Таърихи инкишофи химияи органикӣ
Пендахулуан
Химияи органикӣ як соҳаи химия аст, ки пайвастагиҳои карбон ва реаксияҳои онҳоро меомӯзад. Гарчанде ки ин соҳа метавонад танг ба назар расад, дар асл ин соҳа хеле васеъ буда, ҳама чизро аз биомолекулаҳо дар организмҳои зинда то маводҳои синтетикӣ ба монанди пластик ва дорусозӣ дар бар мегирад. Рушди химияи органикӣ як сафари тӯлониро дар фаҳмиши инсоният дар бораи маводҳои атрофи мо ва чӣ гуна табдил додани онҳо барои мақсадҳои гуногун инъикос мекунад. Дар ин мақола таърихи химияи органикӣ, аз назари аввалини маводҳои органикӣ то технология ва татбиқи муосир, баррасӣ мешавад.
Аз антиқа то асрҳои миёна
Пеш аз асри 19, химия ба шохаҳое, ки мо имрӯз медонем, ҷудо нашуда буд. Алхимия як шакли аввали амалияи кимиёвӣ буд, ки мехост металлҳои оддиро ба тилло табдил диҳад ва эликсири ҳаётро кашф кунад. Гарчанде ки алхимия аксар вақт илми қалбакӣ ҳисобида мешавад, бисёр мафҳумҳо ва усулҳои асосии кимиёвӣ дар амалияи алхимиявӣ асос ёфтаанд. Дар заминаи химияи органикӣ, алхимия ба усулҳои гуногуни истихроҷ ва тоза кардани пайвастагиҳо аз маводҳои табиӣ саҳм гузоштааст, гарчанде ки бидуни фаҳмиши пурраи сохтори молекулавӣ.
Инқилоби кимиёвӣ ва назарияи витализм
Дар охири асри 18 ва аввали асри 19, химия ба як илми эмпирикӣ ва ба таҷриба нигаронидашуда табдил ёфт, ки онро Инқилоби химиявӣ, ки аз ҷониби Антуан Лавуазье оғоз шуда буд, ба вуҷуд овард. Лавуазье барои таҳияи муваффақонаи қонуни нигоҳдории масса ва муайян ва номгузории унсурҳои гуногуни химиявӣ ҳамчун "Падари химияи муосир" маъруф аст.
Дар ин давра, олимон ба назарияи витализм бовар доштанд, ки пайвастагиҳои органикиро танҳо организмҳои зинда метавонанд ба вуҷуд оранд, зеро онҳо дорои "қувваи ҳаётӣ" ё "қувваи ҳаётӣ" мебошанд. Ин таассурот то он даме, ки Фридрих Вёлер дар соли 1828 мочевина, як пайвастагии органикиро, аз сианити аммоний, як пайвастагии ғайриорганикӣ, бомуваффақият синтез кард, ҳукмрон буд. Ин дастоварди бузург оғози химияи органикиро ҳамчун як фанни алоҳида нишон дод ва исбот кард, ки пайвастагиҳои органикиро аз маводҳои ғайриорганикӣ бидуни "қувваи ҳаётӣ" синтез кардан мумкин аст.
Рушди сохтори молекулавӣ ва назарияи нигоҳдории энергияи Авогадро
Дар нимаи асри 19, фаҳмиши сохтори молекулавии пайвастагиҳои органикӣ пешрафт кард. Александр Бутлеров, Август Кекуле ва Арчибальд Скотт Купер шахсиятҳои калидӣ дар таҳияи назарияҳои сохтори химиявӣ буданд, ки асоси химияи органикӣ гардиданд. Масалан, Кекуле бештар бо назарияи худ дар бораи сохтори даврии бензол машҳур аст, ки онро ҳамчун ҳалқаи шашаъзо бо пайвандҳои якка ва дукаратаи ивазшаванда тавсиф кардааст.
Қабули назарияи Авогадро дар нимаи асри 19 низ муҳим буд, зеро он изҳор дошт, ки ҳаҷми баробари газҳо дар як ҳарорат ва фишор шумораи баробари молекулаҳоро дар бар мегирад. Ин барои муайян кардани массаҳои нисбии молекулавӣ ва стехиометрияи реаксияҳои химиявӣ замина фароҳам овард.
Изомеризм ва стретрохимия
Изомеризм, падидае, ки дар он ду ё зиёда пайвастагиҳои гуногун формулаи якхелаи молекулавӣ доранд, дар охири асри 19 ба маркази тадқиқот табдил ёфт. Ҳерманн Эмил Фишер яке аз пешравони ин соҳа буд, ки дар бораи карбогидратҳо ва аминокислотаҳо кор мекард.
Омӯзиши стереохимия, ки ба тартиби сеченакавии атомҳо дар молекулаҳо тамаркуз мекунад, бо кашфи Луис Пастер, ки кристаллҳои кислотаи тартарии энантиомерӣ ҷудо карда шудаанд, таваҷҷӯҳи зиёдро ба худ ҷалб кард. Баъдтар Якоб Ҳенрикус ван 'т Ҳофф назарияи тетраэдрии карбонро таҳия кард, ки геометрияи фазоии молекулаҳои органикиро дақиқ шарҳ дод.
Кимиёи органикии синтетикӣ ва саноатӣ
Аввали асри 20 бо суръатбахшии босуръати синтези пайвастагиҳои органикӣ, ки асосан дар саноати дорусозӣ, рангкунӣ ва полимер истифода мешаванд, қайд карда шуд. Масалан, кашфи аспирин аз ҷониби Байер дар соли 1897 ва кашфи пенициллин аз ҷониби Александр Флеминг дар соли 1928, ки баъдан аз ҷониби Чейн ва Флори дар давраи Ҷанги Дуюми Ҷаҳонӣ ба таври саноатӣ таҳия карда шуд, дар табобати тиббӣ инқилоб ба амал овард.
Пешрафтҳо дар полимеризатсия инчунин маводҳои наверо пешниҳод карданд, ки ҷаҳонро дигаргун карданд. Лео Баекеланд соли 1907 бакелитро, ки аввалин пластики синтетикӣ буд, ихтироъ кард ва давраи нави маводҳои технологӣ гардид.
Реаксияҳо ва методологияҳои муосири синтез
Дар нимаи асри 20, таҳаввулот дар химияи органикӣ боиси кашфи бисёр реаксияҳои калидии кимиёвӣ гардид, ки ҳоло асоси синтези муосири органикиро ташкил медиҳанд. Ин реаксияҳо Дилс-Алдер, Виттиг ва дигар реаксияҳоро дар бар мегиранд, ки имкон медиҳанд аз моддаҳои оддӣ пайвастагиҳои мураккаб сохта шаванд.
Рушди усулҳои таҳлилӣ ба монанди кристаллографияи рентгенӣ, ЯМР ва спектрометрияи массавӣ низ мушоҳида шудааст, ки дарки муфассалро дар бораи сохторҳои молекулавӣ ва механизмҳои реаксия фароҳам меорад. Ин ба химикҳо имкон медиҳад, ки реаксияҳоро самараноктар тарҳрезӣ кунанд ва маҳсулоти реаксияро дақиқтар пешгӯӣ кунанд.
Саҳми химияи органикӣ дар биологияи молекулавӣ ва биотехнология
Химияи органикӣ инчунин саҳми назаррасе дар биологияи молекулавӣ ва биотехнология гузоштааст. Синтези ДНК-и Хорана ва дарки механизмҳои такроршавии генҳо роҳро барои инқилоб дар генетика ва биотехнология ҳамвор кард. Бо технологияи CRISPR-cas9 ва дигар усулҳои муҳандисии генетикӣ, синтези кимиёвии олигонуклеотидҳо барои рушди гентерапия ва ташхиси молекулавӣ асоси бунёдӣ гардид.
Давраи муосир ва оянда
Имрӯз, химияи органикӣ босуръат рушд мекунад. Химияи органикии муосир химияи сабзро дар бар мегирад, ки ҳадафи он кам кардани таъсири синтези кимиёвӣ ба муҳити зист аст ва химияи ҳисоббарориро дар бар мегирад, ки барои пешгӯии реаксияҳо ва тарҳрезии молекулаҳо аз симулятсия ва моделсозӣ истифода мебарад. Таҳияи катализаторҳои самараноктар ва интихобӣ низ самти асосии таҳқиқот, аз ҷумла дар заминаи реаксияҳои аз ҷиҳати экологӣ тозатар, мебошад.
Хулоса
Таърихи химияи органикӣ нишон медиҳад, ки чӣ гуна ин соҳаи илм ҷаҳони моро аз алхимияи қадим то технологияи муосири синтетикӣ тағйир додааст. Ҳамчун илме, ки на танҳо падидаҳои табииро шарҳ медиҳад, балки инчунин навовариҳои беохирро фароҳам меорад, химияи органикӣ минбаъд низ як соҳаи динамикии тадқиқот боқӣ хоҳад монд ва ба ҷанбаҳои гуногуни ҳаёти инсон таъсири амиқ хоҳад гузошт. Бо пешрафти синтез ва таҳқиқот, кӣ медонад, ки боз чӣ кашф хоҳад шуд? Албатта, ин таърих бо пешрафти тамаддуни инсонӣ таҳаввул хоҳад ёфт.
