Organická chemie

Klasická molekulární struktura organické chemie - Kekulého benzenový vzorec znázorněný na poštovní známce z roku 1964

Organická chemie (krátký OC nebo často také organické ) je odvětví chemie . To zahrnuje chemické sloučeniny na bázi uhlíku , s několika výjimkami, jako jsou některé anorganické sloučeniny uhlíku a elementární (čistý) uhlík.

Velká vazebná kapacita atomu uhlíku umožňuje množství různých vazeb na jiné atomy. Zatímco mnoho anorganických látek se nemění vlivem teploty a katalytických činidel, organické reakce často probíhají při pokojové teplotě nebo při mírně zvýšené teplotě s katalytickým množstvím činidel. Na této schopnosti vázat je založen také vznik mnoha přírodních látek (rostlinných, živočišných barviv , cukru , tuků , bílkovin , nukleových kyselin ) a nakonec i známých živých bytostí .

Kromě uhlíku obsahují organické molekuly jako prvky často vodík , kyslík , dusík , síru a halogeny ; chemická struktura a funkční skupiny jsou základem pro rozmanitost jednotlivých molekul.

V organické analýzy, směs látek je nejdříve použit k fyzicky oddělené a charakterizovat jednotlivé látky ( bod tání , bod varu , index lomu ), pak základní složení ( elementární analýza ), molekulovou hmotnost a funkční skupiny (s pomocí chemických činidel ( NMR , IR - a UV spektroskopie ).

Vliv činidel ( kyselin , zásad , anorganických a organických látek) na organické látky je zkoumán za účelem stanovení zákonů chemických činidel na určité funkční skupiny a skupiny látek.

Nikotin - alkaloid

Organická chemie syntetizuje organické přírodní látky (např. Cukr, peptidy, přírodní barviva, alkaloidy, vitamíny) a organické látky v přírodě neznámé (plasty, iontoměniče, léčiva , pesticidy, syntetická vlákna pro oděvy).

Vývoj v organické chemii za posledních 150 let měl významný dopad na lidské zdraví, výživu, oblečení a rozmanitost dostupného spotřebního zboží. Významně to přispělo k prosperitě společnosti.

Diferenciace od anorganické chemie

Až na několik výjimek organická chemie zahrnuje chemii všech sloučenin, které uhlík tvoří se sebou samým i s dalšími prvky. To také zahrnuje všechny stavební kameny aktuálně známého života. V roce 2012 bylo známo asi 40 milionů organických sloučenin.

Výjimky zahrnují formální nejprve elementární formy uhlíku ( grafit , diamant ) a systematicky všechny vazby bez atomové vazby uhlík-vodík, jako je anorganická chemie počítající chalkogenidy uhlíku bez vodíku ( oxid uhelnatý , oxid uhličitý , sirouhlík ) , kyselina uhličitá a uhličitany , karbidy i iontové kyanidy , kyanáty a thiokyanáty (viz sloučeniny uhlíku ).

Kyanovodík je součástí hraniční oblasti anorganické a organické chemie. Ačkoli je tradičně považován za součást anorganické chemie, je považován za nitril (organická skupina látek) kyseliny mravenčí . Kyanidy se zpracovávají anorganicky, přičemž se zde míní pouze soli kyanovodíku, zatímco estery známé pod stejným názvem patří k organickým jako nitrily. Tyto azurová kyslíkové kyseliny , skořicová kyseliny a jejich estery jsou také považovány za případy hraniční. Kromě toho, organokovové chemie ( organokovový chemie ) není specificky určen pro organické nebo anorganické chemie.

Zcela nepřirozeně vypadající látky, jako jsou plasty a ropa , jsou také organické sloučeniny, protože stejně jako přírodní látky sestávají ze sloučenin uhlíku. Ropa, zemní plyn a uhlí, suroviny pro mnoho syntetických produktů, jsou nakonec organického původu.

Všechny živé věci obsahují organické látky, jako jsou aminokyseliny , bílkoviny , sacharidy a DNA . Odvětví organické chemie, které se zabývá látkami a metabolickými procesy v živých organismech, je biochemie (nebo molekulární biologie ).

Všeobecné

Zvláštní poloha uhlíku je založena na skutečnosti, že atom uhlíku má čtyři vazebné elektrony, což znamená, že může vytvářet nepolární vazby s jedním až čtyřmi dalšími atomy uhlíku. To může vést ke vzniku lineárních nebo rozvětvených uhlíkových řetězců a uhlíkových kruhů, které jsou spojeny s vodíkem a dalšími prvky (hlavně kyslíkem, dusíkem, sírou, fosforem) na vazebných elektronech, které nejsou obsazeny uhlíkem, což má za následek velké a velmi velké molekuly (např. homo- a heteropolymery ) a vysvětluje obrovskou škálu organických molekul. Existuje také velký počet sloučenin podobně čtyřsloučeného křemíku , ale zdaleka ne tak rozmanitý.

Vlastnosti organických látek jsou velmi dány jejich příslušnou molekulární strukturou . I vlastnosti jednoduchých organických solí, jako jsou acetáty, jsou jasně formovány molekulárním tvarem organické části. Existuje také mnoho izomerů , což jsou sloučeniny se stejným celkovým složením ( molekulární vzorec ), ale odlišnou strukturou ( strukturní vzorec ).

Naproti tomu molekuly v anorganické chemii obvykle sestávají pouze z několika atomů, ve kterých vstupují do hry obecné vlastnosti pevných látek, krystalů a / nebo iontů. Existují však také polymery, které neobsahují žádný uhlík (nebo pouze v podskupinách), např. B. silany .

Strategie organické syntézy se liší od syntéz v anorganické chemii, protože organické molekuly lze obvykle vytvářet kousek po kousku. Přibližně 60% chemiků v Německu a USA si jako hlavní předmět zvolilo organickou chemii.

příběh

Friedrich Woehler
Jöns Jakob Berzelius
Friedrich August Kekulé

V počátcích lidského vývoje se používalo mnoho organických přírodních látek (barviva indigo , alizarin , silice, alkohol ). Umělá reprezentace organické hmoty lidskými rukama však nebyla popsána ve velmi rané době.

Johann Rudolph Glauber ve svých dílech popsal velké množství organických sloučenin, které sám představil, ale protože elementární analýza ještě nebyla vyvinuta, lze jen hádat, které látky v té době přijal. Glauber čistil alkohol a ocet frakční destilací, získával ethylchlorid z alkoholu , kyselinu octovou z destilace dřeva, aceton z ohřevu octanu zinečnatého, akrolein vznikal z destilace řepného, ​​ořechového a konopného oleje, benzen z uhlí, zjistil alkaloidy separací kyseliny dusičné.

Lemery napsal knihu Cours de Chymie v roce 1675 . V této práci byly látky rozděleny do tří oblastí: minerální říše (kovy, voda, vzduch, kuchyňská sůl, sádra), rostlinná říše (cukr, škrob, pryskyřice, vosk, rostlinná barviva), živočišná říše (tuky, bílkoviny, rohovina) látky). Lemery také rozlišoval látky rostlinné a živočišné říše jako organické látky na rozdíl od látek neživé povahy minerální říše.

Značný počet z organických látek již byly izolovány jako čisté látky v 18. století .

Příkladem je močovina (1773 Hilaire Rouelle ) a mnoho kyselin , jako jsou kyseliny mravenců získané kyselinou mravenčí (1749 Andreas Sigismund Marggraf ), kyselina jablečná z jablek a z Weinsteina získaná kyselina vinná (1769), kyselina citronová (1784 ), glycerol (1783), kyselina šťavelová, kyselina močová ( Carl Wilhelm Scheele ).

Antoine Laurent de Lavoisier byl první, kdo kvalitativně určil chemické prvky obsažené v organických látkách: uhlík, vodík, kyslík, dusík. Joseph Louis Gay-Lussac a Louis Jacques Thenard provedli první elementární analýzy ke stanovení kvantitativního složení prvků v organických látkách. Elementární analýzu vylepšil Justus von Liebig v roce 1831 . Nyní bylo možné rychle určit základní složení organických látek.

Jöns Jakob Berzelius předložil tezi, že organické látky mohou být vytvářeny pouze speciální životní silou v rostlinném, zvířecím nebo lidském organismu. Jeho malá kniha Přehled pokroku a současný stav chemie zvířat znamenala počátek organické chemie, která se vyvinula v první polovině 19. století, v roce 1810. Berzelius také použil zákon vícenásobných proporcí - s nímž použil atomové hmotnosti a složení v oblasti anorganických sloučenin, tj. H. jejichž chemické vzorce mohly také určovat organické sloučeniny.

Struktura a složení organických sloučenin byla kolem roku 1820 stále velmi nejasná. Gay-Lussac věřil, že ethanol je kombinací jednoho dílu etenu a jednoho dílu vody.

Kromě toho chemici v té době věřili, že se stejným kvalitativním a kvantitativním složením (součtový vzorec) prvků sloučeniny (elementární analýza) musí být látky také totožné. První pochybnosti vyvstaly v roce 1823, kdy Justus von Liebig a Friedrich Wöhler zkoumali vysoce kyselé stříbro a kyanokyselé stříbro. Našli velmi odlišné látky se stejným chemickým složením.

Když se anorganická sloučenina kyanát amonný zahřívá, vzniká močovina, typická organická sloučenina. Toto je slavná syntéza močoviny od Friedricha Wöhlera, která vedla k posunu paradigmatu .

V roce 1828 Friedrich Wöhler zahřál kyanát amonný a dostal úplně jinou látku, močovinu . Výchozí produkt a konečný produkt mají stejný chemický vzorec ( izomerismus ), ale mají velmi odlišné vlastnosti: kyanát amonný je anorganická sloučenina, močovina je organická sloučenina. To vyvrátilo Berzeliusovu hypotézu, že organické sloučeniny mohou vznikat pouze prostřednictvím speciální životní síly .

Roku 1859 formuloval Hermann Kolbe tezi, že všechny organické látky jsou deriváty anorganických látek - zejména oxidu uhličitého. Nahrazením jedné hydroxylové skupiny alkylovými radikály nebo vodíkem se získají karboxylové kyseliny, nahrazením dvou hydroxylových skupin alkylovými skupinami nebo vodíkem vzniknou aldehydy , ketony . Slovo syntéza použil Kolbe také v souvislosti s umělým zastoupením organických přírodních látek. Chemici byli brzy schopni syntetizovat nové organické molekuly prostřednictvím vlastního výzkumu.

Analogicky k kladně a záporně nabitým iontům v anorganické chemii měl Berzelius podezření na takzvané radikály v organické chemii; na tom byla založena jeho radikální teorie. Jedna radikální část organické molekuly by měla mít kladný, druhá část záporný náboj. O několik let později Jean Baptiste Dumas , Auguste Laurent , Charles Gerhardt a Justus von Liebig zkoumali substituci v organických sloučeninách. Atomy vodíku v organických sloučeninách byly nahrazeny atomy halogenu. Starou radikální teorii Berzelius, podle které se kladně a záporně nabité části radikálů hromadí v organických molekulách, bylo třeba zavrhnout. Výsledkem bylo, že August Wilhelm von Hofmann , Hermann Kolbe , Edward Frankland a Stanislao Cannizzaro našli další informace o složení organických látek. V roce 1857 vydal Friedrich August Kekulé své dílo „O s. G. spárované sloučeniny a teorie polyatomických radikálů “ v Liebigově Annals of Chemistry , který je považován za výchozí bod organické strukturní chemie . V této práci je uhlík poprvé popsán jako čtyřmocný.

Adolf von Baeyer , Emil Fischer , August Wilhelm von Hofmann zkoumali syntézy barviv, cukrů, peptidů a alkaloidů.

Velkou část pracovní doby bývalých chemiků tvořila izolace čisté látky.

Identita látky organických látek byla kontrolována pomocí bod varu , teplota tání , rozpustnost, hustota, vůně, barvy a index lomu .

Surové uhlí se stalo zvláště důležitým pro organickou chemii. Organická chemie se rozjela, když německý chemik Friedlieb Ferdinand Runge (1795–1867) objevil v uhelném dehtu látky fenol a anilin . William Henry Perkin - student Augusta Wilhelma von Hofmanna - objevil v roce 1856 první syntetické barvivo - mauvein . Hofmann a Emanuel Verguin představil fuchsinem k barvení. Johann Peter Grieß objevil diazobarviva . Organická chemie nyní získává rostoucí průmyslový a ekonomický význam.

V 60. letech 20. století byla příprava valenčních izomerů benzenu dosažena pomocí komplexních organických syntéz. Neklasická karbokationta byla dříve nalezena s 2-norbornylovým kationtem, který tvoří pět namísto tří vazeb s jinými atomy. V roce 1973 byla poprvé syntetizována pětiboká pyramidová hexamethylbenzenová dikace se šesti souřadnicovým uhlíkem, jejíž struktura byla krystalograficky prokázána v roce 2016.

Základy organické syntézy ve škole a na univerzitě

Tento článek nebo sekci je třeba revidovat. Podrobnosti by měly být uvedeny na diskusní stránce. Pomozte jej vylepšit a poté odstraňte tento příznak.

Organická chemie je obor vědy (učebnice, studie), jehož základy byly v 19. století přístupné pouze malé části populace. Vzdělávací reformy 20. století poskytly téměř všem studentům znalostní základnu z organické chemie. Třída chemie umožňuje studentovi účastnit se kulturního vzdělávání, podporuje porozumění klasifikaci a kontextu otázek, které jsou chemicky relevantní. V naší kultuře potřebují politici, právníci, obchodní ekonomové, počítačoví vědci a strojní inženýři základní znalosti organické chemie, aby mohli lépe klasifikovat vztahy.

Přeměny organických látek v laboratoři

V minulosti, organické lékárny studovali vliv koncentrovaných kyselin ( kyselina sírová , kyselina dusičná , kyselina chlorovodíková ) na organické látky, jako je ethanol , bavlna, a benzen .

Působením koncentrované kyseliny sírové na ethanol vzniká nová látka, diethylether , která měla úplně jiné vlastnosti než ethanol a používala se jako anestetikum a jako nové rozpouštědlo. Působením kyseliny dusičné a kyseliny sírové na bavlnu vzniká bavlněná bavlna , která se používala jako výbušnina, jako změkčovadlo a jako rozpouštědlo pro barvy , jako vlákna.

Působením koncentrované kyseliny sírové a kyseliny dusičné se benzen mění v nitrobenzen . Tuto látku lze převést na anilin pomocí redukčních činidel, jako je železný prášek a kyselina chlorovodíková . Aniline byl výchozím materiálem pro mnoho nových barviv, která zvyšovala prosperitu naší komunity.

Působením koncentrované kyseliny sírové na bavlnu nebo dřevo vznikají molekuly cukru. Podobně jako v anorganické chemii používali organičtí chemici také určitá detekční činidla. Pro organické chemiky však mají funkční skupiny v molekule velký význam. Aldehydové skupiny lze detekovat pomocí Fehlingova roztoku . Funkční skupiny lze použít k propojení dvou organických molekul s různými funkčními skupinami tak, aby vznikla větší molekula. Díky znalosti mechanismů organické reakce, výběru činidel a používání ochranných skupin může organický chemik produkovat velmi složité organické látky. V současné době lze syntetizovat peptidy nebo proteiny s více než 100 aminokyselinami (s molekulovou hmotností vyšší než 10 000) nebo sacharidy a fytonutrienty ( terpeny ). Téměř žádná organická reakce neprobíhá se 100% výtěžkem a často dochází k neočekávaným vedlejším reakcím, takže komplexní látky na syntetické bázi se vyrábějí pouze v malých množstvích (několik miligramů až několik kilogramů).

Mnoho organických surovin se vyrábí v průmyslu při výrobě plastů, barviv a rozpouštědel ve velmi velkých množstvích (1 000 až 1 000 000 t). Specializované společnosti používají průmyslové výrobky k výrobě jemných chemikálií pro školy a univerzity. Organický chemik chce činidla, která jsou v jejich syntézách co nejselektivnější, která oxidují, redukují nebo spojují pouze určitou funkční skupinu s jinou skupinou.

Vliv teploty na organické reakce

Někdy je metabolismus možný pouze při zvýšené teplotě. V organické chemii se však vysoké teploty používají jen zřídka, protože mnoho organických látek je zvýšenou teplotou zničeno. Reakční teploty v organické chemii se proto obvykle pohybují mezi pokojovou teplotou a 150 ° C. Volba rozpouštědla a jeho teplota varu jsou rozhodující pro nastavení reakční teploty. Zvýšení teploty o 10 ° C obvykle zdvojnásobí reakční rychlost ( pravidlo RGT ).

Příklady organických reakcí za vysokých teplot jsou tvorba acetonu z octanu vápenatého a příprava 2,3-dimethyl-butadienu z pinakolu .

Organická sůl octanu vápenatého může být připravena z uhličitanu vápenatého a kyseliny octové . Pokud se octan vápenatý zahřeje na přibližně 400 ° C, získá se aceton. Aceton a část hořčíku tvoří organickou látku pinakol. Pokud se tato látka zahřívá s oxidem hlinitým na 450 ° C, vytvoří se 2,3-dimethyl-1,3-butadien. Látky s dvojnými vazbami lze polymerovat pod vlivem kyselin nebo radikálů, což má za následek plast se zcela jinými vlastnostmi než monomer. Polymerizovaný 2,3-dimethyl-1,3-butadien hraje důležitou roli jako náhrada za kaučuk, který býval velmi drahý . Fritz Hofmann byl schopen vyrobit první syntetický methylový kaučuk z 2,3-dimethyl-1,3-butadienu , který přišel na trh v roce 1913, kdy cena přírodního kaučuku dosáhla v obchodě maxima.

Zpracování po implementaci

Po chemické přeměny, organický chemik musí nejprve převést na vysoce reaktivní, žíravé, hořlavé látky, jako je koncentrovaná kyselina sírová, sodný , hydrid sodný , lithiumaluminiumhydrid s vhodnými látkami na neškodné sloučeniny. Následuje separace anorganických solí jejich protřepáním v dělící nálevce - s přidáním dalších organických rozpouštědel a vodného roztoku. Organická fáze se suší nad bezvodými solemi, jako je síran sodný , z organické fáze se odstraní poslední zbytky vody. Organické rozpouštědlo se odstraní destilací - často na rotační odparce . Odpařený zbytek obsahuje reakční produkt. Je velmi vzácné, že organická reakce vede pouze k jednomu chemickému produktu; v mnoha případech jsou směsi látek vytvářeny z různých organických látek. Jednotlivé látky lze izolovat frakční destilací ve vakuu nebo sloupcovou chromatografií .

Strukturální chemický vzorec a reakční mechanismus

Chemický strukturní vzorec je základem pro znalost látky . Toto je plán organické molekuly. Strukturní vzorec látky musí být vždy odvozen z výsledků analýzy látky. Analýza látek zahrnuje alespoň správný obsah uhlíku, vodíku, kyslíku a dusíku v molekule ( elementární analýza ), typ funkčních skupin a stanovení molární hmotnosti .

Prostřednictvím komerčního prodeje nukleární magnetické rezonanční spektroskopie ( NMR spektroskopie ) a hmotnostních spektrometrů na univerzitách od začátku šedesátých let se výrazně zkrátila doba do objasnění struktury nových komplexních organických látek. Chemik může odvodit reakční mechanismus chemické reakce ze změny strukturního vzorce před a po organické reakci. Všechny organické molekuly, které mají podobnou strukturu, mohou vstoupit do analogických reakcí za stejných reakčních podmínek. Chemik, který zná reakční mechanismy, může systematicky plánovat strukturu nových organických látek.

Velmi důležitá třída reakcí se týká nahrazení atomu vodíku v molekule halogenem, nitroskupinou, sulfonovou skupinou, tato reakce se nazývá substituce. Několik příkladů z této reakční třídy bylo uvedeno na začátku této části. Další důležitou třídou reakcí je eliminace . Eliminace hydroxylových skupin a halogenů a tvorba dvojných vazeb v molekule je známá jako eliminace. Eliminace vody v případě pinakolu za vzniku 2,3-dimethyl-1,3-butadienu je eliminace. Dalšími velmi důležitými transformacemi jsou oxidace a redukce organických molekul. Příkladem těchto reakčních tříd je redukce nitrobenzenu na anilin pilinami zinku nebo železa v přítomnosti kyseliny nebo oxidace ethanolu na acetaldehyd nebo kyselinu octovou pomocí manganistanu draselného.

Význam organické chemie

Vůně a chutě po jahodách
Vůně růže
Kyselina acetylsalicylová (aspirin) - téměř všechny léky jsou organické

Látky organické chemie jsou přítomny téměř ve všem zboží, které používáme každý den. Mezi barviva v obrázkových knih, časopisů, obalů, jsou plasty ve většině našich spotřebního zboží téměř ve všech hraček, v počítačových případech , v trubkách, kabely, odnosných tašek apod organická syntetická vlákna ve většině našeho oděvu, barvy na fasády domů, auta, obytný prostor, čisticí prostředky od jednoduchých mýdel po komplexní povrchově aktivní látky pro speciální aplikace, léčiva , vůně a vůně v potravinách a květinách, konzervanty potravin, iontové výměníky v odsolovacích zařízeních. Dřevo a bavlna jsou také organické látky; lze je získat z přírody, protože jsou hojné. Většina organických látek však musí být vyráběna na syntetickém základě - hlavně z ropy - v chemickém průmyslu. V případě celosvětového nedostatku ropy by jiné fosilní suroviny, jako je uhlí nebo zemní plyn, mohly být v současné době využívány pouze v omezené míře k produkci denně požadovaných organických látek. Vysoká cena ropy vede ke snaze vyvinout substituční procesy na bázi uhlí a zemního plynu. Procesy však budou méně výnosné než procesy na bázi ropy. Při velmi vysokých cenách ropy by mohlo dojít k nedostatku v oblasti spotřebního zboží.

Organický chemický průmysl

Základní chemikálie

Základní chemikálie jsou základem všech důležitých syntetických látek. Vyrábějí se ve velkých chemických závodech ze surové ropy , zemního plynu nebo uhlí .

Až do druhé světové války bylo uhlí základem základních chemikálií v organické chemii. Z uhlí bylo možné extrahovat benzen , toluen a xylen - stavební kameny pro organická barviva. Karbid vápníku (v průmyslovém měřítku od roku 1915) lze získávat z uhlí a vápna elektrickým obloukem . Karbid vápenatý lze převést na acetylen a v té době to byl výchozí materiál pro acetaldehyd, kyselinu octovou, aceton, butylenglykol, butadien, kyselinu akrylovou a akrylonitril pomocí metody Walter Reppe (Reppe Chemie). Methanol (syntéza podle Piera) a motorová nafta (podle Bergiusa) se daly získat také z uhlí . I po druhé světové válce se z uhlí stále vyrábělo mnoho základních chemikálií. V letech 1960 až 1970 byly procesy v západních průmyslových zemích nahrazeny modernějšími procesy na bázi ropy.

Investiční náklady na tyto systémy jsou značné, do této oblasti podnikání jsou zapojeny hlavně společnosti v průmyslu minerálních olejů. V minulosti byly chemické suroviny přepravovány do průmyslových zemí, kde byly chemicky přeměňovány na základní chemikálie. V osmdesátých letech byly USA, Japonsko a Spolková republika Německo nejdůležitějšími chemickými zeměmi s více než 50% světové produkce organických surovin. V průběhu globální vzájemné závislosti a z ekonomických důvodů je mnoho závodů postaveno v surovinových zemích (na ropu a zemní plyn).

Velmi důležité základní chemické látky jsou ethylen (19,5 milionu tun v EU-27, 2011), propen (14,3 milionu tun, EU-27, 2011), butadien (2,8 milionu tun, EU-27, 2011), metan , benzen (7,4 milionu t, EU-27, 2011), toluen (1,5 milionu t., EU-27, 2011), xylen . Z těchto základních chemikálií lze vyrábět další důležité organické suroviny. Prodejní ceny organických surovin v EU od roku 2005 značně kolísají a prodejní ceny v EU v roce 2010 výrazně vzrostly.

Průmysl extrahuje polyethylen , vinylacetát (dále polyvinylacetát, polyvinylalkohol , polyvinylacetal), acetaldehyd , kyselinu octovou , dichlorethan (dále polyvinylchlorid ), ethylenoxid , ethanol (dále jen diethylether ) z ethylenu .

Z polypropylenu společnosti propylenu získejte isopropanol (dále aceton , keten , anhydrid kyseliny octové , diketen , Essigsäureester , acetyl), propylenoxid (dále jen polyetherpolyoly, polyuretan ), alylchlorid (dále jen epichlorhydrin , glycerol , alylalkohol ), akrylonitril (dále jen polyakrylonitril , akrylamid ), kyselina akrylová (dále polyakryláty ), butanol .

Z methanu se získává methanol (dále formaldehyd a ethylenglykol), acetylen, methylchlorid, methylenchlorid, chloroform (dále tetrafluorethylen, teflon) a tetrachlormethan.

Z benzenu se syntetizují ethylbenzen (dále styren ), dihydroxybenzen ( resorcinol , hydrochinon a pyrokatechol ), kumen (dále fenol ), nitrobenzen (dále anilin , barviva ), cyklohexan (dále cyklohexanon , kyselina adipová , nylon ). Kyselinu tereftalovou a anhydrid kyseliny ftalové lze vyrábět z xylenu .

Průmyslové výrobky, speciální výrobky

Tato vztlaková pomůcka je vyrobena z pěnového polystyrenu , obaleného barevným polyetylenem , oba plasty.

Průmyslové produkty jsou převážně směsi organických látek, které byly připraveny pro konkrétní aplikaci. Průmyslové výrobky vyrábí ve velmi velkém množství (až několik milionů tun) chemický průmysl, přičemž u těchto produktů jsou náklady na suroviny velmi rozhodující pro prodejní cenu.

Důležité organické průmyslové produkty jsou: umělá vlákna , plasty , barviva , guma , rozpouštědla , tenzidy . Od roku 2009 se prodeje plastů výrazně snížily.

Speciální produkty jsou organické látky, které se ve srovnání s průmyslovými produkty vyrábějí ve výrazně menším množství. Prodejní cena je méně závislá na nákladech na suroviny. Tato skupina zahrnuje například léčiva , příchutě a vůně , enzymy , barvy , dezinfekční prostředky , diagnostiku , iontoměničové pryskyřice , lepidla , herbicidy , pesticidy , detergenty .

Skupiny látek v organické chemii

Existují dvě možnosti systematického zařazení jednotlivých látek v organické chemii do skupin látek:

Klasifikace podle funkční skupiny

Klasifikace podle uhlíkové struktury

Cyklohexan , nasycený, cyklický alifatický

Reakce

Viz reakční mechanismus

Reakce v organické chemii lze do značné míry rozdělit do následujících základních typů:

Mnoho reakcí je navíc známo pod jménem jejich objevitele (viz seznam jmenných reakcí ).

Klasifikaci podle typu vazby nebo stavebního bloku, který vzniká, lze nalézt v seznamu reakcí v organické chemii .

Organická analytická chemie

Organická analytická chemie se zabývá zkoumáním organických látek. Může to být o

  • Identifikovat látky ( detekce );
  • prokázat přítomnost nebo nepřítomnost nečistot v látkách (stanovení čistoty );
  • určit podíly látek ve směsích ( směsích );
  • objasnit molekulární strukturu látek (objasnění struktury ).

Důležitými metodami pro detekci a stanovení čistoty ( kvalitativní analýza ) jsou klasické mokré chemické barevné a srážecí reakce, metody biochemické imunotesty a různé chromatografické metody .

Stanovení podílů ve směsích ( kvantitativní analýza ) je možné pomocí mokrých chemických titrací s různými ukazateli koncových bodů, pomocí biochemických imunotestů a velkého počtu chromatografických procesů, jakož i spektroskopických metod, z nichž mnohé se také používají k objasnění struktury, jako je jako infračervená spektroskopie (IR), nukleární magnetická rezonanční spektroskopie (NMR), Ramanova spektroskopie , UV spektroskopie . Kromě charakteristických chemických reakcí se ke stanovení struktury používá rentgenová difrakční analýza a hmotnostní spektrometrie (MS).

literatura

  • Carl Schorlemmer : Původ a vývoj organické chemie , Academic Publishing Company Geest & Portig, Leipzig, 1984.
  • H. Hart, LE Craine, DJ Hart, CM Hadad, N. Kindler: Organic Chemistry . 3. vydání Wiley-VCH, Weinheim 2007, ISBN 978-3-527-31801-8 .
  • KPC Vollhardt a NE Schore: Organická chemie . 4. vydání, Wiley-VCH, Weinheim 2005, ISBN 978-3-527-31380-8 .
  • Heinz A. Staab : Sto let organické strukturní chemie. Angewandte Chemie 70 (2), str. 37-41 (1958), doi : 10,1002 / anie.19580700202 .
  • Joachim Buddrus: Fundamentals of Organic Chemistry , Walter de Gruyter, Berlin-New York, 3. vydání 2003, ISBN 978-3-11-014683-7 .
  • Hartmut Laatsch: Technika organické separační analýzy , Georg Thieme Verlag Stuttgart / New York 1988, ISBN 3-13-722801-8 .
  • dtv-atlas chemistry (Hans Breuer): Volume 2: Organic chemistry and plastics , 9. vydání 2006, Deutscher Taschenbuch Verlag, ISBN 3-423-03218-9 .
  • RL Shriner, RC Fuson, DY Curtin, TC Morrill: Systematická identifikace organických sloučenin-laboratorní příručka 6. vydání, John Wiley & Sons New York / Chichester / Brisbane / Toronto 1980, ISBN 0-471-78874-0 .

webové odkazy

Wikibooky: Organická chemie pro studenty  - učební a učební materiály
Wikibooks: Organic Chemistry  - Learning and Teaching Materials
Wikislovník: organická chemie  - vysvětlení významů, původ slov, synonyma, překlady
Commons : Organic Compound  - sbírka obrázků, videí a zvukových souborů

Individuální důkazy

  1. ↑ Furni Novi Philosophici I, 1648-1650 Amsterdam, 66
  2. ↑ Furni Novi Philosophici I, 1648-1650 Amsterdam, 77
  3. ↑ Furni Novi Philosophici I, 1648-1650 Amsterdam, 99
  4. ↑ Furni Novi Philosophici II, Amsterdam 1648-1650, 181. místo
  5. ↑ Furni Novi Philosophici II, Amsterdam 1648–1650, 71.
  6. ↑ Opera Chymica I, 50. místo
  7. ↑ Pogg. Ann. 31: 1–43 (1831).
  8. ↑ Otto Westphal , Theodor Wieland , Heinrich Huebschmann: regulátor života. Z hormonů, vitamínů, kvasinek a dalších účinných látek. Societäts-Verlag, Frankfurt nad Mohanem 1941 (= Frankfurter Bücher. Výzkum a život. Svazek 1), s. 38.
  9. ↑ Gilberts Ann. 40 , 247.
  10. ↑ Ann. Chim.Phys. 24 , 264.
  11. ↑ Pogg. Ann. 12 , 253 (1828).
  12. ↑ Hermann Kolbe, O přirozeném spojení mezi organickými a anorganickými sloučeninami, vědecký základ pro přirozenou klasifikaci organických chemických těl Ann. Chem. 113 , 1860, 293.
  13. ↑ Friedrich August Kekulé: O párových sloučeninách a teorii polyatomických radikálů . In: Liebigs Annalen der Chemie 104/2, 1857, s. 129-256, doi : 10,1002 / jlac.18571040202
  14. ↑ Moritz Malischewski, K. Seppelt: Molekulární struktura pentagonální-pyramidové hexamethylbenzenové dikace v krystalu. In: Angewandte Chemie, 129, 2017, s. 374, doi : 10.1002 / anie.201608795 .
  15. ↑ Hans-Bernd Amecke: Stručný přehled chemického průmyslu , s. 74–75, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 1987, ISBN 3-527-26540-6 .
  16. ↑ Evropská komise: Eurostat .
  17. ↑ VCI: Brožury a letáky .
  18. ↑ Hans-Bernd Amecke: Stručný přehled chemického průmyslu, s. 74–85, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 1987 ISBN 3-527-26540-6 .
  19. ↑ Hans-Bernd Amecke: Přehled chemického průmyslu, s. 109–129, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 1987 ISBN 3-527-26540-6 .