלא-חי, כל חומרים כמו מים ומלח) ואורגניים (חי, אלה כמו שמן זית וסוכר) הוצע. כמו כן ברצליוס מיועד ראשון במפורש כי כימיה אורגנית כזו. קביעה הייתה: קטע הכימיה כי מחקרי החומרים שמקורם אורגניזמים חיים.

במהלך תקופה זו, מדענים בקלות מיושם מרה של תרכובות אורגניות לתוך אורגני, למשל על ידי בעירה. עם זאת, האפשרות של reconversion של דבר לא הייתה ידועה עדיין.

רצה הגורל, כי זה היה סטודנט Jens ברצליוס Fridrih ולר תרם תחילת קריסתה של תורת המורה שלו.

מדען גרמני שפעל על תרכובות ציאניד באחד הניסויים שנערכו להשיג גבישים מנהלים בדומה חומצת שתן. כתוצאה מכך, מחקר מעמיק יותר גילה כי באמת הצליח להשיג חומר אורגני מן אורגניים, ללא כל מול ויטאליס. לא משנה כמה ספקנים ברצליוס, הוא נאלץ להודות בעובדה המצערת הזו. אז הוא ספג את המכה הראשונה בתצוגות הוויטאליסטית. ההיסטוריה של כימיה אורגנית החלה לצבור תאוצה.

גילויים ממחקרים קודמים, ויטליזם כתוש

ולר הצלחת השראת כימאים של XVIII המאה, כך החלה בדיקות וניסויים נרחבות על מנת לקבל חומר אורגני במבחנה. סינתזות כאלה שאינן קריטיות וחשובות ביותר היו כמה.

1. 1845 ג '- אדולף קולבה שהיה התלמיד ולר, מנהלת C inorganics פשוטה, H _2, O ₂ סינתזה הכוללת תחנה רבה כדי להשיג חומצה אצטית, אשר מהווה חומר אורגני.
2. 1812, Konstantinom Kirhgofom מיושם סינתזת גלוקוז מעמילן החומצה.
3. 1820 Anri Brakonno מפוגל חלבון חומצה ואז שטופלו בחומצה חנקתית ואת התערובת המתקבלת חומצות אמינו 20 הראשון מסונתז מאוחר - גליצין.
4. 1809 מישל Chevreul למד הרכב שומני, מנסה לפצל אותם הרכיבים המרכיבים אותה. כתוצאה מכך, הוא קיבל חומצות שומן וגליצרול. 1854, זאן Bertlo המשיך במבצע Chevrel גליצרול ומחוממת עם חומצה סטארית. תוצאה - שומן, בדיוק חוזר במבנה של תרכובות טבעיות. מאוחר יותר, הוא הצליח להשיג ושומנים אחרים ושמנים, אשר היו מעט שונים במבנה מולקולרי לבין מקבילים טבעיים. זה מודגם את האפשרות לקבל תרכובות אורגניות חדשות בעלת חשיבות רבה במעבדה.
5. ג'יי וברתלו מסונתז מתאן מימן גופרתי (H ₂ S) ו דיסולפיד פחמן (CS _2).
6. 1842 Zinin הצליח לסנתז את אנילין מ צבע nitrobenzene. מאוחר יותר הוא הצליח להשיג מספר צבעי אנילין.
7. א באייר יוצר במעבדה משלה, אשר כבר סינתזה פעילה ומוצלחת של צבעים אורגניים, בדומה טבעי: פואית, indigoid, antrohinonovye, xanthene.
8. 1846 סינתזה של מדענים ניטרוגליצרין Sobrero. הוא גם פתח סוגי תאוריה, אשר אומר כי חומר דומה לחלק האורגני וניתן שהוכן על ידי החלפה אטומת מימן במבנה.
9. 1861 א מ Butlerov מסונתז ממתיק של פורמלין. הם נוסחו על ידי להוראות תיאוריית המבנה הכימי של תרכובות אורגניות רלוונטיות עד היום.

כל הממצאים הללו זיהו את הנושא של כימיה אורגנית - פחמן ותרכובות שלה. תגליות נוספות התמקדו המנגנונים של תגובות כימיות בכימיה אורגנית, כדי לקבוע את מהות אינטראקציות אלקטרוניות, וכן למבנה של התרכובות.

המחצית השנייה של המאה ה XIX ו XX - זמן של תגליות כימיות העולמיות

ההיסטוריה של כימיה אורגנית לאורך הזמן עבר כל השינויים הגדולים. עבודה רבות מדענים על המנגנונים של תהליכים פנימיים מולקולות, תגובות ומערכות הניבה תוצאות פורות. אז, ב 1857, פרידריך Kekule פיתח את התיאוריה של הערכיות. זה גם שייך הכשרון הגדול - גילוי המבנה של מולקולות של ארומטיות בנזן. במקביל A. M. Butlerov ניסחו את תורת המיקום המבנה של תרכובות שבהן מצביע על tetravalence פחמן תופעת קיומם של איזומרים, ו איזומרים.

VV Markovnikov וא מ זייצב להתעמק בחקר מנגנוני התגובה בחומר אורגני ולגבש קבוצה של כללים המסבירים מנגנונים אלה ואשר. בשנת 1873 - 1875 שנים. I. Wislicenus, Van't הוף ו- Le Bel ללמוד את הסידור המרחבי של האטומים במולקולות, לחשוף את קיומו של איזומרים סטריאו, והם אבותיהם של המדע כולו - סטראוכימיה. הרבה אנשים שונים המעורבים ביצירת בתחום הכימיה האורגנית, אשר יש לנו היום. לכן, כימיה אורגנית, מדענים ראויים לציון.

סוף המאה XIX ו XX - זמן של גילוי הגלובלי בתעשיית התרופות, תעשיית הצבע, כימיה קוונטית. קחו למשל את הפתיחה, כדי להבטיח את הערך המרבי של כימיה אורגנית.

1. 1881 קונרד מ ומ Gudtseyt הרדמה מסונתז, חומצה סליצילית הוורונל ו.
2. 1883 ל קנור קיבל antipyrine.
3. 1884 פ סטול יש הפיראמידון.
4. 1869 האחים Hyatt יש סיבים מעשה ידי אדם הראשון.
5. 1884 ד 'איסטמן מסונתז סרט צלולואיד.
6. 1890 קיבל cuprammonium סיבים ל Depassi.
7. 1891 צ'ארלס קרוס ועמיתיו יש זהורית.
8. פ 1897 מישר ו בוכנר ייסד את התיאוריה של חמצון ביולוגי (תא ללא תסיסה התגלה ואנזימים כמו biocatalysts).
9. 1897 פ מיישר גילה חומצות גרעין.
10. ראשיתה של המאה עשרים - את הכימיה החדשה של תרכובות אורגנו-.
11. 1917 לואיס פתח את הטבע האלקטרוני של קשרים כימיים בתוך מולקולות.
12. 1931 Hückel - מייסד מנגנוני קוונטים בכימיה.
13. Of 1931-1933. Laymus פאולינג מצדיק את תאורית התהודה, ומאוחר יותר לעבודה שלו לחשוף את המהות של מגמות בתגובות כימיות.
14. 1936 ניילון מסונתז.
15. Of 1930-1940. AE Arbuzov מוליד את התרכובות האורגניות הפיתוח המהווים את הבסיס לייצור פלסטיק, תרופות, דברה.
16. 1960 האקדמיה Nesmeyanov עם תלמידים יצר את האוכל סינטטי לראשונה במעבדתו.
17. 1963 Du Vinho קבלת אינסולין, אשר מהווה צעד ענק קדימה ברפואה.
18. 1968 ההודי HG הקוראן הצליח להשיג גן פשוט כי סייע בפענוח הצופן הגנטי.

לכן, החשיבות של כימיה אורגנית ב חייהם של אנשים פשוט עצום. פלסטיקה, פולימרים, סיבים, צבעים ולכות, גומי, גומי, חומרי PVC, פוליפרופילן ופוליאתילן, ורבי חומרים מודרניים אחרים, שבלעדיו היום הוא פשוט לא חיים אפשרי, נתיב מורכב לחשיפתו. מאה מדענים הפכו בשנים של עבודה קשה, כך שלא הייתה בהיסטוריה כללית של התפתחות כימיה אורגנית.

המערכת המודרנית של תרכובות אורגניות

לאחר שעשה נתיב ענק וקשה התפתחות כימיה אורגנית, ועכשיו אינו עומד מלכה. ישנם יותר מ 10 מיל. Connections, ומספר זה הולך וגדל מדי שנה. לכן, קיים מבנה הסדר שיטתי של חומרים שנותן לנו כימיה אורגנית. סיווג של תרכובות אורגניות מוצג בטבלה.

הכיתה של תרכובות	תכונות מבניות	הנוסחה הכללית
פחמימנים (מורכב מאטומי פחמן ומימן בלבד)	רווי (רק Sigma מחייב.); בלתי רוויה (Sigma ותקשורת pi.); אציקליות; מחזורי.	אלקאנים C n H 2n + 2; אלקנים, לציקלואלקאנים C n H 2n; Alkynes, alkadienes, C n H 2n-2; ארנה C 6 H 2n-6.
חומרים המכילים אטומי הטרו שונים בקבוצה הראשית	הלוגנים; OH הקבוצה (אלכוהול ו פנולים); הקבצה ROR (אתרים).	R-אל; R-OH; ROR.
תרכובות קרבוניל	אלדהידים; קטונים; קינונים.	RC (H) = O
תרכובות המכילות קבוצת carboxyl	חומצה קרבוקסילית; אסטרים.	R-COOH; R-coor.
תרכובות המכילות גופרית, חנקן או זרחן במולקולה	יכול להיות מחזורי או אציקליות	-
תרכובות אורגנו-	פחמן מלוכד ישירות אלמנט האחר, אך לא ממן	C-E
תרכובות אורגנו-	פחמן קשור המתכת	עם-Me
תרכובות הטרוציקליות	בשנת מחזור מבוסס מבנה עם חברי heteroatoms	-
חומרים טבעיים	מולקולות פולימר גדולות שמרכיבות את התרכובות הטבעיות	חלבונים, חומצות גרעין, חומצות אמינו, אלקלואידים וכדומה. ד.
פולימרים	חומרים בעלי משקל מולקולרי גבוה, אשר מבוססים על יחידות monomeric	n (-RRR-)

המחקר של כל המגוון של חומרים ותגובות שבו הם נכנסים, והוא נושא כימיה אורגנית היום.

סוגי קשרים כימיים בתוך חומרים אורגניים

עבור כל תרכובות מאופיינות אינטראקציות elektronnostaticheskie בתוך המולקולות, אשר באות לידי ביטוי בנוכחות חומרים אורגניים קוולנטיים קשרי קוולנטיים קוטב הלא-קוטביים. תרכובות אורגנו-עלול להיווצר אינטראקציה יונית חלש.

תקשורת הפולרית קוולנטיים להתרחש בין C-C על ידי מגיב כל המולקולות האורגניות. קוולנטיים קוטב אינטראקציות מאפיין לאטומים שונים-מתכתיים במולקולה. לדוגמא, C-אל, CH, CO, CN, CP, CS. זה מכיל בגלל הכימיה האורגנית, אשר קיימת ליצירת תרכובות.

וריאציות תרכובות של חומרים אורגניים נוסחאות

הפורמולות השכיחות ביותר עבור מספר החברים של תרכובת הנקראות אמפיריות. נוסחאות כאלה קיימים בכל אחת חומר אנאורגני. אבל כשזה הגיע עריכת נוסחאות בכימיה אורגנית, המדענים נאלצו להתמודד עם בעיות שונות. ראשית, המשקל של רבים מהם, מאות, ואף אלפי. קשה לקבוע את הנוסחה האמפירית עבור חומר עצום כזה. לכן, עם הזמן היתה מחיצה של כימיה אורגנית כמו ניתוח אורגני. מייסדיה הנחשבים חוקרים לייביג, ולר, גיי-Lussac ו ברצליוס. הם, יחד עם יצירות של א מ Butlerova, זיהו את קיומו של איזומרים - תרכובות שיש להן את אותו הרכב איכותיים וכמותיים, אך נבדלים מבנה ותכונות של המולקולה. לכן המבנה של תרכובות אורגניות הביע היום הוא לא אמפירי ומבני נוסחא מבנית מלאה או מרוכזת.

מבנים אלה - המאפיין הייחודי של המהווה את הכימיה האורגנית. הפורמולות נכתבים באמצעות מקפים, הוא קשר כימי. לדוגמה, הנוסחה המבנית מרוכז בוטאן תהיה בצורת CH ₃ - CH ₂ - CH ₂ - CH _3. נוסחא מבנית מלאה המציגה את כל הקשרים כימיים הנמצאים המולקולה.

כמו כן קיימת שיטה של רישום נוסחאות מולקולריות של תרכובות אורגניות. הוא נראה זהה האמפירי מן אורגני. עבור בוטאן, למשל, זה יהיה: C ₄ H _10. כלומר, הנוסחה המולקולרית נותן מושג רק על הרכב איכותי וכמותי של המתחם. לאפיין מבני הקשר במולקולה, כך שהם יכולים לשמש כדי לחזות התנהגות עתידית ועל תכונות כימיות של החומר. אלו הן התכונות שיש לו כימיה אורגנית. נוסחות כתובות בשום צורה, כל אחד מהם היא נכון.

סוגי תגובות בכימיה אורגנית

יש סיווג מסוים של הסוג של תגובות כימיה אורגניות המתרחשת. וחלק סיווגים אלה, מנימוקים שונים. קחו למשל את העיקריים שבהם.

מנגנונים של תגובות כימיות שיטות של היווצרות השבר ואת הקשר:

• או homolytic רדיקלי;
• heterolytic או יוני.

התגובות של סוגי טרנספורמציות:

• שרשרת רדיקלית;
• החלפת אליפטיות nucleophilic;
• החלפת ארומטי nucleophilic;
• חיסול תגובה;
• בנוסף electrophilic;
• התעבות;
• cyclization;
• החלפת electrophilic;
• תגובת שחלוף.

אגב ריצת תגובה (חניכה) ועל מנת הקינטית של התגובה הוא גם לפעמים מסווג. אלו הן התכונות הבסיסיות של התגובות אשר יש כימיה אורגנית. התאוריה המתארת את הפרטים של כל מהלך תגובה כימית, נפתחה באמצע המאה XX, ואשרה שתושלם עדיין עם כל גילוי סינתזה חדש.

יצוין כי תגובות הכימיה האורגניות בכלל להמשיך בתנאים מחמירים יותר בכימיה אורגנית. זאת בשל התייצבות גדולה של מולקולות אורגניות בשל ההיווצרות בתוך והצמדת מולקולאריים חזקה. לכן, כמעט שום תגובה לא תהיה שלמה בלי העלאת הטמפרטורה, לחץ או יישום של הזרז.

ההגדרה המודרנית של כימיה אורגנית

באופן כללי, את הפיתוח של כימיה אורגנית קורה בצורה אינטנסיבית במשך כמה מאות שנים. זה צבר כמות עצומה של מידע על חומרים, מבנים ותגובותיהם שבו הם יכולים להצטרף. מ'מסונתז של שימושי וחומרי גלם דרוש פשוט המשמשים בתחומים השונים של מדע, טכנולוגיה ותעשייה. הקונספט של כימיה אורגנית היום נתפס כמשהו גרנד וגדול, רב ומורכב, מגוון ומשמעותי.

בזמנו, ההגדרה הראשונה של סעיף זה נהדר של כימיה הייתה מה שנתן ברצליוס: זה עניין של כימיה כי מחקרי החומרים שבודדו אורגניזמים. מאז, הרבה זמן עבר, תגליות רבות, והבין וגילה מספר רב של vnutrihimicheskih מנגנונים ותהליכים. כתוצאה מכך, היום יש תפיסה שונה של מה בכימיה האורגנית. קביעה היא נתונה: את הכימיה הפחמן של התרכובות שלה, ואת שיטותיהם של סינתזה.