653 Shares 9377 views

La storia della chimica organica. L'oggetto e il valore di Chimica Organica

Poche persone pensare a ciò che è il ruolo della chimica organica nella vita dell'uomo moderno. Ma è enorme, è difficile sopravvalutare. Al mattino, quando una persona si sveglia e va a lavare, e fino a sera, quando va a letto, si accompagna di continuo i prodotti della chimica organica. Spazzolino da denti, indumenti, carta, cosmetici, mobili e interior design, e molto altro ancora – tutto questo ci dà. Ma una volta che non era il caso, e sulla chimica organica di conoscere molto poco.


Vediamo passo come si è evoluta dopo passo la storia della chimica organica.

1. Il periodo di sviluppo fino al XIV secolo, chiamato naturale.

2. XV – XVII secolo – l'inizio dello sviluppo o di iatrochemistry l'alchimia.

3. Secolo XVIII – XIX – il predominio della teoria del vitalismo.

4. XIX – XX secolo – intenso sviluppo, fase scientifica.

Avviare o fase naturale di sviluppo della chimica organica

Questa fase consiste nella molto emergere del concetto di origine chimica. E le origini nel lontano l'antica Roma e l'Egitto, che sono residenti molto capaci imparato a fare coloranti per colorare oggetti e vestiti da materie prime naturali – foglie e steli di piante. Questi erano l'indaco, dando il colore blu intenso, e alizorin colorazione letteralmente tutte le sfumature succose e interessanti di arancione e rosso. Insolitamente abitanti agili di diverse nazionalità stesso tempo anche imparato come ottenere l'aceto, per rendere gli spiriti da saccarosio e sostanze contenenti amido di origine vegetale.

E 'noto che un alimento molto comune nell'applicazione di questo periodo storico erano grassi animali, oli vegetali e resine che vengono utilizzati da chef e guaritori. E anche nella vita di tutti i giorni dei vari veleni erano strettamente le relazioni l'arma principale vnutriusobnyh. Tutte queste sostanze sono prodotti di chimica organica.

Ma, purtroppo, in quanto tale, il concetto di "chimica" non esiste, e lo studio di sostanze specifiche al fine di chiarire le proprietà e la composizione non si è verificato. Pertanto, questo periodo è chiamato spontanea. Tutte le scoperte erano casuali della natura, sfocata di valori di consumo. Ciò è continuato fino al secolo successivo.

Periodo iatrochemistry – uno sviluppo inizio promettente

Infatti, è stato nel XVI – XVII secolo ha cominciato ad emergere rappresentazioni dirette di chimica come scienza. Attraverso il lavoro degli scienziati da tempo stata ottenuta sostanze organiche inventati semplice apparato per la distillazione e sublimazione di sostanze utilizzate uno speciale navi chimici per la frantumazione sostanze verso la separazione di prodotti ingredienti naturali.

L'obiettivo principale di quel tempo era la medicina. Il desiderio di ottenere le medicine necessarie ha portato al fatto che la pianta si trovava oli essenziali e altre materie prime. Così, Karl Scheele Si ottengono numerosi acidi organici da materie prime vegetali:

  • malico;
  • limone;
  • gallico;
  • latte;
  • ossalico.

Sulla lo studio delle piante e l'assegnazione di questi acidi scienziato ha preso 16 anni (1769 al 1785). Questo fu l'inizio dello sviluppo, ha posto le basi della chimica organica, che è direttamente come una branca della chimica è stato identificato e chiamato più tardi (inizio XVIII secolo).

Nello stesso periodo Medio GF evidenziato cristalli Rueil di acido urico dell'urea. Altri chimici acido succinico è stata ottenuta da ambra, acido tartarico. In uso comune comprende un metodo di distillazione a secco di materiali vegetali e animali, per cui si ottiene l'acido acetico, etere etilico, alcol metilico.

Inizia così la intenso sviluppo dell'industria chimica organica in futuro.

Vis Vitalis, o "forza vitale"

XVIII – XIX secolo per la chimica organica è molto duplice: da un lato, ci sono una serie di scoperte che hanno un valore straordinario. D'altra parte, un lungo periodo di tempo, la crescita e l'accumulo di idee di conoscenza e correggere rilevanti inibito la teoria dominante del vitalismo.

Questa teoria ha coniato e ha delineato il principale Jens Jakobs Berzelius, che allo stesso tempo ha dato se stesso, e la definizione di chimica organica (l'anno esatto è sconosciuto, o 1807 o 1808). Secondo le disposizioni di questa teoria, le sostanze organiche possono essere formate solo in organismi (piante e gli animali, compreso l'uomo) che vive, come gli unici esseri viventi hanno una speciale "forza vitale" che permette queste sostanze prodotte. Mentre sostanze inorganiche ottengono organico assolutamente impossibile, dal momento che sono prodotti inanimati, non infiammabili, senza vis vitalis.

Gli stessi scienziati prima classificazione del tutto noto al momento dei composti inorganici del (non vivente, tutte le sostanze come l'acqua e sale) e biologici (dal vivo, quelli che, come l'olio d'oliva e zucchero) è stato proposto. Anche Berzelius primo designato specificamente che tale chimica organica. La determinazione è stata: una sezione della chimica che studia le sostanze derivate da organismi viventi.

Durante questo periodo, gli scienziati facilmente implementato conversione di composti organici in inorganici, per esempio, dalla combustione. Tuttavia, la possibilità di riconversione di tutto ciò che non era ancora noto.

Destino ha voluto che, che era studente di Jens Berzelius Fridrih Veler contribuito alla inizio del crollo della teoria del suo maestro.

scienziato tedesco a lavorare su composti di cianuro e in uno degli esperimenti condotti per ottenere cristalli riesce simile all'acido urico. Di conseguenza, uno studio più approfondito ha trovato che in realtà è riuscito ad ottenere dalla materia organica inorganica, senza alcuna vis vitalis. Non importa come scettico Berzelius, fu costretto ad ammettere questo fatto innegabile. Così è stato affrontato il primo colpo alle viste vitalistiche. La storia della chimica organica ha cominciato a prendere slancio.

Diversi scoperte, vitalismo schiacciato

successo Wohler ha ispirato i chimici del XVIII secolo, iniziò così diffusa test e sperimentazioni al fine di ottenere la materia organica in vitro. Tali sintesi che sono fondamentali e più importante sono stati diversi.

  1. 1845 G. – Adolf Kolbe che era pupilla Wohler, gestisce semplice inorganiche C, H 2, O 2 sintesi totale multistadio per ottenere l'acido acetico, che è un materiale organico.
  2. 1812, Konstantinom Kirhgofom implementata la sintesi del glucosio da amido e acido.
  3. 1820 acido proteina denaturata Anri Brakonno e poi trattata con acido nitrico e la miscela ottenuta dai primi 20 aminoacidi sintetizzato dopo – glicina.
  4. 1809 Michel Chevreul ha studiato la composizione dei grassi, cercando di dividerli nei suoi componenti costitutivi. Come risultato, ha ricevuto acidi grassi e glicerolo. 1854 Zhan Bertlo continuato funzionamento Chevrel glicerolo e riscaldato con acido stearico. Risultato – grasso, ripete esattamente la struttura di composti naturali. Successivamente, è riuscito a ricevere ed altri grassi ed oli, che erano leggermente diversi nella struttura molecolare da analoghi naturali. Ciò sarebbe dimostrato la possibilità di ottenere nuovi composti organici di grande importanza in laboratorio.
  5. J. Berthelot sintetizzato metano da solfuro di idrogeno (H 2 S) e solfuro di carbonio (CS 2).
  6. 1842 Zinin era in grado di sintetizzare l'anilina dal colorante nitrobenzene. Più tardi è riuscito a ottenere un numero di coloranti all'anilina.
  7. A. Bayer crea il proprio laboratorio, che è stato sintesi attiva e di successo di coloranti organici, simile a naturale: alizarina, indigoid, antrohinonovye, xantene.
  8. 1846 sintesi di nitroglicerina scienziati Sobrero. Ha anche sviluppato un tipo di teoria, che dice che sostanze simili ad alcuni dei inorganici e possono essere preparati sostituendo atomi di idrogeno nella struttura.
  9. 1861 A. M. Butlerov sintetizzato dolcificante di formalina. Sono stati formulati dalle disposizioni della teoria della struttura chimica dei composti organici rilevanti ai giorni nostri.

Tutti questi risultati hanno identificato il soggetto di chimica organica – carbonio e suoi composti. Ulteriori scoperte sono concentrati sui meccanismi delle reazioni chimiche in chimica organica, per stabilire la natura delle interazioni elettroniche, e alla struttura dei composti.

La seconda metà del XIX e XX secolo – un periodo di scoperte chimiche globali

La storia della chimica organica nel corso del tempo ha subito tutti i grandi cambiamenti. Lavorare molti scienziati oltre i meccanismi di processi interni in molecole, reazioni e sistemi ha dato risultati fruttuosi. Così, nel 1857, Friedrich Kekule ha sviluppato la teoria di valenza. Appartiene anche alla grande merito – la scoperta della struttura delle molecole di idrocarburo aromatico benzene. Allo stesso tempo, A. M. Butlerov formula la teoria della posizione struttura dei composti in cui indica il tetravalence carbonio e il fenomeno dell'esistenza di isomeri e isomeri.

VV Markovnikov e A. M. Zaytsev approfondire lo studio dei meccanismi di reazione di materia organica e formulare una serie di regole che spiegano questi meccanismi e confermare. Nel 1873 – 1875 anni. I. Wislicenus, Van't Hoff e Le Bel studiare la disposizione spaziale degli atomi nelle molecole, rivelano l'esistenza di stereo-isomeri, e sono gli antenati di tutta la scienza – stereochimica. Un sacco di diverse persone coinvolte nella creazione del campo della chimica organica, che abbiamo oggi. Pertanto, chimica organica, gli scienziati sono degni di nota.

La fine del XIX e XX secolo – un momento di scoperta globale nell'industria farmaceutica, industria delle vernici, chimica quantistica. Si consideri l'apertura, per garantire un valore massimo di chimica organica.

  1. 1881 Conrad M. e M. Gudtseyt anestetici sintetizzati, acido salicilico e Veronal.
  2. 1883 L. Knorr ricevuto antipirina.
  3. 1884 F. Stoll ottenuto pyramidon.
  4. 1869 fratelli Hyatt ha vinto la prima fibra man-made.
  5. 1884 D. Eastman sintetizzato pellicola di celluloide.
  6. 1890 ricevuto fibra cuproammoniacale L. Depassi.
  7. 1891 Charles Cross ed i suoi colleghi ha ottenuto rayon.
  8. 1897 F. Miescher e Buchner fondarono la teoria di ossidazione biologica (fermentazione privo di cellule è stato scoperto e gli enzimi come biocatalizzatori).
  9. 1897 F. Miescher scoperto acidi nucleici.
  10. Inizi del XX secolo – la nuova chimica dei composti organometallici.
  11. 1917 Lewis aperto la natura elettronica dei legami chimici nelle molecole.
  12. 1931 Hückel – fondatore di meccanismi quantistiche in chimica.
  13. Di 1931-1933. Laymus Pauling giustifica la teoria della risonanza, e più tardi i suoi collaboratori rivelano l'essenza delle tendenze in reazioni chimiche.
  14. 1936 nylon sintetizzato.
  15. Di 1930-1940. AE Arbuzov dà luogo allo sviluppo composti organofosforici che costituiscono la base per la produzione di materie plastiche, prodotti farmaceutici, insetticidi.
  16. 1960 accademico Nesmeyanov con gli studenti ha creato il primo cibo sintetico in laboratorio.
  17. 1963 Du Vinho ricevere l'insulina, che è un enorme passo avanti nel campo della medicina.
  18. 1968 indiano HG Corano è riuscito ad ottenere un semplice gene che ha aiutato a decifrare il codice genetico.

Così, l'importanza della chimica organica nella vita delle persone semplicemente colossale. Plastiche, polimeri, fibre, pitture e vernici, gomma, gomma, PVC, polipropilene e polietilene, e molte altre sostanze moderni, senza i quali oggi non è semplicemente possibile la vita, percorso complesso alla sua scoperta. Centinaia di scienziati hanno fatto i loro anni di duro lavoro, quindi non c'era una storia generale dello sviluppo della chimica organica.

Il moderno sistema di composti organici

Dopo aver fatto un percorso enorme e difficile allo sviluppo della chimica organica, e ora non si ferma. Ci sono più di 10 Mill. Connessioni, e questo numero è in aumento ogni anno. Pertanto, v'è una struttura disposizione sistematica di sostanze che ci dà la chimica organica. Classificazione dei composti organici è presentato nella tabella.

La classe di composti caratteristiche strutturali La formula generale
Idrocarburi (composti di soli atomi di carbonio e idrogeno)
  • saturi (solo sigma vincolante.);
  • insaturo (sigma e comunicazione tav.);
  • aciclico;
  • ciclico.

Alcani C n H 2n + 2;

Alcheni, cicloalcani C n H 2n;

Alchini, alkadienes, C n H 2n-2;

Arena C 6 H 2n-6.

Sostanze contenenti differenti eteroatomi del gruppo principale
  • alogeni;
  • OH gruppi (alcoli e fenoli);
  • raggruppamento ROR (eteri).

R-Hal;

R-OH;

ROR.

composti carbonilici
  • aldeidi;
  • chetoni;
  • chinoni.
RC (H) = O
Composti contenenti un gruppo carbossilico
  • acido carbossilico;
  • esteri.

R-COOH;

R-COOR.

Composti contenenti zolfo, azoto o fosforo nella molecola Può essere ciclico o aciclico
composti organometallici Carbonio legato direttamente all'altro elemento, ma non idrogeno C-E
composti organometallici Carbonio legato al metallo Con-Me
composti eterociclici Nel ciclo basata sulla struttura con membri delle eteroatomi
sostanze naturali Grandi molecole polimeriche che formano i composti naturali proteine, acidi nucleici, aminoacidi, alcaloidi e simili. d.
polimeri Sostanze ad alto peso molecolare, che sono basati su unità monomeriche n (-RRR-)

Lo studio di tutta la varietà di sostanze e reazioni in cui essi entrano, ed è oggetto di chimica organica oggi.

Tipi di legami chimici in sostanze organiche

Per qualsiasi composto caratterizzati interazioni elektronnostaticheskie all'interno delle molecole, che sono espressi in presenza di sostanze organiche covalenti legami covalenti polari e non polari. I composti organometallici possono formare debole interazione ionica.

Covalenti comunicazioni non polari si verificano tra la C-C facendo reagire tutte le molecole organiche. Covalenti interazioni polari caratteristici per gli atomi diversi-non metallici nella molecola. Ad esempio, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Tutto ciò è dovuto alla chimica organica, che esistono per la formazione di composti.

Le variazioni di composti delle formule organiche

Le formule più comuni per il numero dei membri di un composto chiamato empirica. esistono tali formule per ciascuna della sostanza inorganica. Ma quando si trattava di elaborare formule di chimica organica, gli scienziati hanno dovuto affrontare diversi problemi. In primo luogo, il peso di molti di loro, centinaia o addirittura migliaia. È difficile determinare la formula empirica per una vasta sostanza tale. Pertanto, con il tempo ci fu una partizione di chimica organica come analisi organica. I suoi fondatori considerati ricercatori Liebig, Wohler, Gay-Lussac e Berzelius. Essi, insieme alle opere di A. M. Butlerova, identificato l'esistenza di isomeri – composti che hanno la stessa composizione qualitativa e quantitativa, ma differiscono nella struttura e le proprietà della molecola. È per questo che la struttura dei composti organici espressa oggi non è empirica e strutturale formula strutturale completa o sintetica.

Queste strutture – tratto caratteristico e distintivo che è la chimica organica. Le formule sono scritti utilizzando trattini, è un legame chimico. per esempio, butano condensato formula strutturale avrà la forma CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 3. formula piena strutturale che mostra tutti i legami chimici presenti nella molecola.

Inoltre v'è un metodo di registrazione formule molecolari di composti organici. Sembra lo stesso del empirica da inorganico. Per butano, ad esempio, sarà: C 4 H 10. Cioè, la formula molecolare dà un'idea solo sulla composizione qualitativa e quantitativa del composto. caratterizzano strutturale il legame nella molecola, in modo che possano essere utilizzati per prevedere il comportamento futuro e le proprietà chimiche della sostanza. Queste sono le caratteristiche che ha la chimica organica. Le formule sono scritte in qualsiasi forma, ognuno di loro è vero.

Tipi di reazioni in chimica organica

C'è una certa classificazione del tipo di reazioni di chimica organica che si verificano. E alcune di queste classificazioni, su diversi terreni. Prendere in considerazione i principali.

Meccanismi di reazioni chimiche nei metodi di formazione di rottura e di legame:

  • o omolitica radicale;
  • eterolitico o ionico.

Le reazioni dei tipi di trasformazioni:

  • catena radicalica;
  • sostituzione nucleofila alifatica;
  • sostituzione nucleofila aromatica;
  • reazione di eliminazione;
  • addizione elettrofila;
  • la formazione di condensa;
  • ciclizzazione;
  • sostituzione elettrofila;
  • reazione di riarrangiamento.

A titolo di reazione run (iniziazione) e sull'ordine cinetica della reazione è talvolta classificato. Queste sono le caratteristiche di base delle reazioni che ha chimica organica. La teoria che descrive i dettagli di ogni corso di una reazione chimica, è stato aperto a metà del XX secolo, e confermata ed integrata sempre con ogni nuova scoperta e la sintesi.

Va notato che le reazioni di chimica organica generali procedono in condizioni più rigorose di quelle in chimica inorganica. Ciò è dovuto ad una maggiore stabilizzazione di molecole organiche dovuto alla formazione all'interno e forti legami intermolecolari. Pertanto, quasi nessuna reazione è completa senza aumentare la temperatura, pressione o applicazione del catalizzatore.

La moderna definizione di Chimica Organica

In generale, lo sviluppo della chimica organica in corso un modo intenso per diversi secoli. Ha accumulato una quantità enorme di informazioni sulle sostanze, le loro strutture e reazioni in cui possono aderire. milioni di sintesi di utile e di materie prime necessarie semplicemente utilizzate nei vari campi della scienza, della tecnologia e dell'industria. Il concetto di chimica organica oggi è percepito come qualcosa di grande e di grandi dimensioni, numerosi e complessi, vario e significativo.

A quel tempo, la prima definizione di questo grande capitolo della chimica è stato quello che ha dato Berzelius: è la chimica che studia le sostanze isolate da organismi. Da allora, è passato molto tempo, fatto molte scoperte, e realizzato e divulgato un gran numero di meccanismi processi vnutrihimicheskih. Di conseguenza, oggi c'è un concetto diverso di ciò che la chimica organica. Determinazione è dato: la chimica del carbonio e dei suoi composti, e loro metodi di sintesi.