Органик химийн хөгжлийн түүх
Пендахулуан
Органик хими бол нүүрстөрөгчийн нэгдлүүд болон тэдгээрийн урвалыг судалдаг химийн салбар юм. Нарийн мэт санагдаж болох ч энэ салбар нь үнэндээ нэлээд өргөн хүрээтэй бөгөөд амьд организмын биомолекулуудаас эхлээд хуванцар, эмийн бүтээгдэхүүн зэрэг синтетик материал хүртэл бүх зүйлийг хамардаг. Органик химийн хөгжил нь хүн төрөлхтний бидний эргэн тойрон дахь материалын талаарх ойлголт, тэдгээрийг янз бүрийн зорилгоор хэрхэн хувиргах талаарх урт замыг тусгасан болно. Энэ нийтлэлд органик материалын эртний үзэл бодлоос эхлээд орчин үеийн технологи, хэрэглээ хүртэл органик химийн түүхийг тоймлон үзэх болно.
Эртний үеэс Дундад зууны үе хүртэл
19-р зуунаас өмнө хими нь өнөөгийн бидний мэдэх салбаруудад хуваагддаггүй байв. Алхими нь үндсэн металлыг алт болгон хувиргаж, амьдралын үрлийг нээхийг эрэлхийлж байсан химийн практикийн эртний хэлбэр байв. Алхимийг ихэвчлэн хуурамч шинжлэх ухаан гэж үздэг ч алхимийн практикт олон үндсэн химийн ойлголт, техникүүд үндэслэгдсэн байдаг. Органик химийн хүрээнд алхими нь молекулын бүтцийг бүрэн ойлгоогүй ч байгалийн материалаас нэгдлүүдийг гаргаж авах, цэвэршүүлэх янз бүрийн аргуудад хувь нэмэр оруулсан.
Химийн хувьсгал ба Витализмын онол
18-р зууны сүүлч, 19-р зууны эхэн үед хими нь Антуан Лавуазьегийн эхлүүлсэн Химийн хувьсгалын ачаар эмпирик, туршилтад чиглэсэн шинжлэх ухаан болж хөгжиж эхэлсэн. Лавуазье нь массын хадгалалтын хуулийг амжилттай томъёолж, янз бүрийн химийн элементүүдийг тодорхойлж, нэрлэснээрээ "Орчин үеийн химийн эцэг" гэгддэг.
Энэ эрин үед эрдэмтэд органик нэгдлүүдийг зөвхөн амьд организмууд "амьдралын хүч" эсвэл "амин чухал хүч" агуулдаг учраас л үүсгэж болно гэж үздэг витализмын онолд итгэдэг байв . Энэ сэтгэгдэл 1828 онд Фридрих Вёлер органик бус нэгдэл болох аммонийн цианатаас органик нэгдэл болох мочевиныг амжилттай нийлэгжүүлэх хүртэл үргэлжилсээр байв. Энэхүү томоохон ололт амжилт нь органик химийн тусдаа салбарын эхлэлийг тавьсан бөгөөд органик нэгдлүүдийг "амин чухал хүч"гүйгээр органик бус материалаас нийлэгжүүлж болохыг нотолсон юм.
Молекулын бүтцийн хөгжил ба Авогадрогийн энерги хадгалагдах онол
19-р зууны дунд үед органик нэгдлүүдийн молекулын бүтцийн талаарх ойлголт хөгжсөн. Александр Бутлеров, Аугуст Кекуле, Арчибальд Скотт Купер нар органик химийн үндэс суурь болсон химийн бүтцийн онолыг боловсруулахад гол үүрэг гүйцэтгэсэн . Жишээлбэл, Кекуле нь бензолын цикл бүтцийн онолоороо алдартай бөгөөд тэрээр үүнийг дан ба давхар холбоо ээлжлэн орших зургаан гишүүнтэй цагираг гэж тодорхойлсон.
19-р зууны дунд үед Авогадрогийн онолыг хүлээн зөвшөөрсөн нь мөн чухал ач холбогдолтой байсан, учир нь энэ нь ижил температур, даралттай тэнцүү эзэлхүүнтэй хийнүүдэд тэнцүү тооны молекул агуулагддаг гэж заасан байдаг. Энэ нь харьцангуй молекулын масс болон химийн урвалын стехиометрийг тодорхойлох үндэс суурийг тавьсан юм.
Изомеризм ба Стретерохими
Изомеризм буюу хоёр ба түүнээс дээш өөр нэгдлүүд ижил молекулын томъёотой байдаг үзэгдэл нь 19-р зууны сүүлчээр судалгааны гол сэдэв болсон. Херманн Эмил Фишер нүүрс ус, амин хүчлүүдийн талаарх бүтээлээрээ энэ салбарт анхдагчдын нэг байв.
Молекул дахь атомуудын гурван хэмжээст зохион байгуулалтад анхаарлаа хандуулдаг стереохимийн судалгаа нь энантиомер дарсны хүчлийн талстуудыг салгасан тухай Луис Пастерийн нээсэнээр ихээхэн анхаарал татсан. Хожим нь Якобус Хенрикус ван 'т Хофф нүүрстөрөгчийн тетраэдр онолыг боловсруулсан бөгөөд энэ нь органик молекулуудын орон зайн геометрийг үнэн зөв тайлбарласан.
Синтетик ба үйлдвэрлэлийн органик хими
20-р зууны эхэн үе нь голчлон эм, будагч бодис, полимер үйлдвэрлэлд ашигладаг органик нэгдлүүдийн нийлэгжилт хурдацтай явагдсанаар тэмдэглэгдсэн. Жишээлбэл, 1897 онд Байер аспирин, 1928 онд Александр Флеминг пенициллин нээсэн нь Дэлхийн 2-р дайны үеэр Чейн, Флори нар үйлдвэрлэлийн аргаар боловсруулсан нь анагаах ухааны эмчилгээнд хувьсгал хийсэн.
Полимержилтийн дэвшил нь дэлхийг өөрчилсөн шинэ материалыг санал болгосон. Лео Баекеланд 1907 онд анхны синтетик хуванцар болох Бакелитийг зохион бүтээснээр технологийн материалын шинэ эрин үеийг эхлүүлсэн.
Орчин үеийн синтезийн урвал ба арга зүй
20-р зууны дунд үед органик химийн хөгжил нь орчин үеийн органик синтезийн үндэс суурийг бүрдүүлдэг олон гол химийн урвалуудыг нээхэд хүргэсэн. Эдгээр урвалуудад энгийн бодисоос нарийн төвөгтэй нэгдлүүдийг үүсгэх боломжийг олгодог Дильс-Альдер, Виттиг болон бусад урвалууд орно.
Рентген талстографи, NMR, масс спектрометр зэрэг аналитик аргууд хөгжиж байгаа нь молекулын бүтэц, урвалын механизмын талаар нарийвчилсан ойлголт өгөхийг харуулж байна. Энэ нь химичдэд урвалыг илүү үр дүнтэй зохион бүтээх, урвалын бүтээгдэхүүнийг илүү нарийвчлалтай урьдчилан таамаглах боломжийг олгодог.
Органик химийн молекул биологи ба биотехнологид оруулсан хувь нэмэр
Органик хими нь молекулын биологи, биотехнологид чухал хувь нэмэр оруулсан. Хоранагийн ДНХ-ийн синтез болон генийн репликацийн механизмыг ойлгосноор генетик, биотехнологийн салбарт хувьсгал хийх зам нээгдсэн. CRISPR-cas9 технологи болон бусад генийн инженерчлэлийн техникүүдийн тусламжтайгаар олигонуклеотидын химийн синтез нь генийн эмчилгээ, молекулын оношлогооны хөгжлийн үндэс суурь болсон.
Орчин үе ба ирээдүй
Өнөөдөр органик хими хурдацтай хөгжиж байна. Орчин үеийн органик хими нь химийн синтезийн байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулах зорилготой ногоон хими, урвалыг урьдчилан таамаглах, молекулуудыг зохион бүтээхэд симуляци, загварчлалыг ашигладаг тооцооллын химийг хамардаг. Илүү үр ашигтай, сонгомол катализатор боловсруулах нь судалгааны гол чиглэл бөгөөд үүнд байгаль орчинд ээлтэй урвалын хүрээнд багтдаг.
Дүгнэлт
Органик химийн түүх нь энэхүү шинжлэх ухааны салбар эртний алхимиас орчин үеийн синтетик технологи хүртэл бидний ертөнцийг хэрхэн өөрчилснийг харуулж байна. Байгалийн үзэгдлийг тайлбарлаад зогсохгүй хязгааргүй инновацийг бий болгодог шинжлэх ухааны хувьд органик хими нь судалгааны динамик салбар хэвээр үлдэж, хүний амьдралын янз бүрийн талуудад гүнзгий нөлөө үзүүлэх болно. Синтез, судалгаа үргэлжлэн хөгжихийн хэрээр өөр юу нээгдэхийг хэн мэдэх билээ? Мэдээжийн хэрэг, энэ түүх хүн төрөлхтний соёл иргэншил хөгжихийн хэрээр хөгжих болно.
