Органические вещества вокруг нас

Создание теории строения органических веществ

Синтез мовеина был случайным. Перкин на самом деле собирался получить бесцветное вещество хинин — лекарство против малярии, а получил краску. Теперь мы знаем, что хинин он таким образом и не мог получить, но тогда этого еще не знали. Химики не имели представления о том, как устроены молекулы органических веществ.

И хотя ученые открывали все больше и больше новых органических веществ и даже начали получать их одно из другого, развитие органического синтеза тормозилось отсутствием теории. По образному выражению немецкого химика Ф. ВЈлера, органическая химия в этот период представлялась ему дремучим лесом, изобилующим чудесными вещами, огромной чащей без выхода, без конца. Лишь пользуясь теорией, можно было найти дорогу в этом лесу.

Такая теория возникла во второй половине XIX в. В 1861 г. профессор органической химии Казанского университета Александр Михайлович Бутлеров впервые высказал и позже доказал опытным путем основной принцип теории химического строения: свойства веществ зависят не только от их состава, но и от химического строения, т. е. от расположения в молекуле атомов и от характера связей между ними. Изучая химические свойства веществ, их взаимодействия, можно установить химическое строение их молекул. Эта теория была революционной, она помогала не только изучать превращения веществ, но через превращения познавать их внутреннюю структуру и предсказывать новые, еще не изученные свойства.

Брожение виноградных соков с образованием спирта было известно еще древним народам.

В создании теории химического строения выдающуюся роль сыграли еще два химика — немецкий химик А. Кекуле и молодой англичанин А. Купер. Кекуле в 1858 г. открыл четырехвалентность углерода и способность этого элемента образовывать цепи атомов. Купер разработал способ изображения строения молекул органических веществ при помощи структурных формул (1858).

Новая теория стала быстро развиваться. Э. Эрлен-мейер (1864) открыл двойные связи между атомами углерода, Я. Г. Вант-Гофф и Ж. Ле Бель (1874) ввели представление о пространственном расположении атомов. В. В. Марковников (1869) разработал учение о взаимном влиянии атомов в молекуле. В первой половине XX в. была доказана электронная природа связей между атомами — теория химического строения обогатилась учением о валентных электронах и стала электронной теорией. В теории химического строения стало возможным использовать методы математического расчета строения молекул, заимствованные из квантовой физики. Вот уже более ста лет теория химического строения является путеводной звездой для исследований в области органической химии; она дала столь мощный толчок исследованиям, какой редко исходил из какой-либо другой естественнонаучной теории.

Итак, теория была найдена. С этого времени началось быстрое развитие органического синтеза. У химиков появилось изумительное по своей остроте и надежности средство предвидения. Всякое вещество имело определенную формулу строения. Формула предсказывала существование неизвестного вещества, и это вещество удавалось синтезировать. Формула предсказывала химические свойства вещества, его химические реакции, и эти реакции удавалось осуществить в лаборатории. Синтезировались тысячи, десятки и сотни тысяч новых веществ, и все они укладывались в систему теории. Это был триумф теории химического строения. Конечно, иногда встречались вещества или их химические реакции, которые не укладывались в уже известные рамки теории. Что ж, эти факты только служили ее дальнейшему развитию. Теория обогащалась, развивалась, совершенствовалась...

А поток новых веществ все увеличивался... Новые красители, лекарственные препараты, душистые вещества, растворители, дубильные вещества и многое другое...