Исторический обзор развития органической химии

Многочисленность органических соединений по сравнению с неорганическими соединениями.

Предмет органической химии

Основы номенклатуры в органической химии

Классификация органических соединений

Роль органической химии в народном хозяйстве

Основные источники органических соединений

Теория строения А.М.Бутлерова

Первые теоретические воззрения

Органическая химия – наука, изучающая соединения углерода, назы­ваемые органическими веществами. В связи с этим органиче­скую химию называют также химией соединений углерода.

Важнейшие причины выделения органической химии в отдельную науку заключаются в следующем.

Число известных органических соединений (более 10 млн.) значительно превышает число соединений всех остальных эле­ментов периодической системы Менделеева. В настоящее время известно около 700 тыс. неорганических соединений, пример­но 250–300 тыс. новых органических соединений получают сейчас в один год. Это объясняется не только тем, что химики особен­но интенсивно занимаются синтезом и исследованием органи­ческих соединений, но и особой способностью элемента углеро­да давать соединения, содержащие практически неограничен­ное число атомов углерода, связанных в цепи и циклы.

2. Органические вещества имеют исключительное значение как вследствие их крайне многообразного практического примене­ния, так и потому, что они играют важнейшую роль в процес­сах жизнедеятельности организмов.

3. Имеются существенные отличия в свойствах и реакцион­ной способности органических соединений от неорганических, вследствие чего возникла необходимость в развитии многих спе­цифических методов исследования органических соединений.

Предметом органической химии является изучение способов получения, состава, строения и областей применения важнейших классов органических соединений.

 

В древние времена люди обладали большим жизненным опы­том по получению и использованию ряда органических веществ.

Они умели изготовлять спиртные напитки путем брожения сахаристых веществ (вино, пиво), приготовлять уксус путем скисания вина. В Индии из сахарного тростника умели изго­тавливать сахар. В древнем Риме применялись растительные краси­тели - индиго, ализарин, «античный пурпур», получавшиеся из не­которых видов улиток. Известны были многие душистые эфирные масла, применявшиеся не только в качестве благовоний, но и как дезинфицирующие средства для сохранения трупов в виде мумий (в древнем Египте). Галлам (французам) было известно мыло.

Однако, в то время люди имели дело со смесями органических соединений. Чистые вещества стали получать значительно позже.

В средние века алхимики (алхимия происходит от арабского алькимия, которое восходит к греческому chemia cheo - лью, отливаю), что указывало на связь алхимии с искусством плавки и литья метал­лов, либо от chemia - Египет, что связывает алхимию с местом, где возникло это искусство.

Своей главной задачей алхимики считали превращение простых металлов в драгоценные (золото, серебро) посредством так называемо­го «философского камня», разработали методы очистки веществ, что в известном отношении подготовило почву для зарождающейся химии.

В 900 г. арабскими алхимиками был получен почти чистый вин­ный спирт.

В 18 веке был выделен уже целый ряд чистых органических ве­ществ.

В 1773 г. выделена кристаллическая мочевина, затем винная, лимонная, яблочная, галловая кислота и многие др. органические соединения.

В начале развития химии исследователи не видели различий между органическими и неорганическими веществами. Однако, в дальнейшем стали замечать, что большинство веществ полученных из «мертвой» природы - различные металлы, соли и т.д. обладают сравнительно малой изменяемостью. В то время как большинство веществ, полученных из организмов растений и животных при срав­нительно малых воздействиях, претерпевают глубокие изменения.

Различное поведение и, как полагали, различные пути образо­вания веществ, получаемых из мертвой и живой природы, легли в основу деления химии на органическую и неорганическую.

К началу XIX века уже сформировалось первоначаль­ное представление об органической химии, как науки, изучающей вещества, образующиеся в животных и растительных организмах.

Основоположником органической химии (1806) можно назвать знаменитого шведского химика Я.Берцелиуса (1779-1848).

Он определил органическую химию как «химию растительных и животных веществ или веществ, образующихся вод влиянием жизненной силы». В то время еще не владели методами получения органических веществ. Отсюда создавалось мнение, что в живой природе действуют особые законы, управляемые «жизненной си­лой».

Что такое «жизненная сила», никто не мог объяснить. Счи­талось только, что она обусловливает образование в организмах органических веществ. Это течение в химии получило название ВИТАЛИЗМА (лат. vitalis - жизненный). Сторонником его был Я.Берцелиус.

Витализм, с одной стороны, сыграл положительную роль, по­скольку он разделял органическую материю и неорганическую, но с другой стороны, он разоружал химиков, т.к. проповедовал, что без жизненной силы нельзя получить органические вещества, т.е. прак­тически отвергался синтез.

С развитием естественных наук идеалистическому реакционно­му виталистическому течению стали противопоставляться материа­листические.

Действуя различными химическими реагентами на органи­ческие вещества природного происхождения, химики стали по­лучать многочисленные продукты, уже не встречающиеся в при­роде.

В 1824 г. немецкий врач и химик Ф. Велер (ученик Я. Берцелиу­са) синтезировал щавелевую кислоту из дициана, а в 1833 г. - моче­вину. Исходным веществом при этом была неорганическая соль - цианистый калий, при окислении которого образуется циановокислый калий, обменным разложением которого с сернокислым аммо­нием получают циановокислый аммоний, который при нитровании превращается в мочевину.

Сам Велер хорошо понимал, что синтетическое получение мо­чевины из неорганического вещества наносит жестокий удар пред­ставлению о жизненной силе, и он с гордостью писал своему учи­телю Берцелиусу: «Я должен сказать Вам, что я могу приготовить мочевину, не нуждаясь для этого ни в почке, ни в живом организме вообще...»

В последующие годы были синтезированы более сложные орга­нические вещества.

В 1854 г. французский химик Бертло синтезировал ряд органи­ческих веществ, в том числе жир. В 1861 г. А. М. Бутлеров синтези­ровал сахаристое вещество. Таким образом, виталистическому тече­нию был нанесен окончательный удар.

Возникла необходимость органической химии выделиться в особый ряд, но теперь уже по совершенно другим при­чинам.

Во-первых: многочисленности органических соединений.

Во-вторых: большое практическое значение органических соеди­нений.

Они необходимы человеку и как в виде продуктов питания (бел­ки, жиры, углеводы), так и в виде многочисленных предметов оби­хода (одежда, обувь).

В-третьих: своеобразие органических соединений.

Они горючи, вступают в различные реакции и обладают изомери­ей (соединения, имеющие один состав, но различное строение). Сущ­ность явления изомерии была открыта А. М. Бутлеровым, который показал, что в изомерных веществах атомы соединены в различном порядке.