Sejarah kimia organik. Subjek dan nilai Kimia Organik

Hanya sedikit orang yang berpikir tentang apa peran kimia organik dalam kehidupan manusia modern. Tapi itu sangat besar, sulit untuk melebih-lebihkan. Di pagi hari, ketika seseorang bangun dan pergi untuk mencuci, dan baik ke dalam malam, ketika ia pergi ke tempat tidur, ia terus mendampingi produk kimia organik. Sikat gigi, pakaian, kertas, kosmetik, furnitur dan desain interior, dan banyak lagi - semua ini memberi kita itu. Tapi setelah itu tidak terjadi, dan pada kimia organik untuk tahu sedikit.

Mari kita lihat langkah bagaimana berevolusi demi langkah sejarah kimia organik.

1. Periode pembangunan sampai abad XIV, yang disebut alami.

2. XV - abad XVII - awal pembangunan atau alkimia iatrochemistry.

3. Century XVIII - XIX - dominasi teori vitalisme.

4. XIX - abad XX - pengembangan intensif, tahap ilmiah.

Mulai atau fase alami dari pengembangan kimia organik

Fase ini terdiri dari sangat munculnya konsep asal kimia. Dan asal-usul pergi sejauh Roma kuno dan Mesir, yang merupakan penduduk sangat mampu belajar untuk membuat pewarna untuk mewarnai objek dan pakaian dari bahan baku alami - daun dan batang tanaman. Ini adalah indigo, memberikan warna biru tua, dan alizorin pewarnaan harfiah semua warna juicy dan menarik oranye dan merah. Luar biasa penduduk gesit dari kebangsaan yang berbeda saat yang sama juga belajar bagaimana untuk mendapatkan cuka, untuk membuat roh dari sukrosa dan zat pati yang mengandung berasal dari tumbuhan.

Hal ini diketahui bahwa makanan yang sangat umum dalam penerapan periode sejarah ini adalah lemak hewani, minyak sayur dan resin yang digunakan oleh koki dan penyembuh. Dan juga dalam kehidupan sehari-hari dari berbagai racun yang erat sebagai hubungan senjata utama vnutriusobnyh. Semua zat ini adalah produk kimia organik.

Tapi, sayangnya, dengan demikian, konsep "chemistry" tidak ada, dan studi zat-zat tertentu untuk memperjelas sifat dan komposisi tidak terjadi. Oleh karena itu, periode ini disebut spontan. Semua penemuan yang acak, alam tidak fokus dari nilai-nilai konsumen. Ini berlanjut sampai abad berikutnya.

iatrochemistry periode - pengembangan awal yang menjanjikan

Memang, itu adalah di XVI yang - XVII abad mulai muncul representasi langsung kimia sebagai ilmu. Melalui karya ilmuwan beberapa waktu telah diperoleh zat organik diciptakan aparat sederhana untuk distilasi dan sublimasi zat menggunakan kapal kimia khusus untuk menghancurkan zat untuk pemisahan bahan produk alami.

Fokus utama saat itu adalah obat. Keinginan untuk mendapatkan obat-obatan yang diperlukan telah menyebabkan fakta bahwa tanaman berdiri minyak esensial dan bahan baku lainnya. Dengan demikian, Karl Scheele diperoleh beberapa asam organik dari bahan baku nabati:

• malat;
• lemon;
• gallic;
• susu;
• oksalat.

Pada studi tanaman dan alokasi ini ilmuwan asam mengambil 16 tahun (1769-1785). Ini adalah awal dari pengembangan, meletakkan dasar-dasar kimia organik, yang langsung sebagai cabang kimia telah diidentifikasi dan diberi nama kemudian (awal abad XVIII).

Pada periode yang sama GF Tengah disorot kristal Rueil asam urat dari urea. kimiawan lain asam suksinat diperoleh dari amber, asam tartarat. Umum digunakan meliputi metode distilasi kering dari tanaman dan hewan bahan, dengan yang diperoleh asam asetat, dietil eter, alkohol kayu.

Jadi mulai pengembangan intensif industri kimia organik di masa depan.

Vis Vitalis, atau "kekuatan hidup"

XVIII - abad XIX untuk kimia organik sangat dua kali lipat: di satu sisi, ada sejumlah penemuan yang memiliki nilai yang sangat besar. Di sisi lain, waktu yang lama, pertumbuhan dan akumulasi ide pengetahuan dan benar relevan menghambat teori dominan vitalisme.

Teori ini diciptakan dan diuraikan utama Jens Jakobs Berzelius, yang pada saat yang sama dia sendiri telah diberikan, dan definisi kimia organik (tahun yang tepat tidak diketahui, atau 1807, atau 1808). Menurut ketentuan teori ini, zat-zat organik dapat terbentuk hanya dalam organisme hidup (tumbuhan dan hewan, termasuk manusia), sebagai satu-satunya makhluk hidup memiliki khusus "kekuatan hidup" yang memungkinkan zat ini diproduksi. Sementara zat anorganik mendapatkan organik benar-benar tidak mungkin, karena mereka adalah produk benda mati, tidak mudah terbakar, tanpa vis Vitalis.

ilmuwan yang sama klasifikasi pertama-tama dikenal pada saat senyawa dalam anorganik (non-hidup, semua zat seperti air dan garam) dan organik (hidup, orang-orang yang seperti minyak zaitun dan gula) telah diusulkan. Juga Berzelius pertama yang ditunjuk secara khusus bahwa kimia organik tersebut. Penentuan adalah: bagian kimia yang mempelajari zat yang berasal dari organisme hidup.

Selama periode ini, para ilmuwan mudah diimplementasikan konversi senyawa organik menjadi anorganik, misalnya, oleh pembakaran. Namun, kemungkinan reconversion apa pun belum diketahui.

Sudah ditakdirkan, bahwa itu adalah mahasiswa Jens Berzelius Fridrih Veler berkontribusi awal runtuhnya teori gurunya.

ilmuwan Jerman yang bekerja pada senyawa sianida dan di salah satu eksperimen yang dilakukan untuk memperoleh kristal berhasil Mirip dengan asam urat. Akibatnya, penelitian yang lebih menyeluruh ia menemukan yang benar-benar berhasil mendapatkan bahan organik dari anorganik, tanpa vis Vitalis. Tidak peduli seberapa skeptis Berzelius, ia terpaksa mengakui fakta yang tak terbantahkan ini. Jadi itu ditangani pukulan pertama yang dilihat vitalistic. Sejarah kimia organik mulai mendapatkan momentum.

Beberapa penemuan, vitalisme hancur

Wohler sukses telah mengilhami ahli kimia abad XVIII, sehingga mulai pengujian luas dan eksperimen untuk mendapatkan bahan organik in vitro. sintesis seperti yang kritis dan yang paling penting telah beberapa.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe yang murid Wohler, mengelola sederhana anorganik C, H _2, O ₂ sintesis total multistage untuk mendapatkan asam asetat, yang merupakan bahan organik.
2. 1812, Konstantinom Kirhgofom dilaksanakan sintesis glukosa dari pati dan asam.
3. 1820 Anri Brakonno asam protein didenaturasi dan kemudian diobati dengan asam nitrat dan campuran yang diperoleh dari asam amino 20 pertama kali disintesis kemudian - glisin.
4. 1809 Michel Chevreul mempelajari komposisi lemak, mencoba untuk membagi mereka ke dalam komponen penyusunnya. Akibatnya, ia menerima asam lemak dan gliserol. 1854, Zhan Bertlo terus operasi Chevrel gliserol dan dipanaskan dengan asam stearat. Hasil - lemak, persis mengulangi struktur senyawa alami. Kemudian, ia berhasil mendapatkan dan lemak dan minyak, yang sedikit berbeda dalam struktur molekul dari analog alam lainnya. Yang menunjukkan kemungkinan memperoleh senyawa organik baru penting di laboratorium.
5. J. Berthelot disintesis metana dari hidrogen sulfida (H ₂ S) dan karbon disulfida (CS _2).
6. 1842 Zinin mampu mensintesis anilin dari pewarna nitrobenzena. Kemudian ia berhasil mendapatkan sejumlah pewarna anilin.
7. A. Bayer menciptakan laboratorium sendiri, yang telah sintesis aktif dan sukses dari pewarna organik, mirip dengan alami: alizarin, indigoid, antrohinonovye, xanthene.
8. 1846 sintesis ilmuwan nitrogliserin Sobrero. Ia juga mengembangkan jenis teori, yang mengatakan bahwa zat yang mirip dengan beberapa anorganik dan dapat dibuat dengan mengganti atom hidrogen dalam struktur.
9. 1861 A. M. Butlerov disintesis pemanis formalin. Mereka dirumuskan oleh ketentuan teori struktur kimia senyawa organik yang relevan sampai sekarang.

Semua temuan ini telah mengidentifikasi subjek kimia organik - karbon dan senyawanya. penemuan lebih lanjut telah difokuskan pada mekanisme reaksi kimia dalam kimia organik, untuk membangun sifat interaksi elektronik, dan struktur senyawa.

Bagian kedua dari XIX dan XX abad - waktu penemuan kimia global

Sejarah kimia organik dari waktu ke waktu telah mengalami semua perubahan besar. Bekerja banyak ilmuwan atas mekanisme proses internal dalam molekul, reaksi dan sistem telah menghasilkan hasil yang bermanfaat. Jadi, pada tahun 1857, Friedrich Kekule mengembangkan teori valensi. Hal ini juga milik jasa besar - penemuan struktur molekul hidrokarbon aromatik benzena. Pada saat yang sama A. M. Butlerov merumuskan teori posisi struktur senyawa yang menunjuk ke tetravalence karbon dan fenomena keberadaan isomer, dan isomer.

VV Markovnikov dan A. M. Zaytsev menyelidiki studi mekanisme reaksi bahan organik dan merumuskan seperangkat aturan yang menjelaskan mekanisme ini dan konfirmasi. Di 1873 - 1875 tahun. I. Wislicenus, Van't Hoff dan Le Bel mempelajari penataan ruang atom dalam molekul, mengungkap keberadaan stereo-isomer, dan merupakan nenek moyang dari seluruh ilmu - stereokimia. Banyak orang yang terlibat dalam penciptaan bidang kimia organik, yang kita miliki saat ini. Oleh karena itu, kimia organik, para ilmuwan patut dicatat.

Akhir abad XIX dan XX - waktu penemuan global dalam industri farmasi, industri cat, kimia kuantum. Pertimbangkan pembukaan, untuk memastikan nilai maksimum dari kimia organik.

1. 1881 Conrad M. dan M. Gudtseyt disintesis anestesi, asam Veronal dan salisilat.
2. 1883 L. Knorr diterima antipyrine.
3. 1884 F. Stoll mendapat pyramidon.
4. 1869 Hyatt saudara memenangkan serat buatan manusia pertama.
5. 1884 D. Eastman disintesis film seluloid.
6. 1890 menerima serat cuprammonium L. Depassi.
7. 1891 Charles Cross dan rekan-rekannya mendapat rayon.
8. 1897 F. Miescher dan Buchner mendirikan teori oksidasi biologis (fermentasi bebas sel ditemukan dan enzim sebagai biocatalysts).
9. 1897 F. Miescher menemukan asam nukleat.
10. Awal abad XX - kimia baru senyawa organologam.
11. 1917 Lewis membuka sifat elektronik dari ikatan kimia dalam molekul.
12. 1931 Huckel - pendiri mekanisme kuantum dalam kimia.
13. Dari 1931-1933. Laymus Pauling membenarkan teori resonansi, dan kemudian rekan-rekan kerjanya mengungkapkan esensi dari tren dalam reaksi kimia.
14. 1936 Nylon disintesis.
15. Dari 1930-1940. AE Arbuzov menimbulkan pengembangan senyawa organofosfat yang merupakan dasar untuk produksi plastik, obat-obatan, dan insektisida.
16. 1960 Akademisi Nesmeyanov dengan siswa menciptakan makanan sintetis pertama di laboratorium.
17. 1963 Du Vinho menerima insulin, yang merupakan langkah maju yang besar dalam pengobatan.
18. 1968 India HG Qur'an berhasil mendapatkan gen sederhana yang membantu dalam memecahkan kode genetik.

Dengan demikian, pentingnya kimia organik dalam kehidupan masyarakat hanya kolosal. Plastik, polimer, serat, cat dan pernis, karet, karet, bahan PVC, polypropylene dan polyethylene, dan banyak zat modern lainnya, tanpa yang saat ini hanya tidak hidup mungkin, jalan kompleks untuk penemuannya. Ratusan ilmuwan telah membuat mereka tahun kerja keras, sehingga ada sejarah umum perkembangan kimia organik.

Sistem modern senyawa organik

Setelah melakukan jalan besar dan sulit untuk pengembangan kimia organik, dan sekarang tidak berdiri diam. Ada lebih dari 10 Mill. Connections, dan jumlah ini meningkat setiap tahun. Oleh karena itu, ada struktur pengaturan sistematis dari zat yang memberi kita kimia organik. Klasifikasi senyawa organik disajikan dalam tabel.

Kelas senyawa	fitur struktural	Rumus umum
Hidrokarbon (terdiri dari hanya atom karbon dan hidrogen)	jenuh (hanya sigma mengikat.); tak jenuh (sigma dan komunikasi pi.); asiklik; siklik.	Alkana C n H 2n + 2; Alkena, sikloalkana C n H 2n; Alkuna, alkadienes, C n H 2n-2; Arena C 6 H 2n-6.
Zat yang mengandung atom hetero yang berbeda dalam kelompok utama	halogen; OH kelompok (alkohol dan fenol); pengelompokan ROR (eter).	R-Hal; R-OH; ROR.
senyawa karbonil	aldehida; keton; kuinon.	RC (H) = O
Senyawa yang mengandung gugus karboksil	asam karboksilat; ester.	R-COOH; R-COOR.
Senyawa yang mengandung sulfur, nitrogen atau fosfor dalam molekul	Bisa siklik atau asiklik	-
senyawa organologam	Karbon terikat langsung ke elemen lain, tetapi tidak hidrogen	C-E
senyawa organologam	Karbon terikat dengan logam	Dengan-Me
senyawa heterosiklik	Dalam siklus berbasis struktur dengan anggota heteroatom	-
zat alami	molekul polimer besar yang membentuk senyawa alami	protein, asam nukleat, asam amino, alkaloid dan sejenisnya. d.
polimer	Zat yang memiliki berat molekul yang tinggi, yang didasarkan pada unit monomer	n (-RRR-)

Studi tentang seluruh berbagai zat dan reaksi di mana mereka masuk, dan merupakan subyek dari kimia organik saat ini.

Jenis ikatan kimia dalam zat organik

Untuk setiap senyawa ditandai interaksi elektronnostaticheskie dalam molekul, yang dinyatakan di hadapan organik kovalen polar dan non-polar ikatan kovalen. Senyawa organologam dapat membentuk interaksi ionik yang lemah.

Kovalen komunikasi nonpolar terjadi antara C-C dengan mereaksikan semua molekul organik. Kovalen interaksi polar karakteristik untuk atom yang berbeda-bukan logam dalam molekul. Sebagai contoh, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Ini semua disebabkan oleh kimia organik, yang ada untuk pembentukan senyawa.

Variasi dalam senyawa organik formula

Formula yang paling umum untuk jumlah anggota suatu senyawa yang disebut empiris. formula tersebut ada untuk masing-masing zat anorganik. Tapi ketika datang ke menyusun formula dalam kimia organik, para ilmuwan harus menghadapi beberapa masalah. Pertama, berat banyak dari mereka, ratusan, atau bahkan ribuan. Sulit untuk menentukan rumus empiris untuk zat yang luas seperti itu. Oleh karena itu, dengan waktu ada partisi kimia organik analisis organik. pendirinya dianggap peneliti Liebig, Wohler, Gay-Lussac dan Berzelius. Mereka, bersama dengan karya-karya A. M. Butlerova, diidentifikasi adanya isomer - senyawa yang memiliki komposisi kualitatif dan kuantitatif yang sama, tetapi berbeda dalam struktur dan sifat molekul. Itulah sebabnya struktur senyawa organik menyatakan saat ini tidak empiris dan struktural struktur formula lengkap atau kental.

Struktur ini - fitur karakteristik dan khas yang merupakan kimia organik. Rumus ditulis menggunakan tanda hubung, adalah ikatan kimia. misalnya, butana kental rumus struktur akan memiliki bentuk CH ₃ - CH ₂ - CH ₂ - CH _3. rumus struktur penuh menunjukkan semua ikatan kimia hadir dalam molekul.

Juga ada metode pencatatan rumus molekul senyawa organik. Dia tampak sama dengan empiris dari anorganik. Untuk butana, misalnya, itu akan menjadi: C ₄ H _10. Artinya, rumus molekul memberikan ide hanya sekitar komposisi kualitatif dan kuantitatif senyawa. mencirikan struktur ikatan dalam molekul, sehingga mereka dapat digunakan untuk memprediksi perilaku masa depan dan sifat kimia zat. Ini adalah fitur yang memiliki kimia organik. Rumus ditulis dalam bentuk apapun, masing-masing adalah benar.

Jenis reaksi dalam kimia organik

Ada klasifikasi tertentu dari jenis reaksi kimia organik yang terjadi. Dan beberapa klasifikasi ini, atas dasar yang berbeda. Pertimbangkan yang utama.

Mekanisme reaksi kimia dalam metode pembentukan melanggar dan obligasi:

• atau homolytic radikal;
• heterolytic atau ionik.

Reaksi dari jenis transformasi:

• rantai radikal;
• substitusi alifatik nukleofilik;
• substitusi aromatik nukleofilik;
• Reaksi eliminasi;
• Selain itu elektrofilik;
• kondensasi;
• siklisasi;
• substitusi elektrofilik;
• Reaksi penataan ulang.

Dengan cara reaksi run (inisiasi) dan di urutan kinetik reaksi juga kadang-kadang dikategorikan. Ini adalah fitur dasar dari reaksi yang memiliki kimia organik. Teori yang menjelaskan rincian setiap kursus dari reaksi kimia, telah dibuka di pertengahan abad XX, dan dikonfirmasi dan ditambah masih dengan setiap penemuan baru dan sintesis.

Perlu dicatat bahwa reaksi kimia organik umum melanjutkan di bawah kondisi yang lebih ketat daripada dalam kimia anorganik. Hal ini disebabkan stabilisasi lebih besar dari molekul organik karena pembentukan dalam dan hubungan antarmolekul kuat. Oleh karena itu, hampir tidak ada reaksi yang lengkap tanpa menaikkan suhu, tekanan atau aplikasi katalis.

Definisi modern Kimia Organik

Secara umum, perkembangan kimia organik terjadi dengan cara yang intensif selama beberapa abad. Ini akumulasi sejumlah besar informasi tentang zat, struktur dan reaksi di mana mereka dapat bergabung mereka. jutaan disintesis berguna dan bahan baku hanya membutuhkan digunakan dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan, teknologi dan industri. Konsep kimia organik saat ini dianggap sebagai sesuatu yang agung dan besar, banyak dan kompleks, beragam dan signifikan.

Pada saat itu, definisi pertama dari bagian besar ini kimia adalah apa yang memberi Berzelius: itu kimia yang mempelajari zat yang diisolasi dari organisme. Sejak itu, banyak waktu telah berlalu, membuat banyak penemuan, dan menyadari dan diungkapkan sejumlah besar mekanisme proses vnutrihimicheskih. Akibatnya, hari ini ada konsep yang berbeda dari apa yang kimia organik. Penentuan itu diberikan: kimia karbon dan senyawa, serta metode mereka sintesis.