Saga lífrænni efnafræði. Viðfangsefni og verðmæti Organic Chemistry

Fáir hugsa um hvað er hlutverk lífrænni efnafræði í lífi nútíma mannsins. En það er mikið, það er erfitt að ofmeta. Í morgun, þegar maður vaknar og fer að þvo, og vel í kvöld, þegar hann fer að sofa, fylgja hann stöðugt vörur af lífrænni efnafræði. Tannbursta, fatnað, pappír, snyrtivörur, húsgögn og innri hönnunar, og margt fleira - allt þetta gefur okkur það. En þegar það var ekki raunin, og lífrænni efnafræði til að vita mjög lítið.

Látum okkur sjá hvernig þróast skref fyrir skref í sögu lífrænnar efnafræði.

1. tímabil þroska þar XIV öld, sem heitir eðlilegt.

2. XV - XVII öld - upphaf þróunar eða iatrochemistry gullgerðarlist.

3. Century XVIII - XIX - yfirburða kenningar um vitalism.

4. XIX - XX öld - ákafur þróun vísinda stigi.

Byrja eða náttúrulega áfanga af þróun lífrænni efnafræði

Þessi áfangi samanstendur af mjög tilkomu hugtaksins efna uppruna. Og uppruna fara eins langt aftur og forn Róm og Egyptalandi, sem eru mjög fær íbúar lært að gera litarefni til að lita hluti og föt úr náttúrulegum hráefnum - lauf og stilkar af plöntum. Þetta voru Indigo, sem gefur djúpt bláa litinn, og alizorin litun bókstaflega allt safaríkur og aðlaðandi tónum af appelsínugulum og rauðum. Óvenju fimur íbúar mismunandi þjóðernum sama tíma lærði líka hvernig á að fá edik, til að gera andar frá súkrósa og efna sterkju innihalda úr jurtaríkinu.

Það er vitað að mjög algengt mat á beitingu þessarar sögulegu tímabili voru dýrafitu, jurtaolíu og resín sem eru notuð af matreiðslumanna og græðara. Og einnig í daglegu lífi ýmissa eitur var þétt og helsta vopn vnutriusobnyh samskiptum. Allar þessi efni eru vörur af lífrænni efnafræði.

En, því miður, eins og svo hugtakið "efnafræði" er ekki til, og rannsókn á tilteknum efnum í því skyni að varpa ljósi á eiginleika og samsetningu kom ekki fram. Því þetta tímabil er kallað skyndileg. Allar uppgötvanir voru af handahófi, unfocused eðli gildum neytenda. Þetta hélt áfram þar til næsta öld.

iatrochemistry tímabil - efnilegur byrjun þróun

Reyndar var það í XVI - XVII öld fóru að koma bein framsetning efnafræði sem vísindi. Með starfi vísindamanna nokkurn tíma fengist lífræn efni fundin einfalt tæki til eimingar og sublimation efna sem notuð eru sérstakt efna skip fyrir alger efni á aðskilnað náttúrulegum vörum hráefni.

The aðalæð brennidepill af þeim tíma var lyfið. Löngun til að fá nauðsynlega lyf hefur leitt til þess að álverið stóð ilmkjarnaolíur og önnur hráefni. Þannig, Karl Scheele voru fengin fleiri lífrænum sýrur úr grænmeti hráefni:

• malic;
• sítrónu;
• gallínsýra;
• mjólk;
• oxalic.

Á rannsókn á plöntum og úthlutun þessara sýra vísindamaður tók 16 ár (1769 til 1785). Þetta var upphafið af þróun, lagði grunn að lífrænni efnafræði, sem er beint og útibú efnafræði hefur verið greind og nefndi síðar (snemma XVIII öld).

Á sama tíma mið-GF lögð áhersla á Rueil svo kristalla af þvagsýru úr þvagefni. Aðrir efnafræðingar succinic acid has fengnar úr amber, vínsýru. Í almennri notkun felur í sér aðferð til að þurru eimingu plantna og dýra, efni, en með því er fengin edikssýra, díetýl eter, tréspíritus.

Þannig hófst ákafur þróun lífræna efnaiðnaði í framtíðinni.

Vis Vitalis, eða "líf gildi"

XVIII - XIX öld í lífrænni efnafræði er mjög tvíþætt: annars vegar, there ert a tala af uppgötvunum sem hafa gífurleg verðmæti. Á hinn bóginn löngu, vöxt og uppsöfnun viðeigandi þekkingu og réttar hugmyndir hamlaði ríkjandi kenningu um vitalism.

Þessi kenning myntsláttumaður og lýst helstu Jens Jakobs Berzelíus sem á sama tíma sem hann hefur sjálfur gefið, og skilgreiningu á lífrænni efnafræði (nákvæm ár er óþekkt, eða 1807, eða 1808). Samkvæmt ákvæðum þessa kenningu, lífrænu efni er hægt að myndast aðeins í lífverum (plöntur og dýr, þar á meðal mönnum), sem einungis lifandi verur hafa sérstaka "líf gildi" sem gerir þessi efni framleitt. Þó ólífræn efni fá lífræna algerlega ómögulegt, þar sem þeir eru vörur dauða, non-eldfim, án gagnvart Vitalis.

Hið sama vísindamenn Fyrsta flokkun af öllu þekkt á þeim tíma sem efnasambandanna til ólífrænum (non-living, öll efni eins og vatn og salt) og lifrænum (lifandi, þeir sem eins og ólífuolíu og sykri) hefur verið lagt til. Einnig Berzelius Fyrsta tilnefnd sérstaklega tekið fram að slík lífrænni efnafræði. Ákvörðun var: a hluti af efnafræði eru rannsökuð efni unnin úr lífverum.

Á þessu tímabili, vísindamenn auðveldlega útfærð umbreytingu lífrænna efnasambanda inn ólífræn, t.d. með þvi að brenna. Hins vegar er möguleiki á reconversion neitt var ekki vitað ennþá.

Örlögin höguðu því, að það var nemandi Jens Berzelius Fridrih Veler stuðlað að upphaf hruns kenningu kennara hans.

Þýska vísindamaður að vinna nánar sýaníð efnasambönd og í einu af tilraununum sem framkvæmdar voru til að fá slíka kristalla tekst svipað og þvagsýru. Þess vegna, a fleiri ítarlegur rannsókn fann hann að í raun tekist að fá lífræn efni úr ólífrænum, án gagnvart Vitalis. Sama hversu efins Berzelius, var hann neyddist til að viðurkenna þetta undeniable staðreynd. Svo það var fjallað um fyrsta blása til the vitalistic útsýni. Saga lífrænni efnafræði byrjaði að fá skriðþunga.

Nokkrir uppgötvanir, mulið vitalism

Wöhler árangur hefur innblástur efnafræðingar á XVIII öld, svo byrjaði útbreidd prófanir og tilraunir til þess að fá lífræn efni í tilraunaglasi. Slík nýmyndun sem eru mikilvæg og mikilvægasta hafa verið nokkrir.

1. 1845 G. - Adolf Kolbe sem var nemandi Wöhler, stýrir einföld inorganics C, H _2, O ₂ Multistage Heildarefnasmlðin til að fá samanstanda af ediksýru, sem er lífræn efni.
2. 1812, Konstantinom Kirhgofom framkvæmda nýmyndun glúkósa eru úr sterkju og sýru.
3. 1820 Anri Brakonno eðlissvipt prótein sýru og síðan meðhöndluð með saltpéturssýru og blönduna sem fékkst úr fyrstu 20 amínósýrum um nýmyndað síðar - glýsín.
4. 1809 Michel Chevreul rannsakað samsetningu fitu, reyna að skipta þeim í deildir hluti hennar. Þess vegna fékk hann fitusýrur og glýseról. 1854, Zhan Bertlo gangi áfram Chevrel glýseról og hitað með sterínsýra. Niðurstaðan - fitu, einmitt endurtekur uppbyggingu náttúrulegum efnasamböndum. Síðar tókst honum að fá og önnur fita og olía, sem voru aðeins öðruvísi í sameinda uppbyggingu úr náttúrulegum hliðstæður. Að sýnt sé fram á möguleika á að fá nýja lífræn efnasambönd miklu máli í rannsóknarstofu.
5. J. Berthelot nýmynda metan úr vetnissúlfíði (H ₂ S) and carbon dísúlfíð (CS _2).
6. 1842 Zinin var hægt að smíða anilín frá nítróbensen Dye. Síðar tókst honum að fá fjölda af anilíni litarefni.
7. A. Bayer skapar eigin rannsóknarstofu, sem hefur verið virkur og vel myndun lífrænna litarefni, svipað náttúrulegt: alizarin, indigóbláa, antrohinonovye, sanþen.
8. 1846 nýmyndun nítróglýseríni vísindamanna Sobrero. Hann þróaði einnig ákveðna kenningu tegundir, sem segir að efni sem eru svipuð sumir af því að ólífræna og er hægt að framleiða með því að skipta vetnisatómum skipt í byggingu.
9. 1861 A. M. Butlerov nýmynduð sætuefnis af formalín. Þeir voru mótuð undir ákvæði kenningar af efnafræðilegri byggingu lífrænna efnasambanda sem á við um dagsins í dag.

Öll þessi áhrif hafa borið kennsl inn titil Lífræn efnafræði - kolefnis og sambönd þess. Frekari uppgötvanir hafa lagt áherslu á verkunarhætti efnahvörfum í lífrænni efnafræði, til að koma eðlis rafrænna gagnverkun, og við uppbyggingu efnasambandanna.

Seinni helmingur XIX og XX öld - tími alþjóðlegum efna uppgötvanir

Saga lífrænni efnafræði tímanum hefur gengið alla stór breyting. Vinna margir vísindamenn á ferli innri ferlum í sameindir, viðbrögð og kerfum hefur skilað frjósöm niðurstöður. Svo, árið 1857, Friedrich Kekule þróaði kenningu Valence. Það tilheyrir einnig til hinnar miklu sérstaklega nefna - uppgötvun á uppbyggingu af sameindunum sem í arómatískur kolvatnsefnishópur sem bensen. Á sama tíma A. M. Butlerov mótuð kenningar með bygginguna stöðu í efnasambönd, þar sem bendir til kolefnis tetravalence og fyrirbæri í tilvist myndbrigðum, og ísómera.

VV Markovnikov og A. M. Zaytsev kafa í rannsókn á fyrirkomulagi viðbrögð í lífrænu efni og móta reglur sem skýra þessar aðferðir og staðfesta. Árið 1873 - 1875 ár. I. Wislicenus, van't Hoff og Le Bel rannsaka rúmfræðilegri stöðu frumeinda í sameinda, ljós tilvist hljómtæki-myndbrigða, og eru forfeður í heild vísinda - rúmefnafræði. A einhver fjöldi af mismunandi fólki sem taka þátt í sköpun á sviði lífrænnar efnafræði, sem við höfum í dag. Því lífræn efnafræði, eru vísindamenn athyglisvert.

Í lok XIX og XX öld - tími heimsvísu uppgötvun í lyfjaiðnaði, mála iðnaður, skammtafræði efnafræði. Lítið á opnun, til að tryggja hámarks gildi lífrænni efnafræði.

1. 1881 Conrad M. og M. Gudtseyt smiðuð eru deyfilyfjum, veronal og salisýlsýra.
2. 1883 L. Knorr móttekin andpýrín.
3. 1884 F. Stoll fékk pyramidon.
4. 1869 Hyatt bræður vann fyrsta mannavöldum trefjum.
5. 1884 D. Eastman smiðuð celluloid kvikmynd.
6. 1890 received cuprammonium fiber L. Depassi.
7. 1891 Charles Cross og samstarfsmenn hans fékk rayon.
8. 1897 F. Miescher og Buchner stofnaði kenningar um líffræðilegrar oxun (frumu-gerjun var uppgötvað og ensímum eins og the Biocatalysts).
9. 1897 F. Miescher uppgötvað kjamsýrur.
10. Upphaf XX öld - nýja efnafræði málmlífrænum efnasambanda.
11. 1917 Lewis opnaði rafræna eðli efnatengi í sameindum.
12. 1931 Hückel - stofnandi skammtafræði aðferðum í efnafræði.
13. Of 1931-1933. Laymus Pauling réttlætir Ómun kenning, og síðar hans samstarfsmenn í ljós kjarnann þróun í efnahvörfum.
14. 1936 Nylon tilbúið.
15. Of 1930-1940. AE Arbuzov gefur tilefni til þróunar Lífræn fosfórsambönd sem eru grundvöllur til framleiðslu á plasti, lyf, og skordýraeitur.
16. 1960 Academician Nesmeyanov með nemendum skapaði fyrsta tilbúna mat á rannsóknarstofu.
17. 1963 Du Vinho fengu insúlín, sem er stórt skref fram á við í læknisfræði.
18. 1968 Indian HG Kóraninn tekist að fá einfalda gen sem hjálpaði í deciphering erfðafræðilega kóðann.

Þannig mikilvægi lífrænni efnafræði í lífi fólks einfaldlega colossal. Plasti, fjölliður, trefjar, málning og lökk, gúmmí, gúmmí, PVC efni, pólýprópýlen og pólýetýlen, og mörg önnur nútíma efni, án sem í dag er einfaldlega ekki hægt líf, flókin leið til að uppgötvun hennar. Hundruð vísindamanna hafa gert árum þeirra harður vinna, þannig að það var almennt sögu þróun lífrænnar efnafræði.

Nútíma kerfi lífrænna efnasambanda

Hafa gert mikið og erfitt leið til þróunar á lífrænni efnafræði, og nú ekki standa enn. Það eru fleiri en 10 mill. Connections, og þessi tala fer vaxandi á hverju ári. Því það er kerfisbundin fyrirkomulag uppbyggingu efna sem gefur okkur lífrænni efnafræði. Flokkun lífrænna efnasambanda sem er sett fram í töflunni.

The flokkur efnasambanda	uppbyggingu lögun	Almenna formúlan
Kolvetni (gerður af aðeins kolefnis- og vetnisatóm)	mettuð (aðeins Sigma bindingu.); ómettaðar (Sigma og PI samskipti.); ekki-hringlaga; hringlaga.	Alkana C n H 2n + 2; Alkenar, sýklóalkönum C n H 2n; Aikýnunum, alkadienes, C n H 2N-2; Arena C 6 H 2N-6.
Efni sem innihalda mismunandi atóm heteróparta í helstu hópnum	halógenatómum; OH hópur (alkóhól ásamt fenól); hópar ROR (eterar).	R-Hal; R-OH; ROR.
karbónýlefriasamböndum	aldehýðum; ketónum; kínon.	RC (H) = O
Efnasambönd sem innihalda karboxýlhópi	carboxylic acid; estrar.	R-COOH; R-COOR.
Efnasambönd sem innihalda brennisteini, köfnunarefni eða fosfór í sameindinni	Getur verið hringlaga eða hringlaga	-
málmlífiæna efnasambönd	Carbon tengt beint við annars þáttar, en ekki vetni	C-E
málmlífiæna efnasambönd	Carbon tengt to the metal	Með-Me
heterósýkliskum efnasamböndum sem	Í uppbyggingu sem byggir á hringrás við meðlimi heteróatómin	-
náttúruleg efni	Stór fjölliða sameindir sem gera upp náttúrulega efnasambönd	prótein, kjarnsýra, amfnósýrur, alkalóíðum og þess háttar. d.
fjölliður	Efna, sem hafa með háan sameindaþunga, sem eru byggðar á einliðueiningar	n (-RRR-)

Rannsóknin á öllu ýmsum efnum og viðbrögð þar sem þeir koma inn, og er efni af lífrænni efnafræði í gegnum netið.

Aðrar tegundir efnatengja í lífrænum efnum

Fyrir hvaða efnasambönd sem einkennist elektronnostaticheskie milliverkanir þátt í sameindir, sem eru gefnar upp í viðurvist organics samgildum tengjum eða skautaðar og óskautuðum samgild tengi. Á málmlífrænu efnasambðnd geta myndað væga jónandi samskipti.

Samgild Óskautuöu samskipti eiga sér stað á milli CA-C með því að hvarfa öllum lífrænar sameindir. Samgild polar milliverkanir einkennandi fyrir mismunandi-Málmleysingi frumeinda í sameindinni. Til dæmis, C-Hal, CH, CO, CN, CP, CS. Þetta er allt vegna þess að lífrænni efnafræði sem eru til staðar í við myndun efnasambanda.

Breytingar á efnasamböndunum samkvæmt formúlunni organics

Algengustu Formúlur fyrir fjölda meðlima efnasambandi sem kallast reynslunni. Slíkar formúlur eiga við hverja fyrir ólífræna efnisins. En þegar það kom að teikna upp formúlur í lífrænni efnafræði, vísindamenn þurfti að standa frammi nokkur vandamál. Í fyrsta lagi, þyngd margra þeirra, hundruð eða jafnvel þúsundir. Það er erfitt að ákvarða Efnaformúlan fyrir slíka mikla efni. Því með tíma var skipting á lífrænni efnafræði sem lífræn greiningu. Stofnendur hennar talin vísindamenn Liebig, Wöhler, Gay-Lussac og Berzelíus. Þeir, ásamt verkum A. M. Butlerova, bent á tilvist myndbrigðum - Efnasambönd sem hafa sama efnislega og tölulega samsetningu, en eru ólíkir hvað varðar uppbyggingu og eiginleikar sameindarinnar. Það er ástæða þess uppbyggingu lífrænna efnasambanda sem er gefinn í dag er ekki hlutfalls- og byggingarformúla eru heilar myndir eða samrunnum byggingarformúla.

Þessi mannvirki - einkenni og sérkenni sem er lífræn efnafræði. The formúlur eru skrifuð með bandstrik, er efnatengi. t.d., bútan þéttur byggingarformúla uppskrift mun vera með því sniði _CH3 - CH ₂ - CH ₂ - _CH3. Full byggingarformúla birtist sem sýnir öll efna skuldabréf til staðar á sameindinni.

Einnig er það aðferð til að rita sameinda formúlur af lífrænna efnasambanda. Hann lítur það sama og reynslan frá ólífræn. For bútan, til dæmis, verður það að vera: C ₄ H _10. Það er, að Molecular formula gefur hugmynd aðeins um eðlislægum og magn innihaldsefna af efnasambandinu. Burðarvirki einkenna tengið í sameindinni, svo þeir geta vera notaður til að segja fyrir um hegðun og efnafræðilega eiginleika efnisins. Þetta eru aðgerðir sem lífræna efnafræði. Formúlur eru skrifaðar í hvaða formi sem er, hvert þeirra er satt.

Tegundir viðbragða í lífrænum efnafræði

Það er ákveðin flokkun af þeirri gerð af llfrænum efnahvörfum efnafræði sem eiga sér stað. Og sumir þessara flokka, á mismunandi forsendum. Íhuga þær helstu.

Aðferðir efnahvarfa f aðferðum um að brjóta og bindist myndun:

• eða homolytic stakeind;
• heterolytic eða jónandi.

Viðbrögð tegundir umbreytingar:

• keðja stakeind;
• kjamsækinn alífatíska útskipting;
• kjamsækinn arómattsk umskipting;
• brotthvarf viðbrögð;
• electrophilic viðbót;
• þétting;
• með tilliti til hringmyndunar;
• electrophilic útskipting;
• endurröðun viðbrögð.

Með því að hlaupa viðbrögð (upphaf) og á hreyfiorku röð hvarfinu er líka stundum flokkuð. Þetta eru helstu eiginleikar hvörfunum sem hefur lífrænni efnafræði. Kenningin sem lýsir upplýsingar um hvert námskeið á efnahvörf, hefur verið opnuð í miðri XX öld, og staðfest og bætt enn með hverjum nýjum uppgötvun og myndun.

Það skal tekið fram að almenn Organic Reactions chemistry halda áfram undir strangari skilyrði en í ólífrænum efnafræði. Þetta er vegna þess að meiri stöðugleika lífrænna sameinda vegna þess að myndun innan og sterkum intermolecular tengsla. Þess vegna, nánast ekkert til hvarfmu er lokið án þess að hækka hitastig, þiýsting eða beitingar hvata.

Nútíma skilgreining á Organic Chemistry

Almennt, þróun lífrænni efnafræði fara á erfiðri leið fyrir nokkrum öldum. Það safnast mikið af upplýsingum um efni, uppbyggingu þeirra og viðbrögðum þar sem þeir geta tekið þátt. Efnasmíðuð milljónir gagnlegt og einfaldlega þarf hráefni sem notuð eru í ýmsum sviðum vísinda, tækni og iðnaður. Hugmyndin um lífræna efnafræði í dag er talinn eitthvað mikilfenglegur og stór, fjölmargir og flókin, fjölbreytt og mikilvæg.

Á þeim tíma, fyrsta skilgreiningin á þessum mikla hluta efnafræði var það sem gaf Berzelíus: það er efnafræði sem rannsakar efni einangruð úr lífverum. Síðan þá mikill tími hefur liðið, gert margar uppgötvanir, og áttaði og birta fjölda ferla vnutrihimicheskih leiðum. Þess vegna, í dag er öðruvísi hugmynd um hvað lífræna efnafræði. Ákvörðun það er gefið: úr kolefni efnafræði og samböndum þess, og aðferða við myndun.