Эта увлекательная химия

Самый термин "органическое вещество" означает: вещество, полученное из организма животного или растения. Однако сложность органических соединений, их многообразие представлялись Берцелиусу непознаваемыми. Насколько все казалось проще в мире минеральных веществ! На органические соединения, считал Берцелиус, нельзя распространить законы минерального мира; они образуются в живых тканях под действием "жизненной силы". Берцелиус был убежденным виталистом (латинское vitalis означает "жизненный"). Но именно его ученик Фридрих Вёлер осуществил синтез, который, по его собственным словам, был примечателен тем, что давал "образец искусственного получения органического вещества, так называемого животного вещества из неорганической материи": нагревая циановокислый аммоний, он получил мочевину. Произошло это в 1828 году. Подобных фактов становилось все больше.

1845 год — Кольбе синтезирует в несколько стадий уксусную кислоту, используя в качестве исходных неорганические вещества — древесный уголь (углерод), водород, кислород,серу, хлор.

1854 год — Бертло синтезирует жироподобное вещество.

1861 год — Бутлеров, действуя известковой водой на параформальдегид (полимер муравьиного альдегида) , осуществил синтез "метиленитана" — вещества, относящегося к классу сахаров.

1862 год — Бертло, пропуская водород между угольными электродами электрической дуги, полу-чает ацетилен. Это был первый полный синтез органического вещества из элементов, осуществленный в одну стадию.

Рухнула "китайская стена" между неорганическими и органическими соединениями.

"Дремучий лес" органической химии

Становилось ясно, что никакой жизненной силы не существует, что вещества, выделенные из организмов растений и животных, могут быть синтезированы искусственным путем, что они имеют ту же природу, что и все прочие вещества. Нужна была теория, которая объясняла бы, как построены органические вещества, почему они гораздо сложнее и много численнее веществ неорганических.

Одна из первых теорий органической химии — теория радикалов — тесно связана с электрохимической теорией уже известного нам Берцелиуса (расцвет ее приходится на 1820-1840 годы). Этот ученый занимался в основном неорганическими соединениями. Подвергая действию электрического тока соли, основания, кислоты, Берцелиус сделал вывод, что все вещества состоят из двух частей, несущих противоположные заряды. И хотя растворы большинства органических соединений электрический ток не проводят, Берцелиус утверждал, что все они также состоят из двух противоположно заряженных частей — радикалов. Радикалы столь же прочны, как и атомы в неорганических соединениях, при химических превращениях они переходят из одной молекулы в другую, не изменяясь. Получалось, что группа атомов — радикал — по своим функциям аналогична одному атому в неорганической химии.

В 1832 г. Либих и Вёлер выполнили классическую работу, которая способствовала укреплению авторитета теории радикалов. Эти ученые исследовали "горькоминдальное масло" (С₇H₅O). Оказалось, что из него молено получить ряд других соединений, содержащих группу C₇H₅O (эта группа была названа радикалом бензоилом): С₇Н₅O-ОН — гидроокись бензоила, С₇Н₅О-ONa — бензонатриевая соль. (Теперь мы знаем, что "горькоминдальное масло" — это бензойный альдегид, а гидроокись бензоила — это бензойная кислота.)

Заметим, что современные химики широко оперируют самим понятием "радикал" (вспомним, например, радикалы метил СН₃, этил С₂Н₅). Но не стоит забывать, что мы вкладываем в понятие "радикал метил" совсем иной смысл, нежели сторонники этой теории. Так, они считали, что радикалы, как и атомы, могут спокойно существовать в свободном состоянии и что изменить радикал, как и атом, невозможно.

Каково же было замешательство Берцелиуса и его учеников, когда всего через несколько лет французский химик Дюма провел хлорирование уксусной кислоты! По теории радикалов уксусная кислота состоит из радикала ацетила С₂Н₃О и гидроксильной группы ОН. Дюма нашел, что в уксусной кислоте атом водорода легко замещается на хлор, причем образующаяся хлоруксусная кислота не сильно отличается по свойствам от уксусной:

Что же это значит? Радикал ацетил легко изменяется? Берцелиус, Вёлер и другие сторонники теории радикалов не могли смириться с этим открытием. Результат Дюма подвергся сомнению. Но факты — упрямая вещь. От теории радикалов пришлось все-таки отказаться. Ее сменила теория типов, развитая в 1840-1860 годах Жераром и Лораном. По этой теории молекула не состоит из разноименно заряженных частей, а представляет единое целое. При реакции молекулы распадаются на остатки, которые в отличие от радикалов не могут существовать в свободном состоянии. Исходя из реакций, характерных для данных соединений, эти вещества относятся к нескольким типам.

Жерар считал, что все органические соединения можно подразделить на четыре типа: