До конца XVIII века органические вещества рассматривались как продукты исключительно живых организмов. В рамках господствовавших тогда натурфилософских взглядов считалось, что соединения, выделяемые из растений и животных, не подчиняются тем же законам, что и минеральные вещества. Это представление получило название витализма — учения о «жизненной силе», необходимой для образования органических соединений.
Химические исследования того периода носили в основном аналитический характер. Были выделены и описаны многие природные вещества: органические кислоты (уксусная, лимонная, щавелевая), сахара, жиры, алкалоиды. Работы А. Лавуазье заложили основы элементного анализа, показав, что органические вещества состоят преимущественно из углерода, водорода, кислорода и азота. Однако синтетическое получение таких соединений вне живого организма считалось невозможным.
Качественный перелом произошёл в 1828 году, когда Фридрих Вёлер осуществил синтез мочевины при нагревании цианата аммония — неорганической соли. Этот результат продемонстрировал принципиальную возможность получения органического вещества из неорганических предшественников без участия живых систем.
Хотя витализм не исчез мгновенно, эксперимент Вёлера стал отправной точкой для развития органического синтеза как самостоятельного направления химии. В последующие десятилетия были синтезированы уксусная кислота, метанол, этанол, хлороформ и другие соединения, ранее известные только как продукты биологического происхождения.
Во второй половине XIX века органический синтез получил мощный теоретический фундамент благодаря формированию структурной теории органических соединений. Работы А. М. Бутлерова, А. Кекуле, А. Купера установили, что свойства органических веществ определяются не только их элементным составом, но и порядком соединения атомов в молекуле.
Ключевые положения структурной теории:
Эти идеи позволили перейти от эмпирического подбора условий реакций к целенаправленному синтезу веществ с заданной структурой. Стало возможным прогнозировать продукты реакций, разрабатывать многостадийные синтетические маршруты и объяснять явления изомерии.
В конце XIX — начале XX века органический синтез переживает период бурного развития. Были разработаны основные типы реакций, многие из которых сохраняют значение до настоящего времени:
Особое значение имели синтезы ароматических соединений. Теория бензольного кольца, предложенная Кекуле, стимулировала интенсивные исследования в области ароматического замещения. В этот период были синтезированы анилиновые красители, лекарственные препараты, взрывчатые вещества, что привело к тесной связи органического синтеза с промышленностью.
Развитие органического синтеза оказало прямое влияние на формирование химической промышленности. В конце XIX века в Германии были созданы крупные производства синтетических красителей, основанные на переработке каменноугольной смолы. Позднее аналогичные подходы были применены к синтезу лекарственных средств, ароматических веществ, пестицидов.
Характерные черты промышленного органического синтеза:
Синтез аммиака по методу Габера—Боша, хотя и относится к неорганической химии, оказал значительное влияние на органический синтез, обеспечив доступ к азотсодержащим соединениям для дальнейших органических превращений.
В первой половине XX века внимание химиков всё больше смещается к сложным природным соединениям. Развиваются методы синтеза алкалоидов, терпенов, стероидов. Классическими примерами стали синтезы камфоры, хинина, кортизона.
Особую роль сыграло развитие:
Понимание пространственного строения молекул позволило объяснить различия в биологической активности изомеров и стало необходимым условием для целенаправленного синтеза биологически активных веществ.
Параллельно с накоплением эмпирических данных формировались физико-химические основы органического синтеза. Развитие кинетики, термодинамики, квантовой химии позволило глубже понять механизмы реакций.
Ключевыми достижениями стали:
Механистический подход превратил органический синтез из искусства в строго научную дисциплину, опирающуюся на прогнозируемость и воспроизводимость.
Во второй половине XX века органический синтез достиг высокого уровня сложности и точности. Были разработаны методы асимметрического синтеза, позволившие получать соединения с заданной хиральностью. Появились мощные органометаллические реагенты и катализаторы.
Значительные достижения этого периода:
Органический синтез становится ключевым инструментом в фармацевтике, материаловедении, молекулярной биологии.
К концу XX — началу XXI века историческое развитие органического синтеза привело к переосмыслению его целей и методов. На первый план выходят вопросы эффективности, экологической безопасности и экономической целесообразности.
Формируются новые направления:
История органического синтеза представляет собой последовательный переход от эмпирических наблюдений к высокоорганизованной науке, в которой каждая стадия развития опирается на достижения предыдущих эпох и расширяет границы возможного в химическом преобразовании вещества.