Органикалық химия

Органикалық химия — химияның көміртек және оның басқа элементтермен түзілген органикалық қосылыстарын, олардың өзара түрлену заңдылықтарын зерттейтін саласы. Органикалық химияның органикалық заттардың синтезі мен құрылымын анықтауда, ондағы электрон тығыздығының таралуын, атомдардың кеңістіктік орналасуын және химиялық реакция механизмін белгілеудегі мүмкіндіктері шексіз. Сонымен қатар ол ғылым мен техниканың жаңа салаларының пайда болуына және дамуына ықпал етеді. Органикалық химия терминін алғаш 1808 жылы швед химигі И.Берцелиус (1779 – 1848) ұсынған. Бұл термин ол кезде тек тірі организмдермен ғана байланыстырылып түсіндірілді. 19 ғасырдың аяғында көптеген зерттеулер нәтижесінде органикалық қосылыстар синтезделіп, ол түсінік жоққа шығарылды. Органикалық химияның ғылым ретінде дамуы осы кезден басталады. Органикалық химияның дамуында 1861 жылы А.Бутлеров ашқан органикалық заттардың құрылыс теориясы маңызды орын алады. Осыған байланысты органикалық химияға химиялық байланыс, молекулада атомдардың байланысу реті, олардың өзара әсері, т.б. жаңа ұғымдар енді. Бутлеровтың құрылыс теориясы осыған дейін белгісіз болып келген изомерия құбылысын толық түсіндіре алды. Одан басқа: типтер теориясы, фрагменттердің молекуладан өзгеріссіз жаңа молекулаға өтуі, валенттілік ережесі, бензолдық теория, құрылыс, изомерия құбылысы, молекуладағы атомдардың кеңістіктік орналасуы, атомдардың өзара әсер теориялары, т.б. көптеген жаңалықтар органикалық химияны одан әрі дамытты. 20 ғасырдың басында талдаудың жаңа физикалық әдістері жасалып, жетілдірілді: хроматографиялық, ЭПР, рентген, құрылымдық талдау, масс-спектроскопия, ядролық-магниттік резонанс, инфрақызыл және ультракүлгін-спектрометриясы, т.б. Бұл әдістер химиялық әдістерді қолданбай-ақ, күрделі органикалық заттардың құрылымын тез және дәл анықтау мүмкіндігін берді.

Диметилсульфат

Этилформиат

1915–1916 жылдары химияға кванттық механика әдістерін қолдануға байланысты органикалық қосылыстарда электрон және оның тығыздығының таралу табиғатын түсінуге мүмкіндік туды (мезомерия және резонанс теориясы). 20 ғасырдың 2-жартысында тізбекті реакциялар теориясы, қышқыл-негіз және гетерогендік катализ теорияларын түсінуге жол салған зерттеудің кинетикалық әдістері қолданыла бастады. Әсіресе сұйық отын тапшылығы туғанда Бергиус реакциясы арқылы көмірді сұйық көмір сутектерге гидрлеу орын алды (1912–1913). Полимерлер химиясы кең өріс ала бастады. 1897 – 1999 жылдары полимерлеу нәтижесінде каучук, медицина мен техникада қолданылып жүрген бластомерлер алынды. Ал 1936 жылы синтетикалық полимерлер найлон, тефлон синтезделді. Полимерлер химиясы жоғары молекулалы қосылыстар деп аталатын химияның үлкен бір саласына айналды. Органикалық химияда бояулар химиясы ерекше орын алады. Бұл саланың дамуында неміс химик-органигі А.Гофман (1818–1892) лабораториясының еңбектері зор болды. 1856 жылы ең алғашқы синтетикалық бояғыш – мовеин, ал 1858 жылы фуксин алынды. Бояғыш заттар фотография ісінде кеңінен қолданыла бастады. Қазақстанда органикалық химия өткен ғасырдың 30-жылдарынан дами бастады.

Цефуроксим

Оның негізін салушы ғалымдар: А.Ш. Шәріпханов, И.Н. Назаров, И.Н. Азербаев, Т.І. Шомбалов, Н.Н. Воронцов болды. Олар өз зерттеулерін екі бағытта жүргізді: жаңа органикалық заттарды синтездеу және Қазақстан өсімдіктерінің химиялық құрамын зерттеу. Зерттеулердің мақсаты синтез жолымен және өсімдіктер дүниесі негізінде дәрілік, биологиялық белсенді заттар алу. Қазақстанның органик ғалымдары гетероциклді және ацетилен қосылыстары негізінде нәзік органикалық синтезді жүзеге асырып, дәрілік препараттар «Рихлокаин», «Алмакаин», «Цефедрин», «Пирикаин», «Просидол», өсімдік тектес препараттар «Алхидин», «Рамон», «Сүттіген», т.б. синтездеп, өндіріске енгізді. Органикалық химия басқа пәндермен (биохимия, агрохимия, медицина, т.б.) тығыз байланысты. Ол тірі организмдердегі биохимиялық процестерді анықтап, көптеген ауруларды емдеудің тиімді жолдарын табуға мүмкіндік береді. Органикалық химияның жетістіктері қазіргі кездегі өндірісте (өсімдік өсуін реттеуіштер, бояу, жасанды каучук, жанармай өндіру) кеңінен қолданылады.

Органикалық химияның маңызы

Органикалық химия көптеген өндірістік үрдістердің теориялық негізі болып табылады.

1. Мұнай химиясы – мұнай өңдеу мен мұнай өнімдерін өндіру.
2. Кокс химия өндірісі – тас көмірді өңдеп, кокс алумен айналысады, ал кокс домна пешінде пайдаланылады (коскстан басқа кокс шайыры мен кокс газы түзіледі, ал олар – әрі қарай өңделетін бағалы шикізаттар).
3. Жоғары молекулалы заттар өндіру саласы синтетикалық талшықтар, каучук, пластмасса алумен айналысады.
4. Лак-бояу өндірісі.
5. Улы химикаттар болатын (S,N,P) - органикалық заттар және органикалық тыңайтқыштар алу.
6. Дәрі-дәрмек өндірісі екі жолмен дамуда: 1) табиғи қосылыстардан бөліп алу; 2) синтетикалық жолмен алу.
7. Ағаш өңдеу мен целлюлоза - қағаз өндірісі.
8. Тірі ағзаларда жүретін химиялық үрдістерді биохимия зерттейді, бұл – органикалық химияның биологиямен және медицинамен тығыз байланысты саласы.

Осы айтылған барлық өндіріс салаларында табиғи қорлар мен энергияны және еңбек күшін мейілінше аз шығындап, өнімдердің шығымын арттыру міндеті тұр.

Одан басқа барлық өндірісте қалдықтары аз немесе қалдықсыз тұйықталған технологияларды қолдану арқылы өндірістің экологиялық зиянын азайтып, экономиялық тиімділігін арттыру көзделген.