尿素和有機(jī)物的人工合成
化學(xué)試劑,九料化工商城 / 2020-10-30
1824年德國(guó)化學(xué)家維勒(F. Wohler)從無(wú)機(jī)物氯和氨水出發(fā)制出了尿素。經(jīng)過(guò)四年的論證以及用不同的無(wú)機(jī)物
通過(guò)不同的途徑也合成相同的尿素，于1828年發(fā)表了《論尿素的人工合成》的文章。
尿素的人工合成是化學(xué)的一大進(jìn)步。此前，生物學(xué)和有機(jī)化學(xué)中廣泛流行一種“生命力論”，認(rèn)為動(dòng)植物有機(jī)體具有種生命力， 只有依靠它才能制造出有機(jī)物質(zhì)，尿素的合成給生命力論以巨大的沖擊。尿素雖然從無(wú)機(jī)物人工合成出來(lái)了，還有人認(rèn)為;尿素只是動(dòng)植物的分泌物，界于有機(jī)物和無(wú)機(jī)物之間，不能認(rèn)為是真正的有機(jī)物;想用無(wú)機(jī)物合成復(fù)雜的真正的有機(jī)物是不可能的。隨后化學(xué)家們從無(wú)機(jī)物出發(fā)，相繼合成了醋酸、檸檬酸、葡萄糖等一系列有機(jī)物，這使化學(xué)家們確信可以由無(wú)機(jī)物人工合成出有機(jī)物。生命力論才真正被吸倒，解除了它對(duì)人們思想的禁，開創(chuàng)了有合成的新時(shí)期。下面從幾件事例簡(jiǎn)述19世紀(jì)后半葉有機(jī)化學(xué)的進(jìn)展。
1.茜素和靛藍(lán)的人工合成
茜素和旋藍(lán)是很早就被人們使用的天然染料。.jpg "茜素")
茜素是從茜草中提取出來(lái)的一種鮮艷的絳紅色染料。在17世紀(jì)時(shí)，由于歐洲紡織工業(yè)的發(fā)展，染料需要量增加，雖然曾人工種植，仍滿足不了需要19世紀(jì)60年代，化學(xué)家開始研究它的結(jié)構(gòu)，并以蒽醌為原料，探索出原料便宜、操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高的合成路線，制得了茜素，投放在市場(chǎng)上，代替天然的茜素。
靛藍(lán)是人們很早從木藍(lán)和松藍(lán)植物中提取用來(lái)染棉布的藍(lán)色染料，由于它非常穩(wěn)定不會(huì)褪色，很受人們的歡迎。
靛藍(lán)結(jié)構(gòu)的測(cè)定和研究?jī)r(jià)廉的人工合成工業(yè)途徑，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的道路，從19世紀(jì)初到20世紀(jì)初，是有機(jī)化學(xué)發(fā)展史上一項(xiàng)重要的史料。
在藍(lán)人工合成的基礎(chǔ)上，化學(xué)家又改進(jìn)合成方法，生產(chǎn)出性能比藍(lán)更好的陰丹士林染料，它是一種色洋鮮艷的藍(lán)色染棉染料，它耐光性能好，不易褪色，而且價(jià)格低廉陰丹士林英文名為 Indanthrene，是由 Indigo(淀藍(lán))和Anthrancene(蒽)聯(lián)合起來(lái)（九料化工http://f670.cn/）。
2.碳價(jià)鍵的四面體構(gòu)型和分子旋光性
隨著有機(jī)合成和有機(jī)分析的發(fā)展，人們對(duì)有機(jī)化合物的認(rèn)識(shí)逐步深入。其中一個(gè)問(wèn)題是四價(jià)碳原子連結(jié)的4個(gè)基團(tuán)在空間應(yīng)當(dāng)怎樣排布。范霍夫(J.H.van＇ t Hoff.，1852－1911，荷蘭人)和勒貝爾(J.A. Le Bel，1847-1930，法國(guó)人)根據(jù)CH2R2只有1種異構(gòu)體，而 CHR R“”R＂只有2個(gè)異構(gòu)體的事實(shí)，認(rèn)為和C原子連接的4個(gè)原子或基團(tuán)不可能是在同一平面上，4個(gè)鍵指向4個(gè)不同的方向，如圖3.3.1所示，因?yàn)樵谕粋€(gè)平面上排列CH2R2有兩個(gè)異構(gòu)體，而CHR＇R＂R＂應(yīng)有3個(gè)異構(gòu)體，和實(shí)際情況不同。
圖3.3.1平面四方形構(gòu)型的異構(gòu)體
范霍夫認(rèn)為C原子的4個(gè)價(jià)鍵應(yīng)當(dāng)指向四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，碳原子居于四面體的中心，這樣異構(gòu)體的數(shù)目就減少了，對(duì)CH2R2只有一個(gè)異構(gòu)體，如圖3.3.2(a)所示。對(duì)CHR R“R”只有兩個(gè)異構(gòu)體，如圖3.3.2(b)所示，其中一個(gè)是另一個(gè)的鏡像，不可能疊合。
圖3，3.2四面體構(gòu)型的異構(gòu)體
3.苯的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的建立
苯是1825年由法拉第首先發(fā)現(xiàn)的。后來(lái)，經(jīng)過(guò)多方實(shí)驗(yàn)確定它的分子式為C6H。這為確定它的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了難題，因它的氫碳比很小，應(yīng)是不飽和化合物，但它性質(zhì)上又不顯示典型的不飽和化合物所具有的易發(fā)生加成反應(yīng)的性質(zhì)。.jpg "環(huán)式結(jié)構(gòu)")
凱庫(kù)勒(F.A. Kekule，1829-1896，德國(guó)人)對(duì)這一問(wèn)題不停地日夜思考、專心致志，提出了一個(gè)由6個(gè)碳原子以單、雙鍵交替結(jié)合而形成的環(huán)式結(jié)構(gòu)。后來(lái)他說(shuō)他是在書房中打瞌睡時(shí)夢(mèng)見碳原子長(zhǎng)鏈像蛇一樣抓住自己的尾巴的景象啟發(fā)所得。他自述的趣聞，啟迪人們?cè)诳茖W(xué)研究中必須注意獨(dú)立思考和善于想象，將問(wèn)題終日放在頭腦中紫繞著，以致產(chǎn)生的夢(mèng)幻也會(huì)給出有益的啟示。
苯的環(huán)狀結(jié)構(gòu)指導(dǎo)有機(jī)化學(xué)家開發(fā)利用煤焦油，并為染料、醫(yī)藥、香料和炸藥等有機(jī)產(chǎn)品的合成和發(fā)展起了重要的作用。
.jpg "茜素和陰丹士林")
.jpg "圖3.3.1平面四方形構(gòu)型的異構(gòu)體")
.jpg "圖3，3.2四面體構(gòu)型的異構(gòu)體")
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