Предмет органической химии. Органическая химия как основа создания новых материалов. Связь органической химии с биологией и медициной.
Предмет органической химии. Органическая химия как основа создания новых материалов. Связь органической химии с биологией и медициной. - раздел Философия, Предмет органической химии. Органическая химия как основа создания новых материалов. Связь органической химии с биологией и медициной Органической Химией Изначально Называлась Химия Веществ, Полученных Из...
Органической химией изначально называлась химия веществ, полученных из организмов растений и животных. С такими веществами человечество знакомо с глубокой древности. Люди умели получать уксус из прокисшего вина, а эфирные масла из растений, выделять сахар из сахарного тростника, извлекать природные красители из организмов растений и животных.
Химики разделяли все вещества в зависимости от источника их получения на минеральные (неорганические), животные и растительные (органические).
шведский химик Й.Я. Берцелиус определил органическую химию как химию растительных или животных веществ, образующихся под влиянием «жизненной силы».Именно Берцелиус ввел понятие органические вещества иорганическая химия.
Развитие химии привело к накоплению большого количества фактов и к краху учения о «жизненной силе»-витализма. Немецкий ученый Ф. Вёлер в 1824 г. осуществил первый синтез органических веществ - получил щавелевую кислоту путем взаимодействия двух неорганических веществ – дициана и воды:
По определению К. Шорлеммера, не потерявшее своего значения и более 120 лет спустя: "Органическая химия есть химия углеводородов и их производных, т.е. продуктов, образующихся при замене водорода другими атомами или группами атомов".
Сейчас органическую химию чаще называют химией соединений углерода. К органическим веществам относятся соединения углерода, кроме оксидов углероа, угольной кислоты и ее солей, карбидов металлов.
Органические вещества имеют ряд особенностей, которые отличают их от неорганических веществ:
1.Неорганических веществ насчитывается немногим более 100 тыс., тогда как органических – почти 18млн.
2.В состав всех органических веществ входят углерод и водород, поэтому большинство из них горючи и при горении обязательно образуют углекислый газ и воду.
3.Органические вещества построены более сложно, чем неорганические, и многие из них имеют огромную молекулярную массу, например те, благодаря которым происходят жизненные процессы: белки, жиры, углеводороды, нуклеиновые кислоты и. т. д.
4.Органические вещества можно расположить в ряд сходных по составу, строению и свойствам – гомологов
Гомологическим рядом называется ряд веществ, расположенных в порядке возрастания их относительных молекулярных масс, сходных по строению и химическими свойствам, где каждый член отличается от предыдущего на гомологическую разность СН2
5.Для органических веществ характерной является изомерия,
Изомерия – это явление существования разных веществ –изомеров с одинаковым качественным и количественным составом, т.е. одинаковой молекулярной формулой.
В одной клетке организма может происходить примерно 2000 реакций [4,5]. Все эти процессы осуществляются при помощи сравнительно небольшого числа органических и неорганических соединений. Современная химия характеризуется переходом к изучению сложных элементорганических соединений, состоящих из неорганических и органических остатков. Неорганические части представлены водой и ионами различных металлов, галогенов и фосфора (в основном), органические части представлены белками, нуклеиновыми кислотами, углеводами, липидами и достаточно обширной группой низкомолекулярных биорегуляторов, таких как гормоны, витамины, антибиотики, простагландины, алкалоиды, регуляторы роста и т.д.
Известно, что из множества химических элементов в состав живых организмов входят только некоторые элементы. Наиболее важными ионами металлов оказываются ионы натрия, калия, магния, кальция, цинка, меди, кобальта, марганца, железа и молибдена. Из неметаллоидов в живых системах практически всегда можно встретить атомы водорода, кислорода, азота, углерода, фосфора и серы в составе органических соединений и атомы галогенов и бора как в виде ионов, так и в составе органических частиц . Отклонение в содержании большинства из этих элементов в живых организмах часто приводит к достаточно тяжелым нарушениям метаболизма.
Большая часть болезней обусловлена отклонением концентраций какого-либо вещества от нормы. Это связано с тем, что огромное число химических превращений внутри живой клетки происходит в несколько этапов, и многие вещества важны клетке не сами по себе, они являются лишь посредниками в цепи сложных реакций; но, если нарушается какое-то звено, то вся цепь в результате часто перестает выполнять свою передаточную функцию; останавливается нормальная работа клетки по синтезу необходимых веществ.
В поддержании нормальной жизнедеятельности организма очень велика роль органических молекул. Их можно разделить по принципам, заложенным в их конструкцию, на три группы : биологические макромолекулы (белки, нуклеиновые кислоты и их комплексы), олигомеры (нуклеотиды, липиды, пептиды и др.) и мономеры (гормоны, антибиотики, витамины и многие другие в-ва).
Для химии особенно важно установление связи между строением вещества и его свойствами, в частности, биологическим действием. Для этого используется множество современных методов, входящих в арсенал физики, органической химии, математики и биологии.
В современной науке на границе химии и биологии возникло множество новых наук, которые отличаются используемыми методами, целями и объектами изучения. Все эти науки принято объединять под термином "физико-химическая биология". К этому направлению относят:
а) химию природных соединений;
б) биохимию;
в) биофизику;
г) молекулярную биологию;
д) молекулярную генетику;
е) фармакологию и молекулярную фармакологию
В большей части современных биологических исследований активно используются химические и физико-химические методы. Прогресс в таких разделах биологии, как цитология, иммунология и гистология, был напрямую связан с развитием химических методов выделения и анализа веществ.
Предмет органической химии Органическая химия как основа создания новых материалов Связь органической химии с биологией и... Классификация реакций по характеру изменения химической связи и по... Химическая реакция превращение одних веществ в другие процесс связанный с разрывом одних и образованием других...
Реакции замещения
Галогенирование. Свободно-радикальный характер хлорирования
Хлорирование метана:
CH4 + Cl2 hν → CH
Алкены. Гомологический ряд, изомерия, номенклатура.
Алкенами называются непредельные углеводороды, молекулы которых содержат одну двойную связь. Первый представитель этого класса — этилен СН2 = СН2, в связи с чем алкены также н
Правило Марковникова
При присоединении галогенводородов или воды к несимметричным алкенам или алкинам атом водорода присоединяется к наиболее гидрогенизированному (гидрированному) атому углерода (в месте разрыва двойно
Методы получения ацетилена и его гомологов.
1) В промышленном масштабе для технических целей ацетилен получают высокотемпературным пиролизом метана.
2CH4 ––1500°C® HCºCH + 3H
Гидрирование
Гидрирование алкинов осуществляется при нагревании с теми же металлическими катализаторами (Ni, Pd или Pt), что и в случае алкенов, но с меньшей скоростью.
CH3–C
Методы получения бензола и его гомологов.
Каталитическая дегидроциклизация алканов, т.е. отщепление водорода с одновременной циклизацией (способ Б.А.Казанского и А.Ф.Платэ). Реакция осуществляется при повышенной температуре с использование
Химические свойства толуола.
1.Нитрование толуола приводит к образованию тринитропроизводного:
(тринитротолуол).
2.Галогенирование (в кольцо в присутствии катализатора броми
Спирты. Гомологический ряд, изомерия, номенклатура
Спирты – органические соединения, содержащие одну или несколько гидроксильных групп, соединенных с углеводородным радикалом. Функциональная группа – ОН. Число гидроксильных групп определяет атомнос
Окисление спиртов
а). Горение: СnH2n+2O + (1,5n +0,5)O2 ® nCO2 + (n +1)H2O.
б). Окисление кислородом воздуха в присутствии катали
Азокрасители.
Азокрасители являются самой многочисленной и наиболее важной группой органических красителей. На их долю приходится почти треть от всего производства красителей, а по числу представителей они стоят
Изомерия, номенклатура альдегидов и кетонов
Альдегиды и кетоны относятся к карбонильным соединениям и содержат карбонильную группу . В альдегидах карбонильная группа обязательно связана с атомом водорода (находится в пол
Формальдегид
Бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворимый в воде, спиртах и полярных растворителях, токсичен.
Водный раствор формальдегида — формалин — вызывает денатурацию белков, поэтому он пр
Строение карбоксильной группы и карбоксилат-аниона.
Карбоксильная группа сочетает в себе две функциональные группы - карбонил и гидроксил, взаимно влияющие друг на друга:
Кислотные свойства карбоновых кислот обусловлены смещ
Мыла. Жиры. Понятие о биохимии жиров.
Жиры - сложные эфиры глицерина и высших одноатомных карбоновых кислот.
Общее название таких соединений - триглицериды или триацилглицерины, где ацил - остаток карбоновой ки
Гомологический ряд
Тривиальное название
Название по ИЮПАК
Формула
Название солей
Щавелевая кислота
Этандиовая кисл
Щавелевая кислота, получение, свойства.
Щавелевая кислота (этандиовая кислота) НООССООН — двухосновная предельная карбоновая кислота. Принадлежит к сильным органическим кислотам. Обладает всеми химическими свойств
Кротоновая, фумаровая, малеиновая кислоты
Для этилен-1,2-дикарбоновой кислоты возможны две пространственные конфигурации:
Эта кислота действительно существует в двух формах, известных под названиями
Оксикислоты. Гомологический ряд, номенклатура.
Оксикислоты характеризуются наличием в молекуле кроме карбоксильной еще гидроксильной группы О–Н, их общая формула R(OH)n(COOH). Формально простейшей оксикислотой будет хорошо изв
Ацетоуксусный эфир, получение сложно-эфирной конденсацией.
Ацетоуксусный эфир получают по реакции кляйзена. исходным продуктом в этой реакции является этиловый эфир уксусной кислоты. Катализирует этот процесс натрия алкоголят. Эта реакция походит на альдол
Структурная изомерия и номенклатура аминокислот
Аминокислоты содержат одновременно амино- и карбоксильную группы. Изомерия и номенклатура аминокислот аналогичны таковым для оксикислот. В зависимости от взаимного расположения амин
Понятие о белковых веществах. Строение, гидролиз белков.
Важнейшие природные полимеры – белки (протеины) – относятся к полипептидам, т.е. представляют собой продукт поликонденсации α-аминокислот.
В состав белков входит 20 различных аминокис
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов