Snemma verðandi tímabil
Hugtakið "lífræn efnafræði" var fyrst búið til árið 1806 af Betzerius, "faðir lífrænnar efnafræði". Á þeim tíma var það nefnt sem andstæða "ólífrænnar efnafræði". Vegna vísindalegra takmarkana getur markmið lífrænna efnafræðirannsókna aðeins verið lífrænt efni sem unnið er úr náttúrulegum dýra- og plöntulífverum. Þess vegna telja margir efnafræðingar að lífræn efnasambönd geti aðeins verið framleidd vegna tilvistar svo-"vitality" í lifandi lífverum og ekki hægt að búa til úr ólífrænum efnasamböndum á rannsóknarstofunni.
Árið 1824 vann þýski efnafræðingurinn Wühler sýanat til að framleiða oxalsýru og árið 1828 notaði hann óvart hitun til að breyta ammóníumsýanati í þvagefni. Bæði sýaníð og ammóníumsýanat eru ólífræn efnasambönd en oxalsýra og þvagefni eru bæði lífræn efnasambönd. Niðurstöður tilrauna Wüllers gáfu kenningunni um "lífskraft" sína fyrstu áhrif. Síðan þá hafa lífræn efnasambönd eins og ediksýra verið mynduð úr kolefni, vetni og öðrum frumefnum og kenningin um lífsþrótt hefur smám saman verið hætt.
Vegna endurbóta og þróunar á nýmyndunaraðferðum eru sífellt fleiri lífræn efnasambönd í vinnslu á rannsóknarstofunni og flest þeirra eru unnin við aðstæður sem eru allt aðrar en í lífverum. Kenningin um "lífskraft" var smám saman yfirgefin, en hugtakið "lífræn efnafræði" er enn notað í dag.
Frá upphafi 19. aldar til 1858, þegar hugmyndin um gildistengi var sett fram, var það fósturskeið lífrænnar efnafræði. Á þessu tímabili höfðu mörg lífræn efnasambönd verið einangruð, sumar afleiður höfðu verið útbúnar og þeim var lýst á eigindlegan hátt og eiginleikar sumra lífrænna efnasambanda þekktir.
Franski efnafræðingurinn Lavoisier uppgötvaði að þegar lífræn efnasambönd eru brennd myndast koltvísýringur og vatn. Rannsóknarvinna hans lagði grunninn að magngreiningu á lífrænum efnasamböndum. Árið 1830 þróaði þýski efnafræðingurinn Liebig greiningaraðferðina á kolefni og vetni og árið 1833 setti franski efnafræðingurinn Dumas greiningaraðferðina á köfnunarefni. Stofnun þessara lífrænu magngreiningaraðferða gerir efnafræðingum kleift að finna tilraunaformúlur fyrir efnasamband.
Á þeim tíma var mjög erfitt að leysa vandamálið um hvernig atómin í sameind lífrænna efnasambanda voru raðað og sameinuð. Upphaflega notaði lífræn efnafræði tvífræðikenningar til að leysa byggingarvandamál lífrænna efnasambanda. Tvíhyggjukenningin heldur því fram að hægt sé að skipta sameindum efnasambands í jákvætt hlaðnar og neikvætt hlaðnar og þeim tveimur er haldið saman með rafstöðuafli. Fyrstu efnafræðingar töldu að með tilliti til ákveðinna efnahvarfa væru lífrænar sameindir bundnar af rafstöðueiginleikum hóps sem hélst óbreyttur í hvarfinu og hóps sem breyttist í hvarfinu í samræmi við rafstöðukraft gagnstæðrar hleðslu. En þessi kenning sjálf er mjög misvísandi.
Týpfræðikenningin var stofnuð af frönsku efnafræðingunum Gérard og Laurent. Þessi kenning vísar því á bug að lífræn efnasambönd séu samsett úr jákvætt hlaðnum og neikvætt hlöðnum hópum og að lífræn efnasambönd séu unnin úr sumum móðurefnasamböndum sem hægt er að skipta út og því er hægt að flokka þau eftir þessum móðurefnasamböndum. Í tegundafræðinni eru mörg lífræn efnasambönd flokkuð í mismunandi gerðir, samkvæmt því er ekki aðeins hægt að útskýra nokkra eiginleika efnasambandanna, heldur einnig hægt að spá fyrir um nokkur ný efnasambönd. En tegundafræði svarar ekki spurningunni um uppbyggingu lífrænna efnasambanda. Þessi spurning er orðin ráðgáta sem hefur hrjáð fólk í mörg ár.
Tímabil klassískrar lífrænnar efnafræði
Það var frá stofnun gildistengikenningarinnar árið 1858 til innleiðingar rafeindakenningarinnar um gildistengi árið 1916 sem þessi óleysanlega ráðgáta var leyst og þetta tímabil var tímabil klassískrar lífrænnar efnafræði.
Árið 1858 settu þýski efnafræðingurinn Kekuler og breski efnafræðingurinn Cooper fram hugmyndina um gildistengi og notuðu í fyrsta sinn strikið "-" til að tákna "tengi". Þeir trúa því að lífrænar sameindir myndast af tengjum frumeinda sem þær eru samsettar úr. Þar sem af öllum þekktum efnasamböndum getur vetnisatóm aðeins bundist atómi annars frumefnis, vetni er valið sem gildiseininguna. Gildi frumefnis er fjöldi vetnisatóma sem geta tengst einu frumeindi þess frumefnis. Kekuler lagði einnig fram þá mikilvægu hugmynd að kolefnisatóm geti tengst hvert öðru í sameind.
Árið 1848 einangraði Pasteur tvo vínsýrakristalla, einn með hálfum-hálfæðakristalli til vinstri og einn hálfkalkkristall til hægri. Hið fyrrnefnda snýr flugvéla-skautuðu ljósinu til vinstri, en hið síðarnefnda snýr því til hægri með sama horni. Svipað fyrirbæri hefur komið fram í rannsóknum á laktati. Í þessu skyni, árið 1874, lögðu franski efnafræðingurinn Lebel og hollenski efnafræðingurinn Van Torf fram nýtt hugtak: ísómerur, sem útskýrði þessa ísómeríu á fullnægjandi hátt.
Þeir trúa því að sameindin sé þrívíddareining, að gildistengi kolefnis fjögur séu samhverf í geimnum, sem bendi á fjóra hornpunkta fjórþunga og að kolefnisatómið sé staðsett í miðju fjórþungans. Þegar kolefnisatóm er tengt fjórum mismunandi frumeindum eða hópum myndast par af hverfum, sem eru eðlis- og spegilmyndir hver af annarri, eða vinstri- og hægri- handvirk tengsl, og þetta par af efnasamböndum eru sjónhverfur eða handhverfur hver af annarri. Þetta fyrirbæri er kallað handhverfa fyrirbæri. Þessar tvær sameindir sem eru gagnkvæmt eðlis- og spegilmyndir, handhverfufræðilegar en skarast ekki alveg eru kallaðar kíral sameindir. Kenningar Lebel og Vantorf eru undirstaða stereóefnafræði í lífrænni efnafræði. [3]
Árið 1900 uppgötvaðist fyrsti sindurefnið, trifenýl sindurefnið, sem er langlífur sindurefni. Tilvist óstöðugra sindurefna var einnig staðfest árið 1929.
Á þessu tímabili urðu miklar framfarir við ákvörðun á uppbyggingu lífrænna efnasambanda, sem og í hvarf og flokkun. En gildistengið er aðeins hugtak sem efnafræðingar fá út frá hagnýtri reynslu og kjarni gildistengingarinnar hefur ekki enn verið leyst.
Tímabil nútíma lífrænnar efnafræði
Á grundvelli uppgötvunar eðlisfræðinga á rafeindum og skýringar á frumeindabyggingu settu bandaríski eðlisefnafræðingurinn Lewis og fleiri fram rafeindakenninguna um gildistengi árið 1916.
Þeir trúa því að samspil ytri rafeinda hvers atóms sé það sem bindur atómin saman. Jónatengi myndast þegar víxlverkandi ytri rafeindir eru fluttar frá einu atómi í annað og samgilt tengi myndast ef tvö atóm deila ytri rafeindunum. Með flutningi eða samnýtingu rafeinda eru ytri rafeindir gagnvirkra atóma allar fengnar í rafrænni uppsetningu eðalgassins. Þannig er strikið „-“ sem notað er til að tákna gildistengi í myndrænu framsetningu gildistengisins í raun par af tveimur atómum sem deila rafeindapörum.
Eftir 1927 notuðu Heitler og London skammtafræði til að takast á við vandamál með sameindabyggingu, stofnuðu gildistengikenninguna og lögðu til stærðfræðilegt líkan fyrir efnatengi. Síðar notaði Malikon sameindabrautarkenninguna til að takast á við sameindabygginguna og voru niðurstöðurnar almennt í samræmi við rafrænu kenninguna um gildistengi og vegna þess hve auðvelt var að reikna út voru mörg vandamál leyst sem ekki var hægt að svara á þeim tíma.