Historia e kimisë organike. Subjekti dhe vlera e Kimisë Organike

Pak njerëz mendojnë për atë që është roli i kimisë organike në jetën e njeriut modern. Por kjo është e madhe, është e vështirë të mbivlerësohet. Në mëngjes, kur një person zgjohet dhe shkon për të larë, dhe edhe në mbrëmje, kur ai shkon në shtrat, ai vazhdimisht shoqërojnë produktet e kimisë organike. Furçë dhëmbësh, veshje, letër, kozmetikë, mobilje dhe dizajn të brendshëm, dhe shumë më shumë - e gjithë kjo na jep atë. Por sapo ajo nuk ishte rasti, dhe në kimi organike të dinë shumë pak.

Le të shohim pas hapi se si ka evoluar nga hapi historinë e kimisë organike.

1. Periudha e zhvillimit deri në shekullin e XIV, i quajtur natyrore.

2. XV - të shekullit të XVII - fillimi i zhvillimit apo iatrochemistry alkimi.

3. shekullit XVIII - XIX - dominimi i teorisë së vitalism.

4. XIX - të shekullit të XX - Zhvillimi intensiv, fazë shkencore.

Filloni ose faza e natyrshme e zhvillimit të kimisë organike

Kjo fazë konsiston në shfaqjen e konceptit të origjinës kimike. Dhe origjina shkojnë aq larg mbrapa si Romën e lashtë dhe Egjipti, të cilat janë banorë shumë të aftë mësuar për të bërë ngjyra për objektet e ngjyrosur dhe rroba nga materiale natyrore të papërpunuara - lë dhe rrjedh e bimëve. Këto ishin indigo, duke i dhënë ngjyrë të thellë blu, dhe alizorin errësirë fjalë për fjalë të gjitha hije lëng dhe tërheqëse e portokalli dhe të kuqe. Jashtëzakonisht banorët shkathët të kombësive të ndryshme në të njëjtën kohë edhe mësuar se si për të marrë uthullën, për të bërë shpirtrat nga saharoze dhe niseshte përmbajnë substanca me origjinë bimore.

Është e njohur se një ushqim shumë i zakonshëm në zbatimin e kësaj periudhe historike ishin yndyrna shtazore, vajra vegjetale dhe resins që janë përdorur nga chefs dhe healers. Dhe edhe në jetën e përditshme të helmeve të ndryshme ishin fort si marrëdhëniet arma kryesore vnutriusobnyh. Të gjitha këto substanca janë produkte të kimisë organike.

Por, për fat të keq, si i tillë, koncepti i "kimisë" nuk ekziston, dhe studimi i substancave të veçanta për të sqaruar vetitë dhe përbërja nuk ndodhin. Prandaj, kjo periudhë quhet spontane. Të gjitha zbulimet ishin të rastit, natyra shpërqëndruar i vlerave të konsumit. Kjo vazhdoi deri në shekullin e ardhshëm.

Periudha iatrochemistry - një zhvillim premtues fillim

Në të vërtetë, ajo ishte në XVI - XVII shekuj filluan të dalin përfaqësime drejtpërdrejta të kimisë si një shkencë. Nëpërmjet punës së shkencëtarëve disa kohë janë marrë substanca organike shpikur aparat të thjeshtë për distilim dhe lartësim të substancave të përdorur një anije të veçantë kimike për dërrmuese substancave për ndarjen e produkteve përbërësit natyral.

Fokusi kryesor i asaj kohe ishte mjekësi. Dëshira për të marrë ilaçet e nevojshme i ka çuar në faktin se centrali qëndronte vajra esenciale dhe përbërës të tjerë të papërpunuara. Kështu, Karl Shile janë marrë disa acide organike nga lëndët e para bimore:

• malik;
• limon;
• galëve;
• qumësht;
• oxalic.

Në studimin e bimëve dhe ndarjen e këtyre acideve shkencëtarit mori 16 vjet (1769 në 1785). Ky ishte fillimi i zhvillimit, hodhi themelet e kimisë organike, e cila është drejtpërdrejt si një degë e kimisë është identifikuar dhe e quajti më vonë (në fillim të shekullit të XVIII).

Në të njëjtën periudhë Middle GF theksuar Rueil kristaleve të acidit urik nga ure. kimistë tjera acid sucinik u përftuara nga verdhe, acid tartarik. Në përdorim të përbashkët përfshin një metodë të thatë të distilimit materialet bimore dhe shtazore, me të cilën është përftuar acid acetik, eter, alkool druri.

Kështu filloi zhvillimin intensiv të industrisë kimike organike në të ardhmen.

Vis Vitalis, apo "forca e jetës"

XVIII - XIX shekull për kimi organike është shumë i dyfishtë: nga njëra anë, ka një numër të zbulimeve që kanë vlerë të jashtëzakonshme. Nga ana tjetër, një kohë të gjatë, rritja dhe akumulimi i njohurive dhe të saktë ideve përkatëse frenohet teorinë dominuese e vitalism.

Kjo teori shpikur dhe përvijoi kryesore Jens Jakobs Berzelius, i cili në të njëjtën kohë ai vetë ka dhënë, dhe përcaktimi i kimisë organike (viti i saktë nuk dihet, ose 1807 ose 1808). Në bazë të dispozitave të kësaj teorie, substancat organike mund të formohet vetëm në organizmat e gjallë (bimët dhe kafshët, përfshirë edhe njerëzit), pasi vetëm qeniet e gjalla kanë një "forcë të jetës" të veçantë që lejon këto substanca të prodhuara. Ndërsa substanca inorganike marrë organike absolutisht e pamundur, pasi që ata janë produkte të pajetë, jo-të ndezshme, pa vis Vitalis.

E njëjtë shkencëtarët Klasifikimi para së gjithash i njohur në kohën e komponimeve inorganike në (jo-jetesës, të gjitha substancave të tilla si ujë dhe kripë) dhe organike (të gjalla, ato që si vaj ulliri dhe sheqer) është propozuar. Gjithashtu Berzelius pari i caktuar në mënyrë specifike se kimi organike të tillë. Përcaktimi ishte: një pjesë e kimisë që studion substancat që rrjedhin nga organizmat e gjallë.

Gjatë kësaj periudhe, shkencëtarët zbatohet lehtë konvertimin e komponimeve organike në inorganike, p.sh., nga djegia. Megjithatë, mundësia e reconversion të asgjë nuk është ende e njohur.

Fati do të ketë ajo, se ishte nxënës Jens Berzelius Fridrih Veler kontribuar në fillimin e rënies së teorisë së mësuesit të tij.

shkencëtar gjerman duke punuar në komponimet cyanide dhe në një nga eksperimentet e kryera për të marrë Kristal arrin Ngjashëm me acidit urik. Si rezultat i kësaj, një studim më të plotë se ai zbuloi se me të vërtetë arriti të marrë lëndë organike nga inorganike, pa asnjë vis Vitalis. Pa marrë parasysh sa skeptik Berzelius, ai u detyrua të pranojë këtë fakt të pamohueshëm. Pra, ajo ishte trajtuar goditje e parë për pikëpamjet vitalistic. Historia e kimisë organike filloi të fitojë vrullin.

Disa zbulimet, vitalism grimcuar

Wohler sukses ka frymëzuar Kimistë të shekullit XVIII, kështu filloi testimin e përhapur dhe eksperimente për të marrë lëndës organike në vitro. sinteza e tilla që janë kritike dhe më të rëndësishme kanë qenë disa.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe që është nxënës Wohler, arrin të thjeshtë Inorganics C, H _2, O ₂ sinteza e përgjithshme multistage për të marrë acid acetik, i cili është një material organik.
2. 1812, Konstantinom Kirhgofom zbatuar sintezën e glukozës nga niseshteja dhe acid.
3. 1820 Anri Brakonno acid protein denatyralizuar dhe pastaj trajtohen me acid nitrik dhe perzjerjen e perftuar nga 20 amino acidet e para sintetizuara vonë - glicine.
4. 1809 Michel Chevreul studiuar përbërjen e yndyrave, duke u përpjekur për të ndarë ato në komponentët përbërës të tij. Si rezultat i kësaj, ai mori acide yndyrore dhe glicerinë. 1854, Zhan Bertlo vazhduar operacion Chevrel glicerinë dhe të nxehtë me acid stearik. Rezultat - yndyrë, pikërisht përsërit strukturën e komponimeve natyrore. Më vonë, ai arriti të marrë dhe yndyrna dhe vajra, të cilat ishin pak më ndryshe në strukturën molekulare nga analoge natyror të tjera. Kjo është demonstruar mundësinë e marrjes së komponimeve organike të reja me rëndësi të madhe në laborator.
5. J. Berthelot sintetizuar metan nga sulfide hidrogjen (H ₂ S) dhe disulfide karbonit (CS _2).
6. 1842 Zinin ishte në gjendje të sintetizojnë të anilinë nga bojë nitrobenzene. Më vonë ai arriti të marrë një numër të ngjyra anilinë.
7. A. Bayer krijon laboratorin e vet, i cili ka qenë sintezë aktive dhe e suksesshme e ngjyra organike, të ngjashme me natyrore: Alizarin, indigoid, antrohinonovye, ksanten.
8. 1846 sinteza e shkencëtarë Nitroglycerin Sobrero. Ai gjithashtu ka zhvilluar një lloje teori, e cila thotë se substanca të ngjashme me disa nga inorganike dhe mund të përgatiten duke zëvendësuar atomet e hidrogjenit në strukturën.
9. 1861 A. M. Butlerov sintetizuar sheqer diabetik i formaline. Ata ishin formuluar nga dispozitat e teorisë së strukturës kimike të komponimeve organike të rëndësishme në ditët e sotme.

Të gjitha këto gjetje kanë identifikuar subjektin e kimisë organike - karbonit dhe komponimet e tij. Zbulimet e mëtejshme janë përqendruar në mekanizmat e reaksioneve kimike në kimi organike, për të përcaktuar natyrën e ndërveprimeve elektronike, dhe me strukturën e komponimeve.

Gjysma e dytë e XIX dhe XX shekullit - një kohë e zbulimeve kimike globale

Historia e kimisë organike me kalimin e kohës ka pësuar të gjitha ndryshimet e mëdha. Punojnë shumë shkencëtarë mbi mekanizmat e proceseve të brendshme në molekulat, reagime dhe sistemet ka dhënë rezultate të frytshme. Kështu, në 1857, Friedrich Kekulé zhvilluar teorinë e Valence. Ajo gjithashtu i përket merita e madhe - zbulimin e strukturës së molekulave të hidrokarbureve aromatike benzenit. Në të njëjtën kohë A. M. Butlerov formuluar teorinë e pozicionit strukturën e komponimeve me që tregon të tetravalence karboni dhe fenomenit të ekzistimit të izomerëve dhe izomerëve.

VV Markovnikov dhe A. M. Zaytsev gërmoj nëpër libra në studimin e mekanizmave të reagimit në çështje organike dhe për të formuluar një sërë rregullash që shpjegojnë këto mekanizma dhe për të konfirmuar. Në 1873 - 1875 vjet. I. Wislicenus, Van't Hoff dhe Le Bel studiuar rregullimin hapësinor të atomeve në molekula, zbulojnë ekzistencën e stereo-izomereve, dhe janë paraardhësit e gjithë shkencës - stereokimi. Shumë njerëz të ndryshëm të përfshirë në krijimin e fushën e kimisë organike, të cilat ne kemi sot. Prandaj, kimi organike, shkencëtarët janë të rëndësishëm.

Fundi i shekullit XIX dhe XX - një kohë e zbulimit globale në industrinë farmaceutike, industrinë e bojërave, kimisë kuantike. Konsideroni hapjen, për të siguruar vlera maksimale e kimisë organike.

1. 1881 Conrad M. dhe M. Gudtseyt sintetizuara anesthetics, acid Veronal dhe salicilik.
2. 1883 L. Knorr mori antipyrine.
3. 1884 F. Stoll u pyramidon.
4. 1869 vëllezër Hyatt fitoi fibër e parë të bëra nga njeriu.
5. 1884 D. Eastman sintetizuar film celuloid.
6. 1890 pranuar fibra cuprammonium L. Depassi.
7. 1891 Charles Cross dhe kolegët e tij u pëlhurë prej fije artificiale.
8. 1897 F. Miescher dhe Buchner themeloi teorinë e oksidimit biologjik (fermentimi qelizë pa u zbulua dhe enzimat si biocatalysts).
9. 1897 F. Miescher zbuluar acideve nukleike.
10. Fillimi i shekullit XX - kimia e re e komponimeve organometalik.
11. 1917 Lewis hapi natyrën elektronike të lidhjeve kimike në molekulat.
12. 1931 Hückel - themelues i mekanizmave kuantike në kimi.
13. E 1931-1933. Laymus Pauling arsyeton teorinë rezonancë, dhe më vonë e tij bashkë-punëtorëve të zbulojë thelbin e tendencave në reaksioneve kimike.
14. 1936 Najlon sintetizuar.
15. E 1930-1940. AE Arbuzov jep të rritet në zhvillimin e komponimeve të organofosforik të cilat janë bazë për prodhimin e plastikës, farmaceutike, dhe insekticide.
16. 1960 Akademiku Nesmeyanov me studentët krijuar ushqimin e parë sintetike në laborator.
17. 1963 Du Vinho marrjes insulinë, e cila është një hap i madh përpara në mjekësi.
18. 1968 Indian HG Kur'ani arriti të marrë një gjen të thjeshtë që ndihmoi në deshifrimin e kodit gjenetik.

Kështu, rëndësia e kimisë organike në jetën e njerëzve thjesht kolosale. Plastikë, polimere, fibra, ngjyra dhe bojra, gome, gome, materiale PVC, polypropylene dhe polietileni, dhe shumë substanca të tjera moderne, pa të cilat sot nuk është thjesht të jetë e mundur, rruga komplekse të zbulimit të saj. Qindra shkencëtarë kanë bërë vitet e tyre të punës së vështirë, kështu që ka pasur një histori të përgjithshëm të zhvillimit të kimisë organike.

Sistemi modern i komponimeve organike

Duke bërë një rrugë të madhe dhe të vështirë në zhvillimin e kimisë organike, dhe tani nuk qëndrojnë ende. Ka më shumë se 10 Mill. Connections, dhe ky numër është në rritje çdo vit. Prandaj, ekziston një strukturë sistematike rregullimin e substancave që na jep kimi organike. Klasifikimi i komponimeve organike është paraqitur në tabelë.

Klasa e komponimeve	karakteristika strukturore	Formula e përgjithshme
Hidrokarburet (përbërë nga vetëm karbon dhe hidrogjen atome)	ngopur (vetëm sigma detyrueshme.); pangopur (sigma dhe komunikim pi.); aciklik; ciklik.	Alkalet C n H 2n + 2; Alkenes, cycloalkanes CnH2n; Alkynes, alkadienes, C n H 2n-2; Arena C6 H 2n-6.
Substanca përmbajnë atome të ndryshme hetero në grupin kryesor	halogjenë; OH grup (alkoolet dhe phenols); grupim ROR (eteret).	R-Hal; R-OH; ROR.
komponimet carbonyl	aldehidet; ketone; Quinones.	RC (H) = O
Komponimet përmbajnë një grup karboksil	acid karboksilik; estere.	R-COOH; R-COOR.
Komponimet përmbajnë squfuri, azot ose fosfor në të molekulës	Mund të jetë ciklike ose aciklik	-
komponimet organo-metalike	Carbon lidhura direkt me element tjetër, por jo me hidrogjen	C-E
komponimet organo-metalike	Carbon lidhura të metalit	Me-Me
komponimet heterociklike	Në ciklin e strukturës me bazë me anëtarët e heteroatome	-
substanca natyrale	molekulave të mëdha polimer që përbëjnë komponimet natyrore	proteina, acidet nukleike, aminoacidet, alkaloide dhe si. d.
polimere	Substanca që ka një peshë molekulare të lartë, të cilat janë të bazuara në njësi monomerike	n (-RRR-)

Studimi i të gjithë shumëllojshmëri të substancave dhe reagimet në të cilat ata hyjnë, dhe është subjekt i kimisë organike sot.

Lloje lidhje kimike në substancave organike

Për ndonjë komponimeve karakterizuar ndërveprime elektronnostaticheskie brenda molekulave, të cilat janë të shprehura në prani të organike kovalente obligacione polare dhe jo-polar kovalente. Komponimet organo-metalike mund të formojnë bashkëveprim të dobët jonik.

Kovalente komunikimit jopolar ndodh ndërmjet C-C duke reaguar gjitha molekula organike. Kovalente ndërveprime polare karakteristike për atome të ndryshme-nonmetal në molekule. Për shembull, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Kjo është e gjitha për shkak të kimisë organike, që ekzistojnë për formimin e komponimeve.

Variacionet në komponimeve me formule te organike

Formulat më të zakonshme për numrin e anëtarëve të një kompleks të quajtur empirike. formula të tilla ekzistojnë për secilin prej substancës inorganike. Por, kur ai erdhi për hartimin e formulave në kimi organike, shkencëtarët është dashur të përballet me disa probleme. Së pari, pesha e shumë prej tyre, qindra, apo edhe mijëra. Është e vështirë për të përcaktuar formulën empirike për një substancë të tillë të madhe. Prandaj, me kalimin e kohës ka pasur një ndarje të kimisë organike si analizë organike. Themeluesit e saj konsiderohet hulumtuesit Liebig, Wohler, Gay-Lussac dhe Berzelius. Ata, së bashku me veprat e A. M. Butlerova, identifikuar ekzistencën e izomereve - komponimeve që kanë të njëjtën përbërje cilësore dhe sasiore, por ndryshojnë në strukturën dhe vetitë e molekulës. Kjo është arsyeja pse struktura e komponimeve organike të shprehura sot nuk është empirike dhe strukturore formula plotë ose kondensuar strukturore.

Këto struktura - tipar karakteristik dhe dallues i së cilës është kimi organike. Formula janë shkruar përdorur dashes, eshte nje lidhje kimike. p.sh., butan kondensohet formula strukturore do të ketë formën CH ₃ - _CH2 - _CH2 - _CH3. formula strukturore plotë treguar të gjitha lidhje kimike pranishëm në molekulës.

Gjithashtu ka një metodë e regjistrimit formula molekulare e komponimeve organike. Ai duket i njëjtë si empirike nga inorganike. Për butan, për shembull, ajo do të jetë: C ₄ H _10. Që është, formula molekulare jep një ide vetëm në lidhje me përbërjen kualitativ dhe sasior të kompleksit. karakterizojnë strukturore lidhja në molekulë, në mënyrë që ata mund të përdoret për të parashikuar sjelljen e ardhshme dhe vetitë kimike të substancës. Këto janë karakteristikat që ka kimi organike. Formulat janë të shkruara në çdo formë, secili prej tyre është i vërtetë.

Llojet e reaksioneve në kiminë organike

Nuk është një klasifikim të caktuar të llojit të reaksioneve organike kimi ndodhin. Dhe disa nga këto klasifikime, në baza të ndryshme. Konsideroni ato kryesore.

Mekanizmat e reaksioneve kimike në metodat e formimit të thyer dhe të bonove:

• ose homolytic radikal;
• heterolytic ose jonik.

Reagimet e llojeve të transformimeve:

• zinxhiri radikal;
• një zëvendësim nukleofilik alifatik;
• zevendesimi aromatic nukleofilike;
• reaksion eliminimi;
• shtimi electrophilic;
• kondensim;
• cyclization;
• zevendesimi electrophilic;
• reagimi rirregullim.

Me anë të të drejtuar reagimit (fillimi) dhe me urdhër kinetike e reagimit është edhe kategorizuar ndonjëherë. Këto janë tiparet themelore të reagimeve që ka kimi organike. Teoria që përshkruan detajet e çdo kurs të një reaksion kimik, ka qenë e hapur në mes të shekullit XX, dhe konfirmuar dhe plotësuar ende me çdo zbulim të ri dhe sintezë.

Duhet të theksohet se reagimet e përgjithshme kimisë organike të vazhdojë në kushte më të rrepta se në kimi inorganike. Kjo është për shkak të stabilizimit të madh të molekulave organike për shkak të formimit brenda dhe lidhjeve të forta ndërmolekulare. Prandaj, pothuajse asnjë reagim është i plotë pa ngritjen e temperaturës, presionit ose zbatimin e katalizator.

Përkufizimi modern i Kimisë Organike

Në përgjithësi, zhvillimi i kimisë organike ndodh në mënyrë intensive për disa shekuj. Ajo akumuluar një sasi të madhe të informacionit rreth substancave, strukturat dhe reagimet në të cilat ata mund të bashkohen e tyre. Sintetizuara miliona dobishme dhe të lëndëve të para thjesht e nevojshme të përdorura në fusha të ndryshme të shkencës, teknologjisë dhe industrisë. Koncepti i kimisë organike sot është perceptuar si diçka të madhe dhe të mëdha, të shumta dhe komplekse, të ndryshme dhe të rëndësishme.

Në atë kohë, përcaktimi i parë i këtij seksioni të madh të kimisë ishte ajo që i dha Berzelius: kjo është kimi që studion substancat e izoluar nga organizma. Që atëherë, ka kaluar shumë kohë, bërë shumë zbulime, dhe e realizuar dhe shpalosur një numër të madh të mekanizmave të proceseve vnutrihimicheskih. Si rezultat, sot ekziston një koncept i ndryshëm i asaj të kimisë organike. Përcaktimi i jepet: kimi karbonit dhe komponimet e tij, dhe metodat e tyre të sintezen.