1824年，德國化學家維勒將氰化物水解制成草酸。1828年，他不小心把氰酸銨加熱變成了尿素。氰化物和氰酸銨是無機化合物，而草酸和尿素是有機化合物。惠勒的實驗結果給了“生命力”理論第壹次沖擊。此後，由碳、氫等元素合成了醋酸等有機化合物，“生命力”理論逐漸被人們拋棄。
由於合成方法的改進和發展，越來越多的有機化合物是在實驗室中合成的，而且大部分是在與活體完全不同的條件下合成的。“活力”理論逐漸被拋棄，但“有機化學”這壹術語壹直沿用至今。
19世紀初至1858年，在價鍵概念提出之前，有機化學處於萌芽狀態。在此期間，許多有機化合物已被分離，壹些衍生物已被制備和定性描述。
法國化學家拉瓦錫發現，有機化合物燃燒後，會產生二氧化碳和水。他的研究工作為有機化合物的定量分析奠定了基礎。1830年，德國化學家尤斯圖斯·馮·李比希發展了碳和氫的分析方法，1833年，法國化學家杜馬建立了氮的分析方法。這些有機定量分析方法的建立，使化學家能夠獲得壹種化合物的實驗式。
當時，在解決有機化合物分子中的原子如何排列組合的問題時，遇到了很大的困難。起初，有機化學用二元理論來解決有機化合物的結構問題。二元理論認為，化合物的分子可以分為帶正電荷的部分和帶負電荷的部分，它們通過靜電力結合在壹起。根據壹些化學反應，早期的化學家認為，有機化合物的分子是由在反應中保持不變的基團和根據相反電荷的靜電力在反應中發生變化的基團組成的。但是這個理論本身就有很大的矛盾。
法國化學家熱拉爾和洛朗建立了類型理論。這種理論否認有機化合物是由帶正電荷和帶負電荷的基團組成的，而是認為有機化合物是由壹些可以被取代的母體化合物衍生而來的，所以可以根據這些母體化合物進行分類。類型學將許多有機化合物分為不同的類型。根據它們的類型，不僅可以解釋化合物的某些性質，還可以預測壹些新化合物。但是類型理論未能回答有機化合物的結構問題。
有機化合物根據不同的類型進行分類。根據它們的類型，不僅可以解釋化合物的某些性質，還可以預測壹些新的化合物。但是類型理論未能回答有機化合物的結構問題。
經典有機化學時期是從1858年價鍵理論的建立到1916年價鍵電子理論的引入。
1858年，德國化學家凱庫勒和英國化學家庫珀提出了價鍵的概念，並首次用破折號“-”來表示“鍵”。他們認為有機化合物的分子是由它們的組成原子結合而成的。因為在所有已知的化合物中，壹個氫原子只能與另壹種元素的原子結合，所以選擇氫作為價格單位。壹種元素的化合價是能與這種元素的壹個原子結合的氫原子數。凱庫勒還提出了壹個重要概念，即分子中的碳原子可以相互結合。
在1848中，巴斯德分離出兩種酒石酸晶體，壹種是左半晶，另壹種是右半晶。前者可以使平面偏振光向左旋轉，後者可以使其向右旋轉相同的角度。在乳酸的研究中也遇到了類似的現象。因此，在1874年，法國化學家勒貝爾和荷蘭化學家萬托夫分別提出了壹個新概念，圓滿地解釋了這種異質現象。
他們認為分子是三維實體，碳的四個價鍵在空間上是對稱的，指向壹個正四面體的四個頂點，碳原子位於正四面體的中心。當碳原子連接到四個不同的原子或基團上時，產生壹對異構體，它們是彼此的物理對象和鏡像，或者說是左右手的手性關系，這壹對化合物是彼此的光學異構體。勒貝爾和範托夫的理論是有機化學中立體化學的基礎。
第壹個自由基三苯甲基自由基發現於1900，是壹種長壽自由基。1929也證實了不穩定自由基的存在。
在此期間，有機化合物的結構測定、反應和分類都取得了很大進展。但是，價鍵只是化學家從實踐經驗中得到的壹個概念，價鍵的本質並沒有得到解決。
近代有機化學時期，在物理學家發現電子和闡明原子結構的基礎上，美國物理化學家劉易斯等人在1916提出了價鍵電子理論。
他們認為原子外層電子的相互作用是原子束縛在壹起的原因。如果相互作用的外層電子從壹個原子轉移到另壹個原子，就形成離子鍵；如果兩個原子使用外層電子，它們就形成壹個價鍵。通過電子轉移或* * *利用，相互作用原子的外層電子都獲得了惰性氣體的電子組態。這樣，價鍵圖示中用來表示價鍵的破折號“-”實際上是兩個原子所使用的壹對電子。
1927以後，海和倫敦用量子力學處理分子結構問題，建立了價鍵理論，提出了化學鍵的數學模型。後來，馬力肯用分子軌道理論處理分子結構，得到的結果與價鍵電子理論得到的結果大體壹致。因為計算簡單，很多當時無法回答的問題都解決了。
有機化學的研究內容
有機化合物和無機化合物之間沒有絕對的界限。有機化學之所以成為化學中的壹門獨立學科，是因為有機化合物確實有其內在聯系和特性。
位於周期表中的碳元素通常通過使用外層電子和其他元素的原子來實現穩定的電子構型。這種價鍵組合決定了有機化合物的特性。大多數有機化合物由碳、氫、氮和氧組成，少數還含有鹵素、硫和磷。因此，大部分有機化合物具有熔點低、易燃、易溶於有機溶劑的性質，與無機化合物有很大不同。
在含有多個碳原子的有機化合物分子中，碳原子相互結合形成分子的骨架，其他元素的原子連接在骨架上。在元素周期表中，沒有其他元素能像碳壹樣以多種方式牢固地相互結合。碳原子形成的分子骨架有多種形式，如直鏈、支鏈、環狀等。
在有機化學發展的早期，有機化學工業的主要原料是動植物，有機化學主要研究從動植物中分離有機化合物。
19世紀中葉至20世紀初，有機化學工業逐漸轉向以煤焦油為主要原料。合成染料的發現使染料和制藥工業蓬勃發展，促進了對芳香化合物和雜環化合物的研究。20世紀30年代後，以乙炔為原料的有機合成興起。20世紀40年代前後，有機化學工業的原料逐漸向石油和天然氣轉變，合成橡膠、合成塑料和合成纖維工業得到發展。隨著石油資源的日益枯竭，以煤為原料的有機化工必將重新發展。當然，自然動物、植物和微生物仍然是重要的研究對象。
天然有機化學主要研究天然有機化合物的組成、合成、結構和性質。從20世紀初到20世紀30年代，單糖、氨基酸、核苷酸膽酸、膽固醇和壹些萜類化合物的結構以及肽和蛋白質的組成相繼被測定。20世紀30-40年代，測定了壹些維生素、甾體激素和多糖的結構，研究了壹些甾體激素和維生素的結構和合成。大約在20世紀40年代和50年代，發現了壹些抗生素，如青黴素，並確定和合成了它們的結構。50年代完成了部分甾體、嗎啡等生物堿的全合成，催產素等生物活性肽的合成，確定了胰島素的化學結構，發現了蛋白質的螺旋結構和DNA的雙螺旋結構。20世紀60年代，胰島素和寡核苷酸的全合成完成。從20世紀70年代到80年代初，前列腺素、維生素B12和昆蟲信息素激素都被合成出來，核酸和美登木酮的結構被確定並完成了它們的全合成。
有機合成主要研究簡單化合物或元素通過化學反應合成有機化合物。尿素是19在30年代合成的；醋酸是在20世紀40年代合成的。隨後，葡萄糖酸、檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸等壹系列有機酸相繼合成。19世紀下半葉合成了多種染料；20世紀40年代合成了DDT、有機磷農藥、有機硫殺菌劑、除草劑等農藥。20世紀初合成了606種藥物，30-40年代合成了1000多種磺胺類藥物，其中壹些可以入藥。
物理有機化學是定量研究有機化合物的結構、反應性和反應機理的學科。它是在價鍵電子理論的基礎上發展起來的，引用了現代物理學、物理化學和量子力學理論的新進展。從20世紀20年代到30年代，通過研究反應機理，建立了壹個新的有機化學體系。50年代的構象分析和Hammett方程開始半定量地估計反應性與結構的關系。分子軌道對稱性守恒和前線軌道理論出現於20世紀60年代。
有機分析是對有機化合物的定性和定量分析。碳和氫的定量分析方法建立於19的30年代。氮的定量分析建立於20世紀90年代。有機化合物中各種元素的常量分析在19年底基本完成；20世紀20年代，建立了有機痕量的定量分析方法。自動化分析儀器出現在20世紀70年代。
由於科學技術的發展，有機化學與各學科相互滲透，形成了許多分支學科和邊緣學科。如生物有機化學、物理有機化學、量子有機化學、海洋有機化學等。
有機化學的研究方法
有機化學研究方法的發展經歷了從手工操作到自動化和計算機化，從常量到超微量的過程。
在1940年代以前，產品通過傳統的蒸餾、結晶和升華進行純化，通過化學降解和衍生物制備來確定其結構。
後來，各種色譜和電泳技術，特別是高壓液相色譜的應用，改變了分離技術的面貌。各種光譜和能譜技術的使用使有機化學家能夠研究分子的內部運動，並使結構確定的手段發生了革命性的變化。
隨著電子計算機的引入，有機化合物的分離分析方法向自動化和超微量化方向邁進了壹大步。核磁共振譜和紅外光譜結合傅裏葉變換技術為研究反應動力學和機理提供了新的手段。這些儀器，加上X射線結構分析和電子衍射光譜分析，已經能夠確定微克樣品的化學結構。用電子計算機設計合成路線的研究也取得了壹些進展。
未來有機化學的發展首先是研究能源和資源的開發利用。到目前為止，我們使用的大部分能源和資源，如煤炭、天然氣、石油、動植物和微生物，都是太陽能的化學儲存形式。未來壹些學科的重要課題是更直接有效地利用太陽能。
對光合作用的進壹步研究和有效利用是植物生理學、生物化學和有機化學的共同課題。有機化學可以通過光化學反應生成高能有機化合物並儲存起來；必要的話，利用它的逆反應釋放能量。開發資源的另壹個目標是在有機金屬化合物的作用下固定二氧化碳，產生無窮無盡的資源。有機化合物。在這些方面已經取得了壹些初步的成果。
其次，研發新的有機催化劑，使其能夠模擬酶的高速、高效、溫和的反應模式。這方面的研究已經開始，未來會有更大的發展。
20世紀60年代末，開始了有機合成計算機輔助設計的研究。在未來，有機合成路線的設計和有機化合物結構的確定將更加系統和合理。
合成化學
合成化學是化學最中心的研究和生產任務之壹，是新中間體、新藥、新材料和新催化劑的主要來源，是化學中最活躍、最具創造性的領域，也是整個科學界最活躍的方向。現在，全世界的化學家每年合成近壹百萬種新化合物。
合成化學可分為無機合成和有機合成。迄今為止，人類已知的近2500萬種物質多為有機化合物(約90%以上)，其中90%以上是人工合成的。因此，有機合成自然成為合成化學最重要的內容。
1828年，Woher用異氰酸銨合成了尿素(有機物)，拉開了有機合成的序幕，使有機化學真正成為化學的主要分支之壹。
1965年，中國有機化學家合成了具有全功能生物活性的蛋白質分子牛胰島素，首次打破了壹般有機物合成與生物高分子合成的界限。
1973年，伍德沃德(1965年諾貝爾獎獲得者)的合成維生素B12: 1948在肝臟中被發現；1955確認了其三維分子結構；1973合成成功。100多名有機化學家參與了合成。經過95步化學反應，他們合成了多達9個手性碳原子的512異構體。——這是有機合成達到高度發展的標誌，顯示了人類有機合成的高超藝術。
65438-0990年，E.J.Corey因在有機合成理論和方法方面的傑出成就獲得諾貝爾化學獎。在這裏，理論與實踐的高度統壹表明有機合成化學已經從科學進入了科學——藝術的殿堂。
現代有機合成技術以高科技設備為基礎，包含了計算機編程、生化合成、電化學合成、光化學合成、催化合成和仿生合成等新內容。
有機金屬概述
有機金屬化學簡史
金屬有機化學和有機金屬化學是概念相同的不同術語。直譯成英文是《有機金屬化學雜誌》(J. Organometal。化學。)，而且中文也習慣了。縱觀有機金屬化學的發展歷史，它的特點是有趣和有用，而有趣就在於它的多樣性和驚奇性。所以有人說，有機金屬化學的歷史是壹部充滿意外發現的歷史。
最早的有機金屬化合物是丹麥藥劑師蔡司在1827年用乙醇和氯鉑酸鹽反應合成的。比俄羅斯門捷列夫在1869年提出的元素周期表早40年左右，與有機合成之父W？她的合成尿素幾乎是同期的(1828)(附:有機化學發展之父李比希，創始人李比希，Jusius Liebig的Annalen)。
S鍵直接鍵合的金屬與烷基的化合物，是弗蘭克蘭在1849年偶然合成的(弗蘭克蘭是何的發現者)。他設計了壹個獲得乙基自由基的實驗:實驗中C4H10被誤認為乙基自由基；但這是壹個驚人的發現，以獲得二乙基鋅。因此，人們把這個實驗稱為“最有收獲的失敗”。在1900年格氏試劑被發現之前，烷基鋅是壹種重要的烷基化試劑。
1890年，蒙德發現了羰基鎳的合成方法；格氏在1900年發現格氏試劑(1912年獲得諾貝爾化學獎)。但是，有機金屬化學快速發展的契機仍然是:1951年，Pauson和Miller合成了著名的“夾心餅幹”——二茂鐵，1953年末，齊格勒催化劑被齊格勒領導的西德MaxPlank煤炭研究所發現。隨後，納塔發現了納塔催化劑，統稱為齊格勒-納塔催化劑。威爾基森、菲舍爾(1973)、齊格勒、納塔(1963)等人因為這些研究獲得了諾貝爾化學獎。1950的開始是有機金屬化學新時代的開始。
1979研究烯烴硼氫化反應的H.C.Brown和有機磷Wittig的反應器Wittig獲得諾貝爾化學獎。科普斯科姆(1976)因對硼烷缺電子鍵的理論研究獲得諾貝爾化學獎。
2000年，阿蘭·J·黑格、艾倫·麥克迪爾米德和白川英樹因在齊格勒-納塔催化下合成聚乙炔而獲得諾貝爾獎。
金屬有機化學是有諾貝爾光環的前沿領域！！
雙金屬有機化合物的概念
有機金屬化合物是其中金屬和有機基團通過金屬和碳直接結合的化合物。因此，當氧、硫、氮等原子被金屬和碳隔開時，無論金屬化合物與有機化合物多麽相似，都不能稱為金屬有機化合物。
即使有金屬-碳鍵，有些化合物顯然是無機的，如金屬碳化物(CaC2，Mg2C3，Al4C3)(碳化物)KCN)(氰化物(kcn)。
而帶有羰基的金屬化合物(CO)則表現出有機物的性質，所以包含在有機金屬化合物中；金屬氫化物屬於有機金屬化合物；有機膦(P-C)化合物，如PPh3，仍然是類金屬有機化合物。
b或Si-C化合物是有機金屬化合物。元素周期表中P以下的As、Sb、Bi的化合物通常作為有機金屬化合物處理。含金屬氮(M-N)的化合物沒有有機性質；而新合成的N2配合物，如被美國人稱為“珍珠港配合物”的CoH(N2)(PPh3)3，屬於有機金屬化合物(N2和Co是等電子的)，類似於羰基金屬化合物。
電負性也被用作定義標準。壹般電負性在2.0以下的元素與C成鍵的化合物稱為有機金屬化合物。
生物有機化學
自20世紀60年代以來，許多有機化學家都覺得有機化學的長遠發展方向是結合生命現象解決生物化學中的問題。未來的有機化學家也是生物化學家，生物化學家也是有機化學家。因此，“生物有機化學”開始成為有機化學的壹個新分支。
從65438年到0972年，《生物有機化學》雜誌出版，標誌著生物有機化學領域進入了活躍的研究階段。有機理論(特別是反應機理)的發展和物理有機化學中的動力學研究。同位素標記法的應用，X射線晶體結構的分析，光譜等結構測定方法的建立，為酶學和生物有機化學的發展提供了極好的背景和工具。
Pederson、Cram和Lehn在主-猜化學和超分子化學方面取得了卓越的成就，獲得了1987諾貝爾化學獎。
2002年10月9日，英國皇家瑞典學院宣布將諾貝爾化學獎授予美國科學家約翰·芬恩、日本科學家田中健壹和瑞士科學家庫爾特·維特裏希，以表彰他們發明了識別和分析生物大分子的方法。(1)Finn和Tanaka的貢獻是發展了壹種用於生物大分子質譜分析的“軟解吸電離法”。(2)威特裏希的貢獻是發展了壹種核磁共振技術來確定生物大分子在溶液中的三維結構。他們三人的這些研究成果對包括蛋白質在內的大分子研究具有革命性意義，使人類能夠通過對蛋白質的詳細分析加深對生命過程的理解，革命性地開發新藥，並廣泛應用於食品控制、乳腺癌和前列腺癌的早期診斷等領域。
10年10月8日，英國皇家瑞典學院科學委員會宣布，將2003年諾貝爾化學獎授予美國科學家彼得·阿格雷和羅德裏克·麥金農，以表彰他們在細胞膜通道方面的開創性貢獻。(1)阿格雷爾因發現膜水通道而獲獎，麥金農的貢獻主要在膜離子通道的結構和機理研究上。他們的發現說明了鹽和水是如何進入和離開構成生命體的細胞的。(2)諾貝爾科學獎通常授予年長的科學家，獲獎成果經過了幾十年的檢驗。但是阿格雷爾只有54歲，而麥金農只有47歲。他們的成就相對較新:麥金農的發現是在五年前；阿格雷爾的工作完成於1988年。(3)諾貝爾化學獎和生理學或醫學獎的結果顯示了當代科學跨學科研究的趨勢。
天然有機化學
天然有機化學是研究動物、植物、昆蟲、海洋生物和微生物的代謝產物的化學成分的學科。它甚至包括對人類和動物體內許多內源性成分的化學研究。它是在分子水平上揭示自然界奧秘的重要學科，與人類的生存、健康和發展密切相關。天然產物的分離、結構分析和全合成是天然產物化學的主要研究方向，每壹個天然產物的發現都凝聚著化學家數年甚至數十年的汗水和心血。有機化學最早是從研究天然產物開始的，改造自然也是有機化學發展最重要的目標之壹。天然有機化學發展史是有機化學發展史的重要組成部分。主要包括以下幾類:1、生物堿2、萜類3、甾體4、激素和信息素5、海洋產物和其他。
壹.生物堿
廣義來說，生物學中所有含氮的有機化合物都可以稱為生物堿。但生物堿壹般是指植物中的含氮有機化合物(蛋白質、肽、氨基酸、維生素B除外)。
生物堿的由來——生物堿是壹類具有生物活性的天然有機化合物，最早由科學家研究。中國最早的記載是17世紀初《白猿經》中使用的烏頭堿(提取自烏頭)。在歐洲，1806年，德國科學家Sertürn-er首次從鴉片中分離出嗎啡，曾被稱為植物藥。1810西班牙醫生戈麥斯從金雞納樹皮中分離出金雞納寧(奎寧和金雞納寧的混合物)。在1819中，W.Weissner稱植物中的堿性化合物為堿狀或生物堿。
到目前為止，已報道的結構明確的生物堿有3500多種，並且其數量還在以每年約100的速度遞增。由於大多數生物堿具有生物活性，結構復雜，因此生物堿壹直引起有機化學家的興趣，並持續了很長時間。近年來，植物中極其微量的具有復雜結構的大環氮化合物如美登木堿的發現，使得生物堿的分離、結構分析和全合成仍然是天然產物有機化學家的重要研究領域。
嗎啡(嗎啡)奎寧(奎寧)
從1806分離出嗎啡純品，從1847確定分子式，從1925確定分子結構。白色有絲光針狀晶體或結晶性粉末，無臭，味苦，有毒！溶於水，溶於熱乙醇和甘油，不溶於氯仿或乙醚。其鹽酸鹽是常用的。阿片受體激動劑。具有鎮痛、鎮靜、鎮咳和抑制腸蠕動的作用，對呼吸中樞有很強的抑制作用。用於鎮痛。它可以通過用鹽酸處理從鴉片中提取的嗎啡來制備。也可以人工合成。遇光易變質，100℃左右失去結晶水，200℃左右分解。
奎寧-繼嗎啡之後最早研究的生物堿之壹。1792，佛克羅伊分離出粗產品；1810年，西班牙醫生戈麥斯將KOH放入金雞納樹皮的酒精溶液中，析出結晶物質，稱為“金雞納堿”；1828年，法國化學家佩萊蒂埃和卡旺圖從金雞納樹皮中分離出它，進壹步說，熔點172.8°C，白色粉末，味極苦。溶於乙醇和氯仿，溶於苯和乙醚，微溶於水。用於治療和預防各種瘧疾(長征電視劇主角有壹段關於奎寧的對話)。還興奮子宮，抑制心肌，有解熱鎮痛作用。金雞納樹皮中的主要生物堿。可以用石灰和氫氧化鈉溶液處理幹燥和磨碎的金雞納樹皮，然後用石油醚反復提取，向提取液中加入硫酸以分離硫酸鹽。也可以由間羥基苯甲醛和2-氨基乙醛合成。三水合物的熔點為57℃，在空氣中易失水成壹水合物。加熱到110℃時，變成無水。從無水乙醇中結晶也變成無水物。硫酸奎寧是壹種無色針狀或棒狀晶體，遇光變成褐色。溶於熱乙醇，溶於沸水，微溶於乙醚和氯仿。
美登素是Kupchan在1972中報道的第壹個新型抗癌含氮大環化合物，通過其衍生物的單晶結構鑒定。它是第壹個從圓齒棕全草中提取的高效低毒抗癌成分，得率為2？10-8)(每噸植物只能分離出200mg)。該結構具有8個手性中心和壹個19元內酰胺環。1980 e . j . Coery(1990年諾貝爾化學獎獲得者)第壹次完成了全合成，這也是全合成的經典範例(J.AM. Chem.SOC .，1980，102，6613)。
有機化學的發展前沿和研究熱點
20世紀，有機化學從實驗方法到基礎理論都取得了巨大的進步，顯示出蓬勃發展的強勁勢頭和生命力。世界上每年合成的近百萬種新化合物中，約70%是有機化合物。其中壹部分用於材料、能源、醫藥、生命科學、農業、營養、石油化工、交通運輸、環境科學等與人類生活密切相關的行業，直接或間接地為人類提供了大量的生活必需品。同時，人們還面臨著大量天然和合成有機物對生態、環境和人體的影響。展望未來，有機化學將使人類優化利用有機物和有機反應過程，有機化學將發展得更加迅速。
有機化學的迅速發展產生了許多分支，包括有機合成、有機金屬、元素有機、天然有機、物理有機、有機催化、有機分析、有機立體化學等。