有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)奠基人

1、 有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)奠基人 凱庫(kù)勒碳原子四價(jià)學(xué)說(shuō)和苯分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，使混亂的有機(jī)化學(xué)研究有了一個(gè)統(tǒng)一的方向，而奠定有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)基礎(chǔ)的則是俄國(guó)化學(xué)家布特列洛夫。 1861年，也就是凱庫(kù)勒環(huán)狀碳鏈理論提出的同一年，布特列洛夫在德國(guó)“自然科學(xué)家和醫(yī)生代表大會(huì)”上作了題為論物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的報(bào)告。 在這篇報(bào)告中，布特列洛夫系統(tǒng)地提出了有機(jī)化學(xué)的結(jié)構(gòu)理論，基本上確立了近代有機(jī)結(jié)構(gòu)理論。只可惜他晚年離開了自然唯物主義而陷人神學(xué)的泥潭。 在有機(jī)化學(xué)理論發(fā)展的漫長(zhǎng)過(guò)程中，值得一提的還有德國(guó)的被人們稱為無(wú)產(chǎn)階級(jí)的化學(xué)家的卡爾肖萊馬。 1834年9月30日，卡爾肖萊馬出生在德國(guó)西南部達(dá)姆斯塔德城的一個(gè)手工業(yè)工人家庭

2、。全家11口人都靠著他父親的木匠手藝來(lái)生活，因此家庭非常貧困。 1853年，沒有念完中學(xué)的肖萊馬就不得不輟學(xué)，到外鄉(xiāng)去獨(dú)立謀生。 肖萊馬在中學(xué)時(shí)代就對(duì)化學(xué)充滿著濃厚的興趣。他在海德堡一家藥房當(dāng)配藥助手時(shí)，盡管事情很繁雜，他仍然盡量擠出一點(diǎn)時(shí)間到海德堡大學(xué)去旁聽著名化學(xué)家本生的化學(xué)課。 隨著他對(duì)化學(xué)認(rèn)識(shí)的加深，一種強(qiáng)烈的化學(xué)研究欲望，促使他放棄一切來(lái)學(xué)習(xí)化學(xué)。 1895年肖萊馬進(jìn)人吉森大學(xué)化學(xué)系。雖然只學(xué)習(xí)了一個(gè)學(xué)期，但他卻充分地利用這短短的一段時(shí)間，不僅學(xué)習(xí)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，還選修了化學(xué)史，這為他后來(lái)從事化學(xué)研究，打下了初步的基矗 1859年秋，肖菜馬來(lái)到了英國(guó)，在曼徹斯特歐文斯學(xué)院當(dāng)化學(xué)教授

3、羅斯科的“私人助手”，兩年后，成為該?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的正式助手。從此他開始獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究工作。 年輕的肖萊馬首先將眼光投向一直吵鬧的沸沸揚(yáng)揚(yáng)的有機(jī)化學(xué)研究。 雖然此時(shí)有機(jī)化學(xué)界因?yàn)閯P庫(kù)勒碳原子四價(jià)的提出和環(huán)狀碳鏈理論的建立而平靜了許多，但還是存在著一些問題，如：碳原子的四個(gè)價(jià)是否統(tǒng)一？一些特殊的烷烴是否有兩個(gè)并行的異構(gòu)系列？ 當(dāng)時(shí)的人們作如是說(shuō)：碳原子的四個(gè)價(jià)是不同的；烷烴有兩個(gè)異構(gòu)系列。 但是地位低下的肖萊馬卻對(duì)這些權(quán)威人士的結(jié)論持懷疑態(tài)度。幾年的研究經(jīng)驗(yàn)給了他一種直覺這些結(jié)論不太可靠！ 為了證明這種直覺的正確性，他一頭扎進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室。 從事這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)就得與脂肪烴打交道，而這種化合物是異常危險(xiǎn)的，它

4、具有很強(qiáng)的“腐蝕性”。為了便于直接地觀察和研究，肖萊馬與別人不同，他采用純樣品進(jìn)行試驗(yàn)，因此他的臉上常帶傷痕。 1864年，肖萊馬發(fā)表了題為論二甲基與氫化乙基的同一性的科學(xué)論文。用實(shí)驗(yàn)上的強(qiáng)有力論據(jù)證明，乙烷、丙烷都沒有異構(gòu)現(xiàn)象，只是從丁烷起產(chǎn)生異構(gòu)物，并證實(shí)碳原子四個(gè)化合價(jià)的同一性。 這樣，肖萊馬就徹底推翻了關(guān)于兩種烷烴異構(gòu)系列的碳價(jià)相異的全部現(xiàn)存理論，為原子結(jié)合理論的定型化打開了一個(gè)突破口。 恩格斯為此給予了高度評(píng)價(jià)，說(shuō)他是有機(jī)化學(xué)的奠基人之一。 1871年肖萊馬當(dāng)選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。 肖萊馬不僅是一位優(yōu)秀的化學(xué)家，還是一位優(yōu)秀的共產(chǎn)主義者。 早在60年代初期，他就和恩格斯相識(shí)，結(jié)下了深

5、厚的革命友誼，又通過(guò)恩格斯與馬克思相識(shí)并很快成為親密朋友。 肖萊馬的家庭出身和社會(huì)經(jīng)歷，使他深切感受到階級(jí)壓迫的苦難。他一輩子也忘不了一個(gè)德國(guó)資本家對(duì)他說(shuō)過(guò)的話：“馬兒應(yīng)當(dāng)乖乖干活，以便吃到燕麥?！?基于對(duì)資本主義制度的深刻認(rèn)識(shí)，肖萊馬在馬克思、恩格斯的幫助和影響下，很快地成為了一名自覺的共產(chǎn)主義者，并加入了德國(guó)工人階級(jí)政黨和共產(chǎn)國(guó)際組織。 在革命斗爭(zhēng)中，他始終堅(jiān)定地站在馬克思、恩格斯一邊，受到了馬克思、恩格斯的高度信任，他的住址一度成為馬克思、恩格斯的秘密通訊處。 在有機(jī)化學(xué)研究工作中，肖萊馬自覺以馬克思主義的辯證唯物論為指導(dǎo)思想，取得了突出成就。不僅如此，他在教學(xué)中還增設(shè)了“化學(xué)哲學(xué)”和“

6、化學(xué)史”兩門課，向?qū)W生宣傳馬克思主義。 可以說(shuō)，肖萊馬是19世紀(jì)末唯一在哲學(xué)上達(dá)到辯證唯物主義水平的先進(jìn)學(xué)者。 正當(dāng)革命和科學(xué)事業(yè)都需要肖萊馬繼續(xù)作出貢獻(xiàn)時(shí)，無(wú)情的肺癌奪去了他的生命。 1892年6月27日，肖萊克因醫(yī)治無(wú)效，與世長(zhǎng)辭，終年58歲。 恩格斯懷著沉重的心情參加了肖萊馬的葬禮，并特意在德國(guó)社會(huì)民主黨的中央機(jī)關(guān)報(bào)前進(jìn)報(bào)上發(fā)表了悼念他的文章。 肖萊馬雖然對(duì)流行于有機(jī)化學(xué)界的“類型論”有所突破，但還沒有能從立體的角度考慮問題。 1815年，法國(guó)化學(xué)家比奧發(fā)現(xiàn)，某些天然存在的有機(jī)化合物在液態(tài)或溶液的情況下，有旋光性。這一發(fā)現(xiàn)成了建立有機(jī)立體化學(xué)的一大開端。 1874年9月，范霍夫（荷蘭化學(xué)

7、家）發(fā)現(xiàn)了不對(duì)稱碳原子存在的事實(shí)，范霍夫的這一發(fā)現(xiàn)，成功地解釋了旋光異構(gòu)。 范霍夫1852年出生在荷蘭一個(gè)著名的醫(yī)生家庭中，父親滿心希望他長(zhǎng)大后能夠繼承自己的衣缽，成為一名醫(yī)學(xué)家，但他后來(lái)卻成為了一名化學(xué)家，師承凱庫(kù)勒學(xué)習(xí)化學(xué)，后來(lái)又到法國(guó)武茲實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)。 在武茲實(shí)驗(yàn)室，他發(fā)現(xiàn)了甲烷正四面體的空間結(jié)構(gòu)，研究了具有不對(duì)稱碳原子化合物的旋光異構(gòu)。 1874年，獲得博士學(xué)位的范霍夫回到了荷蘭的鹿特丹。 第二年，范霍夫把他在凱庫(kù)勒實(shí)驗(yàn)室和武茲實(shí)驗(yàn)室多方面的研究成果，寫了一篇名為立體化學(xué)（又譯為空間化學(xué)）的著名論文。 這篇論文，引起化學(xué)家們極大的爭(zhēng)論。 支持者們說(shuō)這篇論文是機(jī)智而精明的理論，具有劃時(shí)代的

8、意義。 反對(duì)者們則多方進(jìn)行攻擊。一個(gè)典型的代表是萊比錫著名化學(xué)家柯爾貝，他說(shuō)：“范霍夫博士不對(duì)精確的化學(xué)作認(rèn)真的研究，而是幻想著乘上希臘神話的神馬，用他的立體化學(xué)宣布自己達(dá)到了科學(xué)的頂峰，看到了原子在空間如何組成立體結(jié)構(gòu)的，人們要問這神馬從哪里來(lái)的？這大概是范霍夫從他工作的獸醫(yī)學(xué)院借來(lái)的?！?這位著名教授的尖刻攻擊，不僅沒有扼制住立體化學(xué)理論的發(fā)展，反而幫助了范霍夫宣傳了他的學(xué)說(shuō)，使更多的人了解了立體化學(xué)，也使范霍夫“一朝醒來(lái)，名聲大噪”。 1878年，范霍夫發(fā)表了著名專著有機(jī)化學(xué)概念，這部書是有機(jī)化學(xué)奠基性的著作之一。 范霍夫不僅是有機(jī)化學(xué)的奠基人，還是物理化學(xué)的奠基人。 范霍夫在學(xué)術(shù)上的貢

9、獻(xiàn)極多，一生發(fā)表有重要學(xué)術(shù)價(jià)值的論文200多篇，出版專著9部。 1901年，范霍夫榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他是歷史上獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的第一位專家。 至此，有機(jī)化學(xué)的立體化學(xué)理論才基本完成。 諾貝爾 有機(jī)化學(xué)是在資本主義大工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)社會(huì)的需要才產(chǎn)生和逐步發(fā)展起來(lái)的。 日益豐富的有機(jī)化學(xué)知識(shí)為合成有機(jī)化合物創(chuàng)造了條件。 在人工合成有機(jī)化合物中，染料首先異軍突起，并迅速走向市場(chǎng)，創(chuàng)造了極大的社會(huì)效益。 過(guò)去人們使用的染料都是從有機(jī)植物中提取的。但在1856年英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)院霍夫曼的學(xué)生柏琴卻在實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)，利用無(wú)機(jī)物也可以人工合成染料，便改變了這種局面。 從此，人們有目的地先分析天然染料的結(jié)構(gòu)，然

10、后用無(wú)機(jī)物做原料，相繼合成了多種染料。 德國(guó)是個(gè)有機(jī)化學(xué)研究異?；钴S的國(guó)家，染料的合成研究以野火燎原之勢(shì)在德國(guó)迅速發(fā)展起來(lái)，并很快把入工染料堆人了市場(chǎng)，合成染料給德國(guó)的化學(xué)工業(yè)增添了異彩。 在 1886年到 1900年期間，德國(guó) 6家最大的化學(xué)公司共取得了948項(xiàng)染料專利，而英國(guó)只取得86項(xiàng)，德國(guó)人幾乎壟斷了全世界人造染料的生產(chǎn)。 德國(guó)人發(fā)了大財(cái)！ 人工染料的合成緩解了大工業(yè)生產(chǎn)中的紡織業(yè)對(duì)染料的需要。而且由于成本低，價(jià)格相對(duì)便宜，很受歡迎。 可以說(shuō)，人工合成染料的發(fā)現(xiàn)，真正達(dá)到了豐富人民生活，造福于人民的目的。 但是事物的發(fā)展往往是出人意料的。“有利必有弊”這是中國(guó)的一句古話。當(dāng)諾貝爾研制出

11、近代炸藥時(shí)，他可能沒有想到，僅僅在他去世后的半個(gè)世紀(jì)，就有數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的人倒在他所研制的炸藥的硝煙中 1833年10月21日，一個(gè)瘦弱的嬰兒在瑞典首都斯德哥爾摩誕生，聽他的啼哭，看他的身體，使人難以相信，他就是后來(lái)的震撼了整個(gè)世界的炸藥大王艾爾福雷德諾貝爾。 諾貝爾的父親伊墨紐諾貝爾，是一個(gè)普通的機(jī)械師，很早就在工廠做工，雖然他沒有受過(guò)高等教育，可是他喜歡化學(xué)實(shí)驗(yàn)，特別鐘愛于制造炸藥，對(duì)建筑學(xué)也很有見解，是個(gè)熱心于科學(xué)的人。 諾貝爾從小體弱多病，但意志頑強(qiáng)，從不甘心落后，父親對(duì)他非常賞識(shí)，也很關(guān)心諾貝爾的興趣愛好。 一天，年幼的諾貝爾看見他的父親又在制造炸藥，便問道：“爸爸，炸藥傷人，是可怕的東

12、西，你為什么要制造它呢？” “因?yàn)樗€可以用來(lái)開礦，筑路，許多地方都需要它呀！”父親說(shuō)。 “那我長(zhǎng)大了也要做炸藥。”諾貝爾似懂非懂地點(diǎn)了點(diǎn)頭說(shuō)。 “我倒希望你成為一名出色的機(jī)械師。”父親撫摸著他的頭說(shuō)。 1841年，諾貝爾8歲，進(jìn)了當(dāng)?shù)氐囊凰?guī)小學(xué)學(xué)習(xí)，但他只讀了一年就被迫退學(xué)了。 1842年春，他的母親帶著他們兄弟幾個(gè)離開了家鄉(xiāng)來(lái)到了圣彼得堡，與父親一起生活。 由于此地沒有瑞典學(xué)校，諾貝爾兄弟只能由家庭教師教授學(xué)業(yè)。 這時(shí)他的父親因創(chuàng)制了一種水雷，受到了一個(gè)俄國(guó)將軍的重視，后來(lái)又從事機(jī)械發(fā)明，境遇已經(jīng)有了很大的改變。 在父親的鼓勵(lì)下，年歲稍大的諾貝爾就離開家庭，去各地旅行，訪求名師。18歲

13、時(shí)，他對(duì)科學(xué)、文學(xué)和哲學(xué)已經(jīng)有了一定的修養(yǎng)。 對(duì)年輕的諾貝爾來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)上的最大障礙，就是語(yǔ)言的障礙。為了學(xué)好外語(yǔ)，他常常選一些外國(guó)名著譯成瑞典文，再轉(zhuǎn)譯成外文，然后將譯稿與原著對(duì)照，來(lái)檢查自己的掌握情況。依此方法，他先后學(xué)會(huì)了俄文、英文、法文和德文。 1852年，他回到家里，在父親的工廠里工作，漸漸在技術(shù)上顯示出他的非凡才能。父親有了這個(gè)得力的助手，事業(yè)如日中天，日漸興旺。 然而，好景不長(zhǎng)，由于俄皇易人，俄國(guó)政府廢棄前約，使父子倆的事業(yè)跌入深谷，1859年，父子倆不得不返回瑞典再謀生計(jì)。 當(dāng)時(shí)，許多國(guó)家迫切要求發(fā)展采礦業(yè)，加快采掘速度，炸藥不能適應(yīng)這種需要，成了一個(gè)急待解決的大問題。 年近60

14、的父親，回國(guó)后重整旗鼓，和三個(gè)兒子一起研究制造炸藥。 1862年，父親突然中風(fēng)，從此再未能康復(fù)。 按照父親的想法是要用硝化甘油制造出更好的炸藥。 硝化甘油是意大利人蘇雷羅在 1847年用硝酸和硫酸處理甘油得到的一種有機(jī)化合物，是一種比其他火藥威力大得多的猛烈炸藥。 但是，這種炸藥特別敏感，容易爆炸，制造、存放和運(yùn)輸都很危險(xiǎn)，人們不知道該怎么使用它。 他的父親在實(shí)驗(yàn)中和前人一樣失敗了，而且不能再實(shí)驗(yàn)了。諾貝爾繼續(xù)了父親的實(shí)驗(yàn)和研究，從此，他就在死神的威脅下為人類向大自然索取動(dòng)力。 1862年的夏初，諾貝爾做了一次十分重要的實(shí)驗(yàn)：在一個(gè)小玻璃管內(nèi)盛硝化甘油，塞緊管口；然后，把這個(gè)玻璃管放入一個(gè)稍大

15、一點(diǎn)的金屬管內(nèi)，里面裝滿黑色火藥，插入一只導(dǎo)火管后，再把金屬管塞緊。 裝好以后，諾貝爾兄弟倆人一起來(lái)到水溝旁，點(diǎn)燃導(dǎo)火管后，把金屬管扔入水溝。 結(jié)果，發(fā)生了劇烈的爆炸，水花四濺，地面震動(dòng)，顯然比同等數(shù)量的黑色火藥的爆炸要猛烈得多。 這次成功的實(shí)際意義不在于實(shí)用，而在于諾貝爾第一次發(fā)現(xiàn)了引爆硝化甘油的原理黑色火藥的爆炸，可以引發(fā)分隔開的硝化甘油完全爆炸。 1863年，諾貝爾和他的弟弟一起，在斯德哥爾摩海倫坡建立了一所實(shí)驗(yàn)室，從事硝化甘油的制造和研究。在實(shí)驗(yàn)中他努力尋求硝化甘油爆炸的引爆物。 經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的試驗(yàn)，這年的年底，諾貝爾終于發(fā)明了使硝化甘油爆炸的有效方法。 起初，諾貝爾用黑色火藥作引爆物；后來(lái)，他發(fā)明了雷管來(lái)引爆硝化甘油。 1864年，他取得了這項(xiàng)發(fā)明的專利權(quán)。 但是，在當(dāng)時(shí)大批量生產(chǎn)硝化甘油，仍然充滿了風(fēng)險(xiǎn)；而且在運(yùn)