Klasifikácia organických látok je základom štúdia organickej chémie. Organické látky. Triedy organických látok

Existuje veľa organických zlúčenín, ale medzi nimi sú zlúčeniny so spoločnými a podobnými vlastnosťami. Preto sú všetky klasifikované podľa spoločných charakteristík a kombinované do samostatných tried a skupín. Klasifikácia je založená na uhľovodíkoch – zlúčeniny, ktoré pozostávajú iba z atómov uhlíka a vodíka. Ostatné organické látky patria medzi "Iné triedy organických zlúčenín".

Uhľovodíky sú rozdelené do dvoch veľkých tried: acyklické a cyklické zlúčeniny.

Acyklické zlúčeniny (mastné alebo alifatické) – zlúčeniny, ktorých molekuly obsahujú otvorený (neuzavretý v kruhu) priamy alebo rozvetvený uhlíkový reťazec s jednoduchými alebo viacnásobnými väzbami. Acyklické zlúčeniny sú rozdelené do dvoch hlavných skupín:

nasýtené (nasýtené) uhľovodíky (alkány), v ktorom sú všetky atómy uhlíka navzájom spojené iba jednoduchými väzbami;

nenasýtené (nenasýtené) uhľovodíky, v ktorom medzi atómami uhlíka sú okrem jednoduchých jednoduchých väzieb aj dvojité a trojité väzby.

Nenasýtené (nenasýtené) uhľovodíky sa delia do troch skupín: alkény, alkíny a alkadiény.

Alkény(olefíny, etylénové uhľovodíky) – acyklické nenasýtené uhľovodíky, ktoré obsahujú jednu dvojitú väzbu medzi atómami uhlíka, tvoria homológny rad so všeobecným vzorcom CnH2n. Názvy alkénov sa tvoria z názvov zodpovedajúcich alkánov, pričom príponu „-ane“ nahrádzame príponou „-ene“. Napríklad propén, butén, izobutylén alebo metylpropén.

alkíny(acetylénové uhľovodíky) – uhľovodíky, ktoré obsahujú trojitú väzbu medzi atómami uhlíka, tvoria homológny rad so všeobecným vzorcom CnH2n-2. Názvy alkénov sa tvoria z názvov zodpovedajúcich alkánov, pričom príponu „-an“ nahrádzame príponou „-in“. Napríklad etín (acyteleén), butín, peptín.

Alkadiény – organické zlúčeniny, ktoré obsahujú dve dvojité väzby uhlík-uhlík. V závislosti od toho, ako sú dvojité väzby voči sebe umiestnené, sa diény delia do troch skupín: konjugované diény, alény a diény s izolovanými dvojitými väzbami. Diény typicky zahŕňajú acyklické a cyklické 1,3-diény, ktoré sa tvoria so všeobecnými vzorcami CnH2n-2 a CnH2n-4. Acyklické diény sú štruktúrne izoméry alkínov.

Cyklické zlúčeniny sú zase rozdelené do dvoch veľkých skupín:

1. karbocyklické zlúčeniny – zlúčeniny, ktorých cykly pozostávajú iba z atómov uhlíka; Karbocyklické zlúčeniny sa delia na alicyklické – nasýtené (cykloparafíny) a aromatické;
2. heterocyklické zlúčeniny – zlúčeniny, ktorých cykly pozostávajú nielen z atómov uhlíka, ale aj z atómov iných prvkov: dusíka, kyslíka, síry atď.

V molekulách acyklických aj cyklických zlúčenín Atómy vodíka môžu byť nahradené inými atómami alebo skupinami atómov, takže zavedením funkčných skupín možno získať deriváty uhľovodíkov. Táto vlastnosť ďalej rozširuje možnosti získavania rôznych organických zlúčenín a vysvetľuje ich rôznorodosť.

Prítomnosť určitých skupín v molekulách organických zlúčenín určuje zhodnosť ich vlastností. Toto je základ pre klasifikáciu derivátov uhľovodíkov.

"Iné triedy organických zlúčenín" zahŕňajú:

Alkoholy sa získajú nahradením jedného alebo viacerých atómov vodíka hydroxylovými skupinami – OH. Je to zlúčenina všeobecného vzorca R – (OH)x, kde x – počet hydroxylových skupín.

Aldehydy obsahujú aldehydovú skupinu (C=O), ktorá sa vždy nachádza na konci uhľovodíkového reťazca.

Karboxylové kyseliny obsahujú jednu alebo viac karboxylových skupín – COOH.

Estery – deriváty kyselín s obsahom kyslíka, ktoré sú formálne produktmi substitúcie vodíkových atómov hydroxidov – OH kyslá funkčná skupina na uhľovodíkovom zvyšku; sa tiež považujú za acylové deriváty alkoholov.

Tuky (triglyceridy) – prírodné organické zlúčeniny, plné estery glycerolu a jednozložkové mastné kyseliny; patria do triedy lipidov. Prírodné tuky obsahujú tri kyslé radikály s nerozvetvenou štruktúrou a zvyčajne s párnym počtom atómov uhlíka.

Sacharidy – organické látky, ktoré obsahujú priamy reťazec niekoľkých atómov uhlíka, karboxylovú skupinu a niekoľko hydroxylových skupín.

Amines obsahujú aminoskupinu – NH2

Aminokyseliny– organické zlúčeniny, ktorých molekula súčasne obsahuje karboxylové a amínové skupiny.

Veveričky – vysokomolekulárne organické látky, ktoré pozostávajú z alfa aminokyselín spojených do reťazca peptidovou väzbou.

Nukleové kyseliny – vysokomolekulárne organické zlúčeniny, biopolyméry tvorené nukleotidovými zvyškami.

Stále máte otázky? Chcete sa dozvedieť viac o klasifikácii organických zlúčenín?
Ak chcete získať pomoc od tútora, zaregistrujte sa.
Prvá lekcia je zadarmo!

webová stránka, pri kopírovaní celého materiálu alebo jeho časti je potrebný odkaz na zdroj.

Všetky látky, ktoré obsahujú atóm uhlíka, okrem uhličitanov, karbidov, kyanidov, tiokyanátov a kyseliny uhličitej, sú organické zlúčeniny. To znamená, že ich môžu vytvárať živé organizmy z atómov uhlíka prostredníctvom enzymatických alebo iných reakcií. Dnes je možné umelo syntetizovať mnohé organické látky, čo umožňuje rozvoj medicíny a farmakológie, ako aj vytváranie vysoko pevných polymérnych a kompozitných materiálov.

Klasifikácia organických zlúčenín

Organické zlúčeniny sú najpočetnejšou triedou látok. Nachádza sa tu asi 20 druhov látok. Líšia sa chemickými vlastnosťami a líšia sa fyzikálnymi vlastnosťami. Ich teplota topenia, hmotnosť, prchavosť a rozpustnosť, ako aj ich stav agregácie za normálnych podmienok sú tiež odlišné. Medzi nimi:

• uhľovodíky (alkány, alkíny, alkény, alkadiény, cykloalkány, aromatické uhľovodíky);
• aldehydy;
• ketóny;
• alkoholy (dvojsýtne, jednosýtne, viacsýtne);
• étery;
• estery;
• karboxylové kyseliny;
• amíny;
• aminokyseliny;
• uhľohydráty;
• tuky;
• proteíny;
• biopolyméry a syntetické polyméry.

Táto klasifikácia odráža charakteristiky chemickej štruktúry a prítomnosť špecifických atómových skupín, ktoré určujú rozdiel vo vlastnostiach konkrétnej látky. Vo všeobecnosti klasifikácia, ktorá je založená na konfigurácii uhlíkovej kostry, ktorá nezohľadňuje charakteristiky chemických interakcií, vyzerá inak. Podľa jeho ustanovení sa organické zlúčeniny delia na:

• alifatické zlúčeniny;
• aromatické látky;
• heterocyklické látky.

Tieto triedy organických zlúčenín môžu mať izoméry v rôznych skupinách látok. Vlastnosti izomérov sú rôzne, hoci ich atómové zloženie môže byť rovnaké. Vyplýva to z ustanovení A. M. Butlerova. Teória štruktúry organických zlúčenín je tiež hlavným základom pre celý výskum v organickej chémii. Je umiestnený na rovnakej úrovni ako Mendelejevov periodický zákon.

Samotný koncept chemickej štruktúry zaviedol A.M. Butlerov. V dejinách chémie sa objavila 19. septembra 1861. Predtým boli vo vede rôzne názory a niektorí vedci existenciu molekúl a atómov úplne popierali. Preto v organickej a anorganickej chémii nebol poriadok. Navyše neexistovali žiadne vzory, podľa ktorých by sa dali posudzovať vlastnosti konkrétnych látok. Zároveň existovali zlúčeniny, ktoré pri rovnakom zložení vykazovali odlišné vlastnosti.

Vyjadrenia A.M. Butlerova do značnej miery nasmerovali vývoj chémie správnym smerom a vytvorili pre ňu veľmi pevný základ. Prostredníctvom neho bolo možné systematizovať nahromadené fakty, konkrétne chemické alebo fyzikálne vlastnosti určitých látok, vzorce ich vstupu do reakcií atď. Vďaka tejto teórii bolo možné dokonca predpovedať spôsoby získania zlúčenín a prítomnosť niektorých všeobecných vlastností. A čo je najdôležitejšie, A.M. Butlerov ukázal, že štruktúru molekuly látky možno vysvetliť z hľadiska elektrických interakcií.

Logika teórie štruktúry organických látok

Keďže pred rokom 1861 mnohí v chémii odmietali existenciu atómu alebo molekuly, teória organických zlúčenín sa stala pre vedecký svet revolučným návrhom. A keďže sám A. M. Butlerov vychádza len z materialistických záverov, podarilo sa mu vyvrátiť filozofické predstavy o organickej hmote.

Dokázal ukázať, že molekulárnu štruktúru možno experimentálne rozpoznať pomocou chemických reakcií. Napríklad zloženie akéhokoľvek uhľohydrátu sa dá určiť spálením jeho určitého množstva a spočítaním výslednej vody a oxidu uhličitého. Množstvo dusíka v molekule amínu sa tiež vypočíta počas spaľovania meraním objemu plynov a izoláciou chemického množstva molekulárneho dusíka.

Ak vezmeme do úvahy Butlerovove úsudky o chemickej štruktúre závislej od štruktúry v opačnom smere, vyvstáva nový záver. Totiž: keď poznáme chemickú štruktúru a zloženie látky, možno empiricky predpokladať jej vlastnosti. Ale čo je najdôležitejšie, Butlerov vysvetlil, že v organickej hmote existuje obrovské množstvo látok, ktoré vykazujú rôzne vlastnosti, ale majú rovnaké zloženie.

Všeobecné ustanovenia teórie

Vzhľadom na a štúdium organických zlúčenín A. M. Butlerov odvodil niektoré z najdôležitejších princípov. Spojil ich do teórie vysvetľujúcej štruktúru chemických látok organického pôvodu. Teória je nasledovná:

• v molekulách organických látok sú atómy navzájom spojené v presne definovanom poradí, ktoré závisí od valencie;
• chemická štruktúra je bezprostredné poradie, podľa ktorého sú atómy v organických molekulách spojené;
• chemická štruktúra určuje prítomnosť vlastností organickej zlúčeniny;
• v závislosti od štruktúry molekúl s rovnakým kvantitatívnym zložením sa môžu objaviť rôzne vlastnosti látky;
• všetky atómové skupiny podieľajúce sa na tvorbe chemickej zlúčeniny sa navzájom ovplyvňujú.

Všetky triedy organických zlúčenín sú postavené podľa princípov tejto teórie. Po položení základov dokázal A. M. Butlerov rozšíriť chémiu ako oblasť vedy. Vysvetlil, že vzhľadom na skutočnosť, že uhlík v organických látkach vykazuje štvornásobnú mocnosť, určuje sa diverzita týchto zlúčenín. Prítomnosť mnohých aktívnych atómových skupín určuje, či látka patrí do určitej triedy. A práve vďaka prítomnosti špecifických atómových skupín (radikálov) sa objavujú fyzikálne a chemické vlastnosti.

Uhľovodíky a ich deriváty

Tieto organické zlúčeniny uhlíka a vodíka majú najjednoduchšie zloženie spomedzi všetkých látok v skupine. Predstavuje ich podtrieda alkánov a cykloalkánov (nasýtené uhľovodíky), alkény, alkadiény a alkatriény, alkíny (nenasýtené uhľovodíky), ako aj podtrieda aromatických látok. V alkánoch sú všetky atómy uhlíka spojené iba jednou väzbou C-C, a preto sa do uhľovodíkovej kompozície nemôže začleniť ani jeden atóm H.

V nenasýtených uhľovodíkoch môže byť vodík zabudovaný v mieste dvojitej väzby C=C. C-C väzba môže byť tiež trojitá (alkíny). To umožňuje týmto látkam vstúpiť do mnohých reakcií zahŕňajúcich redukciu alebo pridanie radikálov. Pre uľahčenie štúdia ich schopnosti reagovať sa všetky ostatné látky považujú za deriváty jednej z tried uhľovodíkov.

Alkoholy

Alkoholy sú organické chemické zlúčeniny, ktoré sú zložitejšie ako uhľovodíky. Sú syntetizované v dôsledku enzymatických reakcií v živých bunkách. Najtypickejším príkladom je syntéza etanolu z glukózy ako výsledok fermentácie.

V priemysle sa alkoholy získavajú z halogénových derivátov uhľovodíkov. V dôsledku nahradenia atómu halogénu hydroxylovou skupinou vznikajú alkoholy. Jednosýtne alkoholy obsahujú iba jednu hydroxylovú skupinu, viacsýtne alkoholy obsahujú dve alebo viac. Príkladom dvojsýtneho alkoholu je etylénglykol. Viacsýtny alkohol je glycerín. Všeobecný vzorec alkoholov je R-OH (R je uhlíkový reťazec).

Aldehydy a ketóny

Keď alkoholy vstúpia do reakcií organických zlúčenín spojených s odberom vodíka z alkoholovej (hydroxylovej) skupiny, dvojitá väzba medzi kyslíkom a uhlíkom sa uzavrie. Ak táto reakcia prebieha cez alkoholovú skupinu umiestnenú na koncovom atóme uhlíka, vedie k tvorbe aldehydu. Ak sa atóm uhlíka s alkoholom nenachádza na konci uhlíkového reťazca, výsledkom dehydratačnej reakcie je produkcia ketónu. Všeobecný vzorec ketónov je R-CO-R, aldehydov R-COH (R je uhľovodíkový zvyšok reťazca).

Estery (jednoduché a zložité)

Chemická štruktúra organických zlúčenín tejto triedy je komplikovaná. Étery sa považujú za reakčné produkty medzi dvoma molekulami alkoholu. Keď sa z nich odstráni voda, vytvorí sa zlúčenina vzorca R-O-R. Mechanizmus reakcie: abstrakcia protónu vodíka z jedného alkoholu a hydroxylovej skupiny z iného alkoholu.

Estery sú reakčné produkty medzi alkoholom a organickou karboxylovou kyselinou. Mechanizmus reakcie: eliminácia vody z alkoholovej a uhlíkovej skupiny oboch molekúl. Vodík sa oddelí od kyseliny (na hydroxylovej skupine) a samotná OH skupina sa oddelí od alkoholu. Výsledná zlúčenina je označená ako R-CO-O-R, kde buk R označuje radikály - zostávajúce časti uhlíkového reťazca.

Karboxylové kyseliny a amíny

Karboxylové kyseliny sú špeciálne látky, ktoré hrajú dôležitú úlohu vo fungovaní bunky. Chemická štruktúra organických zlúčenín je nasledovná: uhľovodíkový radikál (R) s pripojenou karboxylovou skupinou (-COOH). Karboxylová skupina môže byť umiestnená iba na najvzdialenejšom atóme uhlíka, pretože valencia C v (-COOH) skupine je 4.

Amíny sú jednoduchšie zlúčeniny, ktoré sú derivátmi uhľovodíkov. Tu sa na ktoromkoľvek atóme uhlíka nachádza amínový radikál (-NH2). Existujú primárne amíny, v ktorých je skupina (-NH2) pripojená k jednému uhlíku (všeobecný vzorec R-NH2). V sekundárnych amínoch sa dusík spája s dvoma atómami uhlíka (vzorec R-NH-R). V terciárnych amínoch je dusík spojený s tromi atómami uhlíka (R3N), kde p je radikál, uhlíkový reťazec.

Aminokyseliny

Aminokyseliny sú komplexné zlúčeniny, ktoré vykazujú vlastnosti amínov aj kyselín organického pôvodu. Existuje niekoľko typov v závislosti od umiestnenia amínovej skupiny vo vzťahu ku karboxylovej skupine. Najdôležitejšie sú alfa aminokyseliny. Tu je amínová skupina umiestnená na atóme uhlíka, ku ktorému je pripojená karboxylová skupina. To umožňuje vytvorenie peptidovej väzby a syntézu proteínov.

Sacharidy a tuky

Sacharidy sú aldehydalkoholy alebo ketoalkoholy. Sú to zlúčeniny s lineárnou alebo cyklickou štruktúrou, ako aj polyméry (škrob, celulóza a iné). Ich najdôležitejšia úloha v bunke je štrukturálna a energetická. Tuky, alebo skôr lipidy, plnia rovnaké funkcie, len sa podieľajú na iných biochemických procesoch. Z hľadiska chemickej štruktúry je tuk ester organických kyselín a glycerolu.

Organická hmota - Sú to zlúčeniny, ktoré obsahujú atóm uhlíka. Už v počiatočných štádiách vývoja chémie boli všetky látky rozdelené do dvoch skupín: minerálne a organické. V tých dňoch sa verilo, že na syntetizovanie organickej hmoty je potrebné mať bezprecedentnú „životnú silu“, ktorá je vlastná iba živým biologickým systémom. Preto nie je možné syntetizovať organické látky z minerálnych látok. A až začiatkom 19. storočia F. Weller vyvrátil doterajší názor a syntetizoval močovinu z kyanátu amónneho, teda z minerálu získal organickú látku. Potom množstvo vedcov syntetizovalo chloroform, anilín, kyselinu octovú a mnoho ďalších chemických zlúčenín.

Organické látky sú základom existencie živej hmoty a sú tiež hlavnými potravinovými produktmi pre ľudí a zvieratá. Väčšina organických zlúčenín je surovinou pre rôzne priemyselné odvetvia – potravinársky, chemický, ľahký, farmaceutický atď.

Dnes je známych viac ako 30 miliónov rôznych organických zlúčenín. Preto organické látky predstavujú najrozsiahlejšiu triedu Rozmanitosť organických zlúčenín je spojená s jedinečnými vlastnosťami a štruktúrou uhlíka. Susedné atómy uhlíka sú navzájom spojené jednoduchými alebo viacnásobnými (dvojitými, trojitými) väzbami.

Vyznačujú sa prítomnosťou kovalentných väzieb C-C, ako aj polárnych kovalentných väzieb C-N, C-O, C-Hal, C-kov atď. Reakcie zahŕňajúce organické látky majú niektoré vlastnosti v porovnaní s minerálnymi. Reakcie anorganických zlúčenín zvyčajne zahŕňajú ióny. Často takéto reakcie prebiehajú veľmi rýchlo, niekedy okamžite pri optimálnej teplote. Reakcie s zvyčajne zahŕňajú molekuly. Malo by sa povedať, že v tomto prípade sa niektoré kovalentné väzby prerušia, zatiaľ čo iné sa vytvoria. Spravidla tieto reakcie prebiehajú oveľa pomalšie a na ich urýchlenie je potrebné zvýšiť teplotu alebo použiť katalyzátor (kyselinu alebo zásadu).

Ako vznikajú organické látky v prírode? Väčšina organických zlúčenín v prírode sa syntetizuje z oxidu uhličitého a vody v chlorofyloch zelených rastlín.

Triedy organických látok.

Na základe teórie O. Butlerova. Systematická klasifikácia je základom vedeckej nomenklatúry, ktorá umožňuje pomenovať organickú látku na základe existujúceho štruktúrneho vzorca. Klasifikácia je založená na dvoch hlavných znakoch - štruktúre uhlíkového skeletu, počte a umiestnení funkčných skupín v molekule.

Uhlíkový skelet je súčasťou molekuly organickej látky, ktorá je stabilná rôznymi spôsobmi. V závislosti od štruktúry sú všetky organické látky rozdelené do skupín.

Acyklické zlúčeniny zahŕňajú látky s priamym alebo rozvetveným uhlíkovým reťazcom. Karbocyklické zlúčeniny zahŕňajú látky s cyklami, delia sa na dve podskupiny - alicyklické a aromatické. Heterocyklické zlúčeniny sú látky, ktorých molekuly sú založené na cykloch, tvorené atómami uhlíka a atómami iných chemických prvkov (kyslík, dusík, síra), heteroatómami.

Organické látky sa tiež klasifikujú podľa prítomnosti funkčných skupín, ktoré sú súčasťou molekúl. Napríklad triedy uhľovodíkov (s výnimkou, že v ich molekulách nie sú žiadne funkčné skupiny), fenoly, alkoholy, ketóny, aldehydy, amíny, estery, karboxylové kyseliny atď. Malo by sa pamätať na to, že každá funkčná skupina (COOH, OH, NH2, SH, NH, NO) určuje fyzikálno-chemické vlastnosti danej zlúčeniny.

Je známe, že vlastnosti organických látok sú určené ich zložením a chemickou štruktúrou. Preto nie je prekvapujúce, že klasifikácia organických zlúčenín vychádza z teórie štruktúry – teórie L. M. Butlerova. Organické látky sú klasifikované podľa prítomnosti a poradia spojenia atómov v ich molekulách. Najodolnejšou a najmenej premenlivou časťou molekuly organickej látky je jej kostra – reťazec atómov uhlíka. Podľa poradia spojenia atómov uhlíka v tomto reťazci sa látky delia na acyklické, ktoré v molekulách neobsahujú uzavreté reťazce atómov uhlíka, a karbocyklické, ktoré obsahujú takéto reťazce (cykly) v molekulách.
Okrem atómov uhlíka a vodíka môžu molekuly organických látok obsahovať atómy iných chemických prvkov. Látky, v ktorých molekulách sú tieto takzvané heteroatómy zahrnuté v uzavretom reťazci, sú klasifikované ako heterocyklické zlúčeniny.
Heteroatómy (kyslík, dusík atď.) môžu byť súčasťou molekúl a acyklických zlúčenín, ktoré v nich tvoria funkčné skupiny, napríklad hydroxyl - OH, karbonyl, karboxyl, aminoskupina -NH2.
Funkčná skupina- skupina atómov, ktorá určuje najcharakteristickejšie chemické vlastnosti látky a jej príslušnosť k určitej triede zlúčenín.

Uhľovodíky- Sú to zlúčeniny pozostávajúce iba z atómov vodíka a uhlíka.

V závislosti od štruktúry uhlíkového reťazca sa organické zlúčeniny delia na zlúčeniny s otvoreným reťazcom - acyklické (alifatické) a cyklické- s uzavretým reťazcom atómov.

Cyklické sú rozdelené do dvoch skupín: karbocyklické zlúčeniny(cykly sú tvorené len atómami uhlíka) a heterocyklický(cykly zahŕňajú aj ďalšie atómy, ako je kyslík, dusík, síra).

Karbocyklické zlúčeniny zase zahŕňajú dve série zlúčenín: alicyklický a aromatické.

Aromatické zlúčeniny na základe štruktúry svojich molekúl majú ploché kruhy obsahujúce uhlík so špeciálnym uzavretým systémom p-elektrónov, ktoré tvoria spoločný π-systém (jediný π-elektrónový oblak). Aromatickosť je charakteristická aj pre mnohé heterocyklické zlúčeniny.

Všetky ostatné karbocyklické zlúčeniny patria do alicyklickej série.

Acyklické (alifatické) aj cyklické uhľovodíky môžu obsahovať viacnásobné (dvojité alebo trojité) väzby. Takéto uhľovodíky sa nazývajú nenasýtené (nenasýtené) na rozdiel od nasýtených (nasýtených), ktoré obsahujú iba jednoduché väzby.

Nasýtené alifatické uhľovodíky volal alkány, majú všeobecný vzorec C n H 2 n +2, kde n je počet atómov uhlíka. Dnes sa často používa ich starý názov – parafíny.

Obsahujúce jedna dvojitá väzba, dostal meno alkény. Majú všeobecný vzorec C n H 2 n.

Nenasýtené alifatické uhľovodíkys dvoma dvojitými väzbami volal alkadiény

Nenasýtené alifatické uhľovodíkys jednou trojitou väzbou volal alkíny. Ich všeobecný vzorec je CnH2n-2.

Nasýtené alicyklické uhľovodíky - cykloalkány ich všeobecný vzorec je CnH2n.

Špeciálna skupina uhľovodíkov aromatický, alebo arény(s uzavretým spoločným π-elektrónovým systémom), známy z príkladu uhľovodíkov so všeobecným vzorcom C n H 2 n -6.

Ak je teda v ich molekulách jeden alebo viac atómov vodíka nahradených inými atómami alebo skupinami atómov (halogény, hydroxylové skupiny, aminoskupiny atď.), deriváty uhľovodíkov: halogénderiváty, kyslík obsahujúce, dusíkaté a iné organické zlúčeniny.

Halogénové deriváty uhľovodíky možno považovať za produkty substitúcie atómov halogénov v uhľovodíkoch za jeden alebo viac atómov vodíka. V súlade s tým môžu existovať nasýtené a nenasýtené mono-, di-, tri- (všeobecne poly-) halogénderiváty.

Všeobecný vzorec monohalogénderivátov nasýtených uhľovodíkov:

a zloženie je vyjadrené vzorcom

CnH2n+1G,

kde R je zvyšok nasýteného uhľovodíka (alkán), uhľovodíkový radikál (toto označenie sa používa aj pri iných triedach organických látok), G je atóm halogénu (F, Cl, Br, I).

Alkoholy- deriváty uhľovodíkov, v ktorých je jeden alebo viac atómov vodíka nahradených hydroxylovými skupinami.

Alkoholy sú tzv monatomický, ak majú jednu hydroxylovú skupinu, a obmedzujúco, ak ide o deriváty alkánov.

Všeobecný vzorec nasýtených jednosýtnych alkoholov:

a ich zloženie je vyjadrené všeobecným vzorcom:
CnH2n+1 OH alebo CnH2n+20

Sú známe príklady viacsýtnych alkoholov, t.j. alkoholov, ktoré majú niekoľko hydroxylových skupín.

Fenoly- deriváty aromatických uhľovodíkov (benzénový rad), v ktorých je jeden alebo viac atómov vodíka v benzénovom kruhu nahradených hydroxylovými skupinami.

Najjednoduchší zástupca so vzorcom C 6 H 5 OH sa nazýva fenol.

Aldehydy a ketóny- deriváty uhľovodíkov obsahujúce karbonylovú skupinu atómov (karbonyl).

V molekulách aldehydu sa jedna karbonylová väzba spája s atómom vodíka a druhá s uhľovodíkovým radikálom.

V prípade ketónov je karbonylová skupina naviazaná na dva (všeobecne odlišné) radikály.

Zloženie nasýtených aldehydov a ketónov je vyjadrené vzorcom C n H 2 l O.

Karboxylové kyseliny- uhľovodíkové deriváty obsahujúce karboxylové skupiny (-COOH).

Ak je v molekule kyseliny jedna karboxylová skupina, potom je karboxylová kyselina jednosýtna. Všeobecný vzorec nasýtených jednosýtnych kyselín (R-COOH). Ich zloženie vyjadruje vzorec C n H 2 n O 2.

Étery sú organické látky obsahujúce dva uhľovodíkové radikály spojené atómom kyslíka: R-O-R alebo R1-O-R2.

Radikály môžu byť rovnaké alebo rôzne. Zloženie éterov je vyjadrené vzorcom C n H 2 n + 2 O

Estery- zlúčeniny vznikajúce nahradením atómu vodíka karboxylovej skupiny v karboxylových kyselinách uhľovodíkovým zvyškom.

Nitro zlúčeniny- deriváty uhľovodíkov, v ktorých je jeden alebo viac atómov vodíka nahradených nitroskupinou -NO 2.

Všeobecný vzorec nasýtených mononitrozlúčenín:

a zloženie je vyjadrené všeobecným vzorcom

CnH2n+1N02.

Amines- zlúčeniny, ktoré sa považujú za deriváty amoniaku (NH 3), v ktorých sú atómy vodíka nahradené uhľovodíkovými radikálmi.

V závislosti od povahy radikálu môžu byť amíny alifatickéa aromatické.

V závislosti od počtu atómov vodíka nahradených radikálmi sa rozlišujú:

Primárne amíny so všeobecným vzorcom: R-NNH 2

Sekundárne - so všeobecným vzorcom: R1-NН-R2

Terciárne - so všeobecným vzorcom:

V konkrétnom prípade môžu mať sekundárne a terciárne amíny rovnaké radikály.

Primárne amíny možno považovať aj za deriváty uhľovodíkov (alkánov), v ktorých je jeden atóm vodíka nahradený aminoskupinou -NH2. Zloženie nasýtených primárnych amínov je vyjadrené vzorcom C n H 2 n + 3 N.

Aminokyseliny obsahujú dve funkčné skupiny spojené s uhľovodíkovým radikálom: aminoskupinu -NH2 a karboxylovú skupinu -COOH.

Zloženie nasýtených aminokyselín obsahujúcich jednu aminoskupinu a jeden karboxyl vyjadruje vzorec C n H 2 n + 1 NO 2.

Sú známe ďalšie dôležité organické zlúčeniny, ktoré majú niekoľko rôznych alebo rovnakých funkčných skupín, dlhé lineárne reťazce spojené s benzénovými kruhmi. V takýchto prípadoch nie je možné prísne určiť, či látka patrí do konkrétnej triedy. Tieto zlúčeniny sú často klasifikované do špecifických skupín látok: sacharidy, bielkoviny, nukleové kyseliny, antibiotiká, alkaloidy atď.

Na pomenovanie organických zlúčenín sa používajú dve nomenklatúry: racionálne a systematické (IUPAC) a triviálne názvy.

Zostavenie názvov podľa nomenklatúry IUPAC

1) Názov zlúčeniny vychádza z koreňa slova, ktorý označuje nasýtený uhľovodík s rovnakým počtom atómov ako hlavný reťazec.

2) Ku koreňu sa pridá prípona, ktorá charakterizuje stupeň nasýtenia:

An (konečný, bez viacerých spojení);
-én (v prítomnosti dvojitej väzby);
-in (v prítomnosti trojitej väzby).

Ak existuje niekoľko násobných väzieb, potom prípona označuje počet takýchto väzieb (-dién, -trién atď.) a za príponou musí byť poloha násobnej väzby uvedená číslami, napríklad:
CH3-CH2-CH=CH2CH3-CH=CH-CH3
butén-1 butén-2

CH2=CH-CH=CH2
butadién-1,3

Skupiny ako nitro-, halogény, uhľovodíkové radikály, ktoré nie sú zahrnuté v hlavnom reťazci, sú umiestnené v predpone. Sú uvedené v abecednom poradí. Poloha substituentu je označená číslom pred predponou.

Poradie pomenovania je nasledovné:

1. Nájdite najdlhší reťazec atómov C.

2. Postupne očíslujte atómy uhlíka hlavného reťazca, začínajúc od konca najbližšie k vetve.

3. Názov alkánu sa skladá z názvov vedľajších radikálov uvedených v abecednom poradí s uvedením polohy v hlavnom reťazci a názvu hlavného reťazca.

Nomenklatúra niektorých organických látok (triviálne a medzinárodné)

Účel prednášky: oboznámenie sa s klasifikáciou a nomenklatúrou organických zlúčenín

Plán:

1. Predmet a úlohy organickej chémie. Jeho význam pre farmáciu.

2. Klasifikácia organických zlúčenín.

3. Princípy triviálneho a racionálneho názvoslovia.

4. Princípy nomenklatúry IUPAC.

Predmet a úlohy organickej chémie.

Organická chémia je odvetvie chémie, ktoré sa venuje štúdiu štruktúry, metód syntézy a chemických premien uhľovodíkov a ich funkčných derivátov.

Termín „organická chémia“ prvýkrát zaviedol švédsky chemik Jens Jakob Berzelius v roku 1807.

Vzhľadom na zvláštnosti ich štruktúry sú organické látky veľmi početné. Dnes ich počet dosahuje 10 miliónov.

V súčasnosti je stav organickej chémie taký, že umožňuje vedecky plánovať a realizovať syntézu akýchkoľvek zložitých molekúl (bielkoviny, vitamíny, enzýmy, liečivá atď.).

Organická chémia úzko súvisí s farmáciou. Umožňuje izoláciu jednotlivých liečivých látok z rastlinných a živočíšnych surovín, syntetizuje a čistí liečivé suroviny, určuje štruktúru látky a mechanizmus chemického pôsobenia a umožňuje určiť pravosť konkrétneho lieku. Stačí povedať, že 95 % liekov má organickú povahu.

Klasifikácia organických zlúčenín

Klasifikácia vychádza z dvoch dôležitých vlastností: štruktúry uhlíková kostra a prítomnosť v molekule funkčné skupiny.

Štruktúra uhlíkového skeletu je organická. zlúčeniny sú rozdelené do troch veľkých skupín.

I Acyklický(alifatické) zlúčeniny s otvoreným uhlíkovým reťazcom, buď priamym alebo rozvetveným.

Základné zlúčeniny v organickej chémii sú známe uhľovodíky pozostávajúce iba z atómov uhlíka a vodíka. Rôzne organické zlúčeniny možno považovať za deriváty uhľovodíkov, ktoré sa získajú zavedením funkčných skupín do nich.

Funkčná skupina je štruktúrny fragment molekuly, ktorý je charakteristický pre danú triedu organických zlúčenín a určuje jej chemické vlastnosti.

Napríklad vlastnosti alkoholov sú určené prítomnosťou hydroxoskupiny ( - ON), vlastnosti amínov - aminoskupiny ( -NH2), karboxylové kyseliny prítomnosťou karboxylovej skupiny v molekule (- UNS) a tak ďalej.

stôl 1. Hlavné triedy organických zlúčenín

Táto klasifikácia je dôležitá, pretože funkčné skupiny do značnej miery určujú chemické vlastnosti danej triedy zlúčenín.

Ak zlúčeniny obsahujú niekoľko funkčných skupín a sú rovnaké, potom sa takéto zlúčeniny nazývajú multifunkčné (CH 2 ON- CH ON- CH 2 ON- glycerol), ak molekula obsahuje rôzne funkčné skupiny, potom je heterofunkčné pripojenie (CH 3 - CH( ON)- UNS- kyselina mliečna). Heterofunkčné zlúčeniny môžu byť okamžite klasifikované do niekoľkých tried zlúčenín.