Органическая химия в первой половине ХIХ в. Опровержение витализма. Работы Либиха, Велера, Кольбе, Бертло, Кекуле, Купера, Бутлерова.

ВВЕДЕНИЕ
Определение витализма исходит к Древней Греции и означает идеалистический образ в биологии и философии. Древнегреческие историки и философы Платон и Аристотель упоминают такие идеалистические образы, как психея – бессмертной душе и энтелехия – нематериальной силы, управляющей живой природой [1,2].
В химии витализм представляет собой теорию, которая гласит, что молекула может быть получена только из живой клетки, организма, при этом неорганические молекулы не могут выделять органические молекулы. К примеру, мочевина, которая является органической молекулой, не может быть получена из неорганических объектов. По теории витализма, мочевину выделят только почка или другие органические ткани.
Первая половина XIX века стала переломной в химической науке, именно в этот период теории и учения химиков опровергли витализм. Происходит опровержение витализма и зарождение органической химии. Фридрих Веллер (1800-1882 гг.) становится поистине пионером органической химии. Он сумел выяснить, что мочевина может образоваться не только в результате синтеза почками и участия другой части живого организма, но и путем нагревания цианата серебра и хлорида аммония, что представляют собой неорганические соединения.
Получение мочевины Ф. Веллером стало настоящим Experimentum Crucis («проба крестом») в органической химии.
Открытие Ф. Веллера привело к тому, что и другие ученые стали искать доказательства получения органических молекул из неорганических соединений. До этого при витализме все было прозаично понятно: неорганические соединения были подвластны законам химии, а органические соединения не могли быть получены в лабораторных условиях. Органические соединения, по теории витализма, обладали некой таинственной жизненной силой. Получение мочевины из неорганических соединений убрал таинственный барьер между неорганической и органической химией. Стало открытием то, что и органические соединения управляются законами химии.
В реферате дана характеристика химической науки в ее переломный момент от витализма к органической химии, представлены работы великих химиков, исследования которых привело к опровержению витализма и зарождению органической химии.























Глава 1. Витализм. Его значение в химии
Определение витализм происходит от латинского слова vitalis —«жизненный». Данная теория гласит, что во всех живых организмах присутствует некая магическая жизненная сила, поэтому органические соединения не подвластны химических и физическим законам.
Первые упоминая о некой сверхъестественной силе в живых организмах уходят корнями в Древнюю Грецию. Великие философы Платон и Аристотель наделяют природу и человеческий организм некой нематериальной силой, которая управляет ими.
Упоминание витализма мы находим и у голландского ученого ван Гельмонта (1577-1644 гг.). Ван Гельмонт активно занимался врачебной деятельностью и считал, что в человеческом теле присутствуют археи – духовное начало, которое во многом определяет здоровье человека и его выздоровление [3]. Аналогичной версии придерживался немецкий ученый Г. Шталь (1659-1734 гг.).
Новый виток поддержки витализма приходится на 1870 год, когда А.Л. Лавуазье (1743-1794 гг.) продемонстрировал, что дыхание животных представляет собой горение, то есть такое же живой компонент. Многие ученые, воодушевленные его новым анализом дыхания Я.Л. Лавуазье стали искать пути объяснения многих реакций, которые происходят в живых существах, приходя к выводу, что органические соединения синтезируются только из живых организмов.
В начале XIX века термин витализм ввел немецкий ученый Г.Р. Тревиранус (1779-1864 гг.). Якоб Берцелиус (1779–1848) утверждал, что химия может объяснить все реакции, происходящие в живых организмах, и что органические и неорганические процессы отличаются только сложностью. «Не существует», сказал он, «особой силы, свойственной исключительно живой материи, которую можно было бы назвать жизненной силой» [4].

В трудах Ю. Либиха (1803-1873) также прослеживается виталистическая теория в связи химии и физиологии. Особенно он изучал реакции, происходящие в живых существах, такие как потребление пищи животными, переработка продуктов, выделяемые отходы. Либих понимал необходимость в дальнейшем изучении этих реакций. Он писал: «Ничто не мешает нам рассматривать жизненную силу как особое свойство, которым обладают определенные материальные тела и которое становится ощутимым, когда их элементарные частицы объединяются в определенном порядке или форме» [5].
Берцелиус и Либих не были уверены в наличии некой жизненной силы, но хотели объяснить процесс реакций в живых организмах и выяснить влияние химических законов на эти реакции. Также у них было схожее видение такого процесса, как брожение. Они интерпретировали брожение как процесс разложения, как и процесс гниения.
Новый взгляд на процесс брожения выработал Т. Шванн (1810–1882). В 1838 году он с помощью микроскопа увидел, что в брожении участвуют некие одноклеточные организмы, которые потом назовут дрожжами. И до конца столетия велись сильные споры среди ученых о важности участия дрожжей в биологических процессах брожения.
Шванн и Л. Пастер (1822–1895) пришли к выводу, что процесс брожения начинает под влиянием живых организмов и не относится к обычным химическим реакциям к обычной химии [6]. На первый взгляд брожение можно отнести к витализму. Однако Шванн не стал придерживаться виталистической теории и выдвинул механистическую теорию формирования клеток, утверждая, что клетки просто представляют собой особую среду, в которой обычная материя появляется в разных концентрациях. Пастер, наоборот, вписал брожение в более общую программу, описывающую особые реакции, которые происходят только в живых организмах. Это нередуцируемые жизненно важные явления. Пастер продемонстрировал эмпирически в 1858 году, что брожение происходит только при наличии живых клеток и, кроме того, что клетки осуществляют брожение только при отсутствии кислорода, что привело его к описанию брожения как «жизни без воздуха». Не найдя никаких подтверждений утверждениям, таким как выдвинутые Берцелиусом, Либихом, Траубе и другими химиками, что брожение является результатом химических агентов или катализаторов внутри клеток, Пастер пришел к выводу, что брожение является «жизненным действием».
В дополнение к их очевидному успеху в демонстрации того, что ферментация происходит только в живых клетках, виталисты, такие как Пастер, также апеллировали к своей демонстрации того, что живые организмы всегда происходят от живых организмов и что не существует самозарождения. Идея самозарождения была частично вдохновлена наблюдением за мелкими организмами, формирующимися в разлагающейся материи. Спор коренится в конфликте между Д. Нидхэмом (1713–1781) и Л. Спалланцани (1729-1799 гг.).
Эксперимент Нидхэма заключался в том, что он изучать появление микроорганизмов в уже остывшем бульоне. Спалланцани утверждал, что бульон был недостаточно нагрет и что в нем после остывания не образуются микроорганизмы. Пастер установил, что нагретая субстанция является стерильной, однако, если она была заражена микроорганизмами, но они будут дальше размножаться, то есть живые соединения образуются только от живой материи. Таким образом, данный эксперимент стал еще одним подтверждением витализма среди ученых.
В настоящее время виталистическая теория происхождения органических соединений не имеет доказательной базы.
Многие приверженцы витализма постоянно закладывали эксперименты и опытным путем стремились выявить и объяснить реакции, происходящие в живых существах. Именно их эксперименты в итоге были дополнены эмпирически более адекватными механистическими описаниями.