有机化学的产生


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有机化学的产生

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有机化学的产生

作者：佚名文章来源：本站原创点击数：更新时间：2004-1-28

　　一、有机化学产生的时代和背景
　　早在古代，人类就已经利用了一些有机物，以供生产和生活的需要。除了吃的植物和动物等自然的有机物外，经过化学加工的有机物也不少。我国古代的制糖、酿造、染色、医药、造纸等方面都作出了许多成就。外国的古印度、巴比伦、埃及、希腊和罗马，在染色、酿造、制造有机药剂等方面也作出了不少的贡献。但是有关这些有机物质的化学知识却知道得很少，比较起来远远落后于无机化学。为什么会出现这样的现象呢？从科学研究的本身来说，有机物质很复杂，研究它们要困难些；从思想意识来说，由于人们对有机物的来源有一些神秘观念，以至长期未能形成一门科学。
　　19世纪初，英国首先发动了产业革命，推翻了封建主义的统治，确立了资本主义制度。19世纪中叶，法、德、美等国相继完成了产业革命，推动了大工业的发展。由于冶金、钢铁、纺织业的迅速发展，需要各种化工原料。例如，随着纺织工业的发展，染料的需要量就大大增加。天然染料无论从数量和品种上都满足不了生产的需要，促使人们不得不去寻找制造染料的方法。又如炼焦工业的发展，煤焦油越来越多，最初作为废料处理，由于污染环境，影响生产，因此对这些废料的有效利用问题就被提出来了。近代有机化学正是在这样的社会需要的推动下产生和逐渐发展起来的。
　　二、有机物提纯的研究
　　人们在利用、制造和生产有机物的过程中，逐步积累了一些经验。开始是天然产物进行加工，然后逐渐制出了一些比较纯的有机化合物。早期研究有机化合物，是从动植物有机体中提取和分离有机物。人们掌握了酿酒方法之后，逐渐掌握了蒸馏酒的技术。明代李时珍在《本草纲目》中详细记载了烧酒的制造工艺，并指出："凡酸坏之酒，皆可蒸烧"，"以烧酒复烧二次"，"价值数倍也"。酸坏之酒含有少量醋酸，进行蒸馏时，酒先蒸出，醋酸因沸点高而被留下，这就使酒精和醋酸得以分离。至于将烧酒复蒸两次，就应该得到含量约为95%的酒精了。李时珍在《本草纲目》中还记述了用五倍子制取没食子酸的方法。此外，在我国早期提制出的比较纯的有机化合物，还有纤维素、乌头碱、蔗糖、麦芽糖、樟脑等。世界其他一些国家也制出了一些比较纯的有机化合物，如土酒石、醋酸铅、琥珀酸、安息香酸等。
　　18世纪后半期，化学家舍勒在有机化合物的分离和提纯方面的工作是很突出的。他１３岁就开始在药房当学徒，后来当了药剂师，一直搞药物的提纯和配制，积累了丰富的经验。他从酿酒的副产物酒石中析离出酒石酸；从柠檬中析离出柠檬酸；从苹果中析离出苹果酸；从酸牛奶中析离出乳酸；从尿中析离出尿酸；从五倍子中析离出没食子酸。他不仅析离出草酸，而且还用硝酸氧化蔗糖制得了草酸。他析离有机酸的方法，主要是利用这些酸的钙盐和铅盐难溶于水的特性，把它们沉淀出来，再用无机酸酸化，便得到比较纯的有机酸了。其他还有许多化学家也析离出不少的有机化合物。例如，1773年从尿中析离出尿素，1805年从鸦片中析离出吗啡，1815年从动物脂肪中析离出胆因醇，1820年从金鸡纳树中析离出金鸡纳等。
　　三、有机物成分的分析研究
　　在研究有机物提纯的同时，还有一些化学家从理论上予以论证，为有机化学的定量研究奠定了基础。1781年，化学家拉瓦锡把他的燃烧理论应用于有机物的分析上。他将许多有机物先完全燃烧，发现都产生碳酸气和水。这显然表明这是有机物中所含的碳和氢经燃烧后生成的。测定所产生的碳酸气和水的量，就可以算出其中所含碳和氢的量。1789年拉瓦锡通过对葡萄酒酿造过程的分析，证明质量守恒定律也适用于有机物。他还对腊、酒精橄榄油等进行了分析，发现有机物中都含有碳和氢，有的还有氧，少数含有氮。据此他认为：一般的植物物质都含有碳、氢、氧，而动物物质除碳、氢、氧外往往含有氮。这个结论虽不够准确，但在当时却是非常可贵的。1810年化学家盖·吕萨克和泰纳，对一些有机化合物的元素分析所得的结果是很成功的。他们将有机物与氯酸钾混合，做成小丸，干燥后放入硬质玻璃管中，强烈地加热使其燃烧，把生成的气体经过侧管收集在倒置于汞内的玻璃瓶中，进行体积测量。用这种方法分析了蔗糖、乳糖、淀粉、蜡等15种不含氮的有机物，以及蛋白、纤维蛋白、酷蛋白和明胶等含氮的有机物，分析结果比较精确。例如，蔗糖的分析结果为，碳41.36%、氢6.39%、氧51.14%，与理论计算值相当接近。
　　盖·吕萨克和泰纳的方法不适用于挥发性的有机物，而且有机物与氯酸钾共热容易爆炸。1814年，贝采里乌斯改进了有机物的成分分析法，采用苛性钾吸收碳酸气，用盛氯化钙的管吸收水。这样燃烧后生成的碳酸气和水的量就可以直接称量了。他还在氯酸钾中掺杂了食盐，降低有机物燃烧的速度，以避免发生爆炸。贝采里乌斯在1815年对一系有机酸进行了分析，并写出它们的化学式。例如：
　　柠檬酸 H＋C＋O，酒石酸5H＋4C＋5O，
　　琥珀酸 4H＋4C＋3O，醋酸6H＋4C＋3O，
　　没食子酸 6H＋6C＋3O，粘液酸10H＋6C＋8O。
　　1830年他分析葡萄酒，发现与酒石酸的组成相同。以上这些研究对有机化学的形成和发展奠定了良好的基础。

文章录入：Leo 责任编辑：Leo

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