第一章緒論

1.1有機化學的發展

有機化學是研究碳氫化合物的化學。在18世紀，人們從動植物內分離得到一些化合物，其性質和組成不同于從礦物中得到的化合物，稱之為“有機化合物”。以后，人們發現這些有機化合物都含有碳、氫元素，有的還含有氧、氮、硫、磷和鹵素。這些元素的種類雖然遠不如無機化合物所含的多，但是有機化合物的種類卻遠比無機化合物繁多，性質也有較大的差異。有機化合物的種類不僅因元素組成不同而異，即使元素組成相同，它們也往往呈現不同的性質。這一現象使早期的化學研究工作者大為困惑。

無機化學家認識化學世界起始于對礦物的分離、提煉和分析。瑞典化學家貝采里烏斯(J.J.Berzelius,1779—1848)利用溶解、熔融、蒸發、結晶等手段，分離無機化合物。英國化學家戴維（H.Davy,1778—1829)通過電解制取活潑金屬元素。19世紀分光儀發明后，人們用光譜識別各種金屬元素。上述手段也曾用于研究有機化合物。雖然分離得到一些純有機化合物，但是無法僅僅從所含元素種類的不同去識別它們。德國化學家李比希（J.vonLiebig,1803—1873)率先使用碳氫分析儀測定化合物中碳、氫的百分含量，并在原子一分子論的基礎上確定分子中各元素原子的相對個數。

原子一分子論在有機化學中發揮了巨大作用。意大利物理學家阿佛加德羅（A.Avogadm，1776—1856)繼承、發展了英國化學、物理學家道爾頓UDalton，1766—1844)的原子論和法國化學家蓋?呂薩克（J.L.Gay-LUSSaC，1778—1850)的氣體反應定律，把化合物的最小單元稱為分子，將揮發性有機化合物分子中各種元素的質量比視為分子中不同原子的相對數目。結合有機化合物的元素分析的結果，在19世紀初，人們已經能夠知道一個有機化合物分子中含有的碳、氫、氧等元素的原子數。

但是，化學家在知道有機物分子的原子組成之后，最感困惑的是，這些原子在分子中是怎樣連接起來的。貝采里烏斯根據一系列有機酸的分析結果，將檸檬酸（C6H607)寫成H+C+0,酒石酸（C4H606)寫成5H+4C+5O,琥珀酸（C4H604)寫成4H+4C+30。他認為沒有必要去研究各個原子的結合方式，只要把碳、氫看做正性元素，氧看做負性元素，把有機化合物比做無機化合物，同樣由兩類元素結合成為化合物，這就是化學中的電化二元理論。

后來人們發現了油脂、糖和胺類的化學組成，并且陸續由無機化合物合成出有機化合物。其中著名的有，德國化學家維勒(F.Wohler，1800—1882)由氰酸銨合成尿素，法國化學家貝特羅（M.E.P.Berthelot，1827—1907)成功地合成油脂，俄國化學家布特列洛夫（A.M.—1886)用多聚甲醛與石灰水合成糖類物質。有機化合物再也不僅僅是有生命的動植物的產物。神秘的生命力創造有機物的傳統觀念動搖了。但是有機化學真正成長為重要的科學分支，則是在一系列理論的發展和技術的進步實現以后的事。

在19世紀30年代，維勒和李比希提出有機化合物的基團理論，認為在有機物中有一部分不變化的組分，即有機基團，一些基團連接在一起組成分子。基團理論歸納并解釋了一些有機化學事實，促進了有機化學的發展，但仍然沒能揭示基團的本質，也未說明基團是怎樣形成的按照這一理論，基團應該像硫酸根、硝酸根那樣穩固，在化學反應中保持不變，但人們沒有找到穩定的有機基團:即使如醋酸根、有機銨正離子可以看做基團,但在某此反應中，它們會加熱分解或被別的原子部分取代。

早期研究得比較深入的取代反應是鹵代反應。法國化學家杜馬（J.B.A.Dumas,1800—1884)發現醋酸中正電性的氫可被負電性的氯取代，而產物的性質卻沒有多大改變。他提出的取代理論推翻了貝采里烏斯的電化二元論，因為后者主張正性的氫是不可能被氯取代而不改變化合物的性質。取代意味著氫與氯在某種意義上的相當。基團理論想像的獨立存在的基沒有找到，于是杜馬把有機化合物劃分為數種不同類型。同一化學類型是指不僅化學式相似,性質也相似，例如醋酸和氯代醋酸

屬于同一化學類型；沼氣

和氯仿

也屬于同一化學類型。

杜馬提出的取代學說和類型論，總結了有機取代反應的一些實驗規律，并對有機化合物的分類做了初步嘗試，但是他確定化學式時沒有考慮分子量，而且同一化合物可以從不同的角度分類。對于多官能團