Historie organické chemie. Předmět a hodnota Organic Chemistry

Jen málo lidí si myslí o tom, co je role organické chemie v životě moderního člověka. Ale to je obrovský, je obtížné přeceňovat. V dopoledních hodinách, když se člověk probudí a jde se umýt, a až do večera, když jde spát, on neustále doprovázejí výrobky organické chemie. Kartáček na zuby, oblečení, papír, kosmetika, nábytku a interiérového designu, a mnoho dalšího - to vše nám dává to. Ale jakmile to není tento případ, a na organickou chemii zjistit jen velmi málo.

Podívejme se, jak se vyvinul krok za krokem historii organické chemie.

1. období vývoje až XIV století, zvané přirozené.

2. XV - XVII století - počátek vývoje nebo iatrochemistry alchymie.

3. století XVIII - XIX - dominance teorie vitalism.

4. XIX - XX století - intenzivní rozvoj, vědecký stupeň.

Spuštění nebo přírodní fáze rozvoje organické chemie

Tato fáze se skládá ze samotného vzniku konceptu chemických původu. A původ jít až tak daleko zpátky, jak starém Římě a Egyptě, které jsou velmi schopné obyvatelé se naučili, aby se barviva pro barvení předmětů a oblečení z přírodních surovin - listy a stonky rostlin. Jednalo se o indigo, dává hlubokou modrou barvu, a alizorin barvením doslova všechny šťavnaté a atraktivní odstíny oranžové a červené. Neobvykle hbité obyvatelé různých národností ve stejné době se také naučil, jak se dostat na ocet, aby duchy od sacharózy a látek s obsahem škrobu rostlinného původu.

Je známo, že velmi časté jídlo v uplatňování tohoto historické období bylo živočišné tuky, rostlinné oleje a pryskyřice, které jsou používány kuchaři a léčitelů. A také v každodenním životě různých jedů byli těsně za hlavní zbraní vnutriusobnyh vztahů. Všechny tyto látky jsou produkty organické chemie.

Ale, bohužel, jako takový, je pojem „chemie“ neexistuje, a studie o specifických látek za účelem objasnění vlastností a nenastalo složení. Proto se toto období se nazývá spontánní. Všechny objevy byly náhodné, rozostřený povaha hodnot spotřebitelů. Toto pokračovalo až do příštího století.

iatrochemistry období - slibný vývoj začátek

Ve skutečnosti to bylo v XVI - XVII století se začaly objevovat přímé reprezentace chemie jako věda. Prostřednictvím práce vědců nějaký čas byly získány organické látky vynalezené jednoduchý přístroj pro destilaci a sublimaci látek používaných speciální chemické nádoby pro drcení látek k oddělení produktů složek přírodních.

Těžištěm této době byl lék. Touha získat potřebné léky, vedla k tomu, že rostlina stála silice a další surovinu. Tak, Karl Scheele byly získány několik organických kyselin z rostlinných surovin:

• jablečná;
• citron;
• gallic;
• mléko;
• šťavelovou.

Na základě studia rostlin a přidělení těchto kyselin vědce trvalo 16 let (1769 až 1785). To byl začátek vývoje, položil základy organické chemie, který je přímo, jak bylo zjištěno odvětví chemie a pojmenoval později (brzy XVIII století).

Ve stejném období Střední GF zvýrazněny Rueil krystaly kyseliny močové z močoviny. Další lékárny kyseliny jantarové byla získána od jantarové, kyseliny vinné. Při běžném použití zahrnuje způsob suchou destilací rostlinných a živočišných materiálů, čímž se získá kyselina octová, diethylether, dřevo alkoholu.

Tak začal intenzivní vývoj organického chemického průmyslu v budoucnu.

Vis Vitalis, nebo „životní síla“

XVIII - XIX století pro organické chemie je velmi dvojí: na jedné straně, existuje řada objevů, které mají obrovskou hodnotu. Na druhé straně, dlouhou dobu, růst a hromadění relevantních poznatků a správných nápadů inhiboval dominantní teorii vitalism.

Tato teorie razil a nastínil hlavní Jens Jakobs Berzelius, který zároveň sám dal, a definice organické chemie (přesný rok není znám, nebo 1807 nebo 1808). V souladu s touto teorií, organické látky mohou být vytvořeny pouze v živých organismů (rostlin a živočichů, včetně člověka), jako jediné živé bytosti mají zvláštní „životní sílu“, který umožňuje tyto látky produkované. Zatímco anorganické látky dostat organický naprosto nemožné, protože jsou produkty neživý, nehořlavé, bez vis vitalis.

Stejném vědci První klasifikace všech známých v době sloučenin v anorganické (neživých, všechny látky, jako je voda a soli) a organické (živé, ty, které, jako olivový olej a cukr), bylo navrženo. Také Berzelius první určený zejména, aby takové organické chemie. Stanovení bylo: úsek chemie, která studuje látek odvozených ze živých organismů.

Během tohoto období, vědci snadno realizovat konverzi organických sloučenin do anorganické, například spalováním. Nicméně možnost přeměny čehokoliv nebyl dosud známy.

Osud tomu chtěl, že to byl žákem Jens Berzelius Fridrih Veler přispěly k počátku kolapsu teorie svého učitele.

Německý vědec pracuje na kyanidových sloučenin, a v jednom z experimentů provedených za získání krystalů podaří Podobně jako na kyselinu močovou. Výsledkem je, že důkladnější studie zjistil, že ve skutečnosti se podařilo získat organickou hmotu z anorganické, aniž by vis vitalis. Bez ohledu na to, jak skeptický Berzelius byl nucen přiznat, že tento nepopiratelný fakt. Tak to bylo zasadil první ránu do vitalistic názory. Historie organické chemie začala nabírat rychlost.

Některé objevy, drcený vitalismus

Wöhler úspěch inspirovalo lékáren XVIII století, aby začal rozsáhlé testování a experimenty, aby se dosáhlo organických látek in vitro. Takové syntézy, které jsou kritické a nejdůležitější bylo několik.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe, který byl žák Wöhler, řídí jednoduché anorganické C, H _2, O ₂ vícestupňové úplná syntéza získat kyselinu octovou, který je organický materiál.
2. 1812, Konstantinom Kirhgofom provedena syntéza glukózy ze škrobu a kyseliny.
3. 1820 Anri Brakonno kyselina denaturovaný protein a poté smísí s kyselinou dusičnou a získaná směs z prvních 20 aminokyselin syntetizovaných později - glycinu.
4. 1809 Michel Chevreul studovali složení tuků, snaží se je rozdělit na jednotlivé komponenty. V důsledku toho se obdržel mastné kyseliny a glycerol. 1854, Zhan Bertlo pokračuje operace Chevrel glycerolu a zahřeje se kyselinou stearovou. Výsledek - tuk, přesně opakuje strukturu přírodních látek. Později se mu podařilo získat i jiné tuky a oleje, které byly mírně liší v molekulární struktury z přírodních analogů. To se projevuje možnost získání nových organických sloučenin velký význam v laboratoři.
5. J. Berthelot syntetizován metanu z sirovodíku (H _2S) a sirouhlíku _(CS2).
6. 1842 Zinin byl schopen syntetizovat anilinu z nitrobenzenu barviva. Později se mu podařilo získat celou řadu barviv anilinu.
7. A. Bayer vytváří vlastní laboratoř, která byla aktivní a úspěšné syntézy organických barviv, podobný přírodní: alizarin, indigoidní, antrohinonovye, xanthenu.
8. 1846 syntéza nitroglycerinu vědců Sobrero. Také vytvořil typy teorie, který říká, že látky podobné některé z anorganické a mohou být připraveny nahrazením atomů vodíku ve struktuře.
9. 1861 A. M. Butlerov syntetizovány sladidlo formalinu. Byly formulovány ustanoveními teorie chemické struktury organických sloučenin, které se týkají tohoto dne.

Všechny tyto nálezy identifikovali předmět organické chemie - uhlík a jeho sloučeniny. Další nálezy se zaměřila na mechanismů chemických reakcí v organické chemii, pro stanovení povahy elektronických interakcí, a se strukturou sloučenin.

Ve druhé polovině XIX a XX století - doba globálních chemických objevů

Historie organické chemie v průběhu času prošel všechny velké změny. Práce mnoho vědců přes mechanismů vnitřních procesů v molekulách, reakce a systémů přinesl plodné výsledky. Takže v roce 1857, Friedrich Kekule vyvinul teorii valence. To také patří k velké zásluhy - objev struktury molekul aromatického uhlovodíku benzenu. Současně A. M. Butlerov formuloval teorii polohy struktury sloučenin, ve kterých ukazuje na uhlíku tetravalence a fenomén existence izomery a izomery.

VV Markovnikov a A. M. Zaytsev ponořit do studia reakčních mechanismů v organické hmoty a formulovat soubor pravidel, které vysvětlují tyto mechanismy a potvrdit. V roce 1873 - 1875 let. I. Wislicenus, Van't Hoff a Le Bel studovat prostorové uspořádání atomů v molekulách, poukazují na stereo-izomerů, a jsou předky celého vědy - prostorovým uspořádáním. Mnoho různých lidí podílejících se na tvorbě oboru organické chemie, které máme dnes. Proto se organická chemie, vědci jsou pozoruhodné.

Konec XIX a XX století - doba globálního objevu ve farmaceutickém průmyslu, průmyslu nátěrových hmot, kvantové chemie. Předpokládejme otvor, aby byla zajištěna maximální hodnotu z organické chemie.

1. 1881 Conrad M. a M. Gudtseyt syntetizované anestetika, veronal a salicylová kyselina.
2. 1883 L. Knorr obdržel antipyrin.
3. 1884 F. Stoll dostal pyramidon.
4. 1869 Hyatt bratři vyhráli první umělé vlákno.
5. 1884 D. Eastman syntetizovány celuloidový film.
6. 1890 obdržela měďnatého vláken L. Depassi.
7. 1891 Charles Cross a jeho kolegové dostal rayon.
8. 1897 F. Miescher a Buchner založil teorii biologické oxidaci (bezbuněčný fermentace byla objevena a enzymy jako biokatalyzátory).
9. 1897 F. Miescher objevil nukleových kyselin.
10. Na začátku XX století - nový chemie organokovových sloučenin.
11. 1917 Lewis otevřel elektronickou povahu chemických vazeb v molekulách.
12. 1931 Hückel - zakladatel kvantové mechanismy v chemii.
13. O letech 1931-1933. Laymus Pauling odůvodňuje teorii rezonance, a později jeho spolupracovníci odhalují podstatu trendy v chemických reakcích.
14. 1936 Nylon syntetizován.
15. Of 1930-1940. AE Arbuzov vede k vývoji organických sloučenin fosforu, které jsou základem pro výrobu plastů, léčiv, a insekticidy.
16. 1960 akademik Nesmeyanov se studenty vytvořil první syntetický jídlo v laboratoři.
17. 1963 Du Vinho příjem inzulínu, což je obrovský krok vpřed v medicíně.
18. 1968 Indian HG Qur'an podařilo získat jednoduchý gen, který pomohl rozluštit genetický kód.

To znamená, že je důležité organické chemie v životě lidí prostě kolosální. Plasty, polymery, vlákna, barvy a laky, pryž, pryž, PVC materiálů, polypropylenu a polyethylenu, a mnoho dalších moderních látek, bez nichž dnes prostě není možný život, komplexní cestu k jeho objevu. Stovky vědců učinili jejich let tvrdé práce, takže tam byla obecná historie vývoje organické chemie.

Moderní systém organických sloučenin

Poté, co udělal obrovskou a těžkou cestu k rozvoji organické chemie a nyní nestojí na místě. Existuje více než 10 mil. Připojení, a toto číslo se každým rokem zvyšuje. Proto je systematické uspořádání struktury látek, které nám dává organickou chemii. Klasifikace organických sloučenin je uveden v tabulce.

Třída sloučenin	konstrukční prvky	Obecný vzorec
Uhlovodíky (vyrobené pouze z atomů uhlíku a vodíku)	nasycený (pouze sigma vazby.); nenasycené (sigma a pi komunikace.); acyklický; cyklická.	Alkany C nH 2n + 2; Alkeny, cykloalkanů CnH2n; Alkyny, alkadieny, C nH 2n-2; Arena C 6 H 2n-6.
Látky obsahující různé heteroatomy v hlavní skupině	atomy halogenů; OH (alkoholy a fenoly); seskupení ROR (ethery).	R-Hal; R-OH; ROR.
karbonylové sloučeniny	aldehydy; ketony; chinony.	RC (H) = O
Sloučeniny obsahující karboxylovou skupinu	karboxylová kyselina; estery.	R-COOH; R-COOR.
Sloučeniny obsahující síru, dusík nebo fosfor v molekule	Může být cyklická nebo acyklická	-
organokovové sloučeniny	Uhlík vázaný přímo k druhému prvku, ale ne atom vodíku	C-E
organokovové sloučeniny	Atom uhlíku navázaný na kov	S-Me
heterocyklické sloučeniny	V cyklu na základě struktury se členy heteroatomy	-
přírodních látek	Velké polymerní molekuly, které tvoří přírodní sloučeniny	proteiny, nukleové kyseliny, aminokyseliny, alkaloidy a podobně. d.
polymery	Látky, které mají vysokou molekulovou hmotnost, které jsou založeny na monomerních jednotek	n (-RRR-)

Studium celé řady látek a reakcí, v nichž vstupují, a je předmětem organické chemie dnes.

Typy chemických vazeb v organických látkách

Pro jakékoliv sloučeniny, vyznačující se tím, interakce elektronnostaticheskie uvnitř molekul, které jsou exprimovány v přítomnosti organických kovalentní polární a nepolární kovalentní vazby. Organokovové sloučeniny mohou tvořit slabé iontové interakce.

Kovalentní nepolární komunikace dojít mezi C-C reakcí všech organických molekul. Kovalentní polární interakce charakteristické pro různé-nekovových atomů v molekule. Například C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. To vše je vzhledem k organické chemie, které existují pro tvorbu sloučenin.

Variace ve sloučeninách obecných vzorců organických

Nejběžnější vzorce pro počet členů sloučeniny zvané empirický. Tyto vzorce existují pro každý z anorganické látky. Ale když přišlo na sestavování vzorců v organické chemii, vědci museli čelit několika problémům. Za prvé, hmotnost mnohých z nich, stovky nebo dokonce tisíce. Je obtížné určit, empirický vzorec pro takovou obrovské látky. Proto se s časem došlo k dělení organické chemie, jako organické analýzy. Jeho zakladateli považován výzkumníky Liebig, Wöhler, Gay-Lussac a Berzelius. Jsou spolu s pracemi A. M. Butlerova, které lze identifikovat existenci izomerů - sloučeniny, které mají stejné kvalitativní a kvantitativní složení, ale liší se v struktury a vlastností molekuly. To je důvod, proč struktura organických sloučenin vyjádřená dnes není Empirický a strukturální úplných nebo zkrácených strukturní vzorec.

Tyto struktury - charakteristika a charakteristický rys, který je organické chemie. Vzorce jsou zapsány pomocí pomlčky, je chemická vazba. například butan kondenzuje strukturní vzorec bude mít tvar CH ₃ - CH ₂ - CH ₂ - CH _3. Celý strukturní vzorec zobrazující všechny chemické vazby přítomné v molekule.

Také tam je metoda záznamu molekulové vzorce organických sloučenin. On vypadá stejně jako empirické z anorganické. Pro butan, například, bude: C _{4H 10.} To znamená, že molekulový vzorec dává představu jen o kvalitativním a kvantitativním složení sloučeniny. Strukturální charakterizují vazbu v molekule, a tak mohou být použity k predikci budoucí chování a chemické vlastnosti látky. Jedná se o vlastnosti, které má organickou chemii. Rovnice jsou psány v jakékoliv podobě, každá z nich je pravda.

Typy reakcí v organické chemii

Existuje určitá klasifikace typu organické chemie reakcích. A některé z těchto tříd z různých důvodů. Vezměme si ty hlavní.

Mechanismy chemických reakcí v metodách zlomu a kancelářského tvorby:

• nebo homolytické zbytek;
• heterolytic nebo iontové.

Reakce těchto typů transformací:

• radikál;
• nukleofilní substituce alifatický;
• Nukleofilní aromatická substituce;
• eliminační reakce;
• Elektrofilní adice;
• kondenzace;
• cyklizace;
• elektrofilní substituce;
• přesmyk.

Jako běh reakce (zahájení) a na kinetické pořadí reakce se také někdy kategorií. To jsou základní rysy reakce, které má organickou chemii. Teorie, která popisuje podrobnosti o každém průběhu chemické reakce, byla otevřena v polovině XX století, a potvrdil a doplněny stále s každým novým objevem a syntézy.

Je třeba uvést, že obecné organické chemie reakce probíhají za přísnějších podmínek než v anorganické chemii. To je vzhledem k větší stabilizaci organických molekul v důsledku tvorby uvnitř a silné intermolekulárních vazeb. Z tohoto důvodu, téměř žádná reakce je kompletní bez zvýšení teploty, tlaku nebo použití katalyzátoru.

Moderní definice organické chemie

Obecně platí, že vývoj organické chemie děje intenzivně již několik staletí. To nahromadily obrovské množství informací o látkách, jejich struktur a reakcí, v nichž se mohou připojit. Syntetizované miliony užitečné a jednoduše potřebné suroviny používané v různých oblastech vědy, techniky a průmyslu. Pojem organické chemie je dnes vnímána jako něco, co velké a velké, početné a komplexní, rozmanité a významné.

V té době se první definice této velké části chemii bylo to, co dal Berzelius: je to chemie, která studuje látky izolované z organismů. Od té doby se mnoho času uplynulo, dělal mnoho objevů, a uvědomil si, a odhalila velké množství procesů vnutrihimicheskih mechanismů. Jako výsledek, dnes je zde odlišná pojetí toho, co organické chemie. Stanovení je dána: chemii uhlíku a jeho sloučeniny, a způsoby jejich syntézy.