ชื่ออินทรียวัตถุมาจากไหน? อินทรียฺวัตถุ
ปัจจุบันเป็นที่รู้จักมากกว่า 10 ล้านคน สารประกอบอินทรีย์. สารประกอบจำนวนมากดังกล่าวต้องมีการจำแนกประเภทที่เข้มงวดและกฎการตั้งชื่อสากลที่เหมือนกัน ปัญหานี้ได้รับความสนใจเป็นพิเศษเกี่ยวกับการใช้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างฐานข้อมูลต่างๆ
1.1. การจัดหมวดหมู่
โครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์อธิบายโดยใช้สูตรโครงสร้าง
สูตรโครงสร้างคือการแสดงลำดับพันธะของอะตอมในโมเลกุลโดยใช้สัญลักษณ์ทางเคมี
ปรากฏการณ์ของ ไอโซเมอริซึม,กล่าวคือ การมีอยู่ของสารประกอบที่มีองค์ประกอบเดียวกันแต่มีโครงสร้างทางเคมีต่างกันเรียกว่า โครงสร้างไอโซเมอร์ (ไอโซเมอร์ อาคาร)ลักษณะที่สำคัญที่สุดของสารประกอบอนินทรีย์ส่วนใหญ่คือ สารประกอบ,แสดงออกมาเป็นสูตรโมเลกุล เช่น กรดไฮโดรคลอริก HC1 กรดซัลฟูริก H 2 ดังนั้น 4. สำหรับสารประกอบอินทรีย์ องค์ประกอบและสูตรโมเลกุลจึงไม่ใช่คุณลักษณะที่ชัดเจน เนื่องจากสารประกอบในชีวิตจริงหลายชนิดสามารถสอดคล้องกับองค์ประกอบเดียวกันได้ ตัวอย่างเช่น โครงสร้างไอโซเมอร์บิวเทนและไอโซบิวเทน ซึ่งมีสูตรโมเลกุลเหมือนกัน C 4 น 10 ลำดับพันธะของอะตอมต่างกันและมีลักษณะทางเคมีกายภาพต่างกัน
เกณฑ์การจำแนกประเภทแรกคือการแบ่งสารประกอบอินทรีย์ออกเป็นกลุ่มโดยคำนึงถึงโครงสร้างของโครงกระดูกคาร์บอน (โครงการ 1.1)
โครงการที่ 1.1การจำแนกประเภทของสารประกอบอินทรีย์ตามโครงสร้างของโครงกระดูกคาร์บอน
สารประกอบอะไซคลิกเป็นสารประกอบที่มีสายโซ่เปิดของอะตอมคาร์บอน
อะลิฟาติก (จากภาษากรีก.ก ไลฟาร์- ไขมัน) ไฮโดรคาร์บอน - ตัวแทนที่ง่ายที่สุดของสารประกอบอะไซคลิก - มีเพียงอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนและสามารถเป็นได้ อิ่มตัว(อัลเคน) และ ไม่อิ่มตัว(แอลคีน, อัลคาเดียน, อัลไคน์) ของพวกเขา สูตรโครงสร้างมักเขียนด้วยตัวย่อ (บีบอัด) ดังตัวอย่าง n-เพนเทน และ 2,3-ไดเมทิลบิวเทน ในกรณีนี้จะละเว้นการกำหนดพันธบัตรเดี่ยวและกลุ่มที่เหมือนกันจะอยู่ในวงเล็บและระบุจำนวนของกลุ่มเหล่านี้
โซ่คาร์บอนก็ได้ ไม่มีการแบ่งสาขา(ตัวอย่างเช่น ใน n-เพนเทน) และ แตกแขนง(เช่นใน 2,3-ไดเมทิลบิวเทนและไอโซพรีน)
สารประกอบไซคลิกเป็นสารประกอบที่มีสายอะตอมปิด
ขึ้นอยู่กับลักษณะของอะตอมที่ประกอบเป็นวัฏจักรสารประกอบคาร์โบไซคลิกและเฮเทอโรไซคลิกจะมีความโดดเด่น
สารประกอบคาร์โบไซคลิก มีอะตอมของคาร์บอนอยู่ในวัฏจักรเท่านั้นและแบ่งออกเป็น มีกลิ่นหอมและ อะลิไซคลิก(วงจรไม่มีอะโรมาติก) จำนวนอะตอมของคาร์บอนในรอบอาจแตกต่างกันไป เป็นที่รู้จัก รอบใหญ่(มาโครไซเคิล) ที่ประกอบด้วยคาร์บอนตั้งแต่ 30 อะตอมขึ้นไป
สะดวกสำหรับการพรรณนาโครงสร้างแบบวงกลม สูตรโครงกระดูกโดยละสัญลักษณ์ของอะตอมคาร์บอนและไฮโดรเจนไว้ แต่ระบุสัญลักษณ์ของธาตุอื่น (N, O, S ฯลฯ ) เช่น
ในสูตร แต่ละมุมของรูปหลายเหลี่ยมหมายถึงอะตอมของคาร์บอนที่มีจำนวนอะตอมไฮโดรเจนที่ต้องการ (โดยคำนึงถึงค่า tetravalency ของอะตอมคาร์บอน)
ผู้ก่อตั้งอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (arenes) คือเบนซิน แนฟทาลีน แอนทราซีน และฟีแนนทรีนเป็นโพลีไซคลิกเอรีน ประกอบด้วยวงแหวนเบนซีนหลอมละลาย
สารประกอบเฮเทอโรไซคลิก มีอยู่ในวัฏจักรนอกเหนือจากอะตอมของคาร์บอนแล้วยังมีอะตอมขององค์ประกอบอื่นหนึ่งอะตอมขึ้นไป - เฮเทอโรอะตอม (จากภาษากรีก. คนต่างด้าว- อื่นๆ, อื่นๆ): ไนโตรเจน, ออกซิเจน, ซัลเฟอร์ ฯลฯ
โดยทั่วไปสารประกอบอินทรีย์หลายชนิดถือได้ว่าเป็นไฮโดรคาร์บอนหรืออนุพันธ์ของพวกมัน ซึ่งได้มาจากการแนะนำหมู่ฟังก์ชันเข้าไปในโครงสร้างของไฮโดรคาร์บอน
หมู่ฟังก์ชันคือเฮเทอโรอะตอมหรือกลุ่มของอะตอมที่ไม่ใช่ไฮโดรคาร์บอนที่กำหนดว่าสารประกอบอยู่ในประเภทใดประเภทหนึ่งและมีหน้าที่รับผิดชอบต่อ คุณสมบัติทางเคมี.
เกณฑ์การจำแนกประเภทที่สองที่สำคัญกว่าคือการแบ่งสารประกอบอินทรีย์ออกเป็นคลาสต่างๆ ขึ้นอยู่กับลักษณะของหมู่ฟังก์ชัน สูตรทั่วไปและชื่อของคลาสที่สำคัญที่สุดแสดงไว้ในตาราง 1.1.
สารประกอบที่มีหมู่ฟังก์ชันเดียวเรียกว่าฟังก์ชันเดียว (เช่น เอทานอล) โดยมีหมู่ฟังก์ชันที่เหมือนกันหลายหมู่ - โพลีฟังก์ชัน (เช่น
ตารางที่ 1.1.สารประกอบอินทรีย์ประเภทที่สำคัญที่สุด
* พันธะคู่และพันธะสามบางครั้งจัดเป็นกลุ่มฟังก์ชัน
** ชื่อบางครั้งใช้ thioethersไม่ควรใช้ตามที่มันเป็น
หมายถึงเอสเทอร์ที่มีซัลเฟอร์ (ดู 6.4.2)
กลีเซอรอล) โดยมีกลุ่มการทำงานที่แตกต่างกันหลายกลุ่ม - เฮเทอโรฟังก์ชัน (เช่น โคลามีน)
สารประกอบของแต่ละคลาสประกอบขึ้นเป็น ซีรีส์ที่คล้ายคลึงกันกล่าวคือกลุ่มของสารประกอบที่เกี่ยวข้องกันซึ่งมีโครงสร้างประเภทเดียวกัน ซึ่งแต่ละองค์ประกอบที่ตามมาจะแตกต่างจากสารประกอบก่อนหน้าด้วยความแตกต่างที่คล้ายคลึงกัน CH 2 เป็นส่วนหนึ่งของอนุมูลไฮโดรคาร์บอน ตัวอย่างเช่น ความคล้ายคลึงกันที่ใกล้เคียงที่สุดคืออีเทน ซี 2 H 6 และโพรเพน C z H 8 เมทานอล
CH 3 OH และเอทานอล CH 3 CH 2 OH โพรเพน CH 3 CH 2 COOH และบิวเทน CH 3 ช่อง 2 ช่อง 2 กรดซีโอเอช ความคล้ายคลึงกันมีคุณสมบัติทางเคมีที่คล้ายคลึงกันและคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกันตามธรรมชาติ
1.2. ศัพท์
ระบบการตั้งชื่อคือระบบกฎที่อนุญาตให้คุณตั้งชื่อสารประกอบแต่ละชนิดให้ชัดเจน สำหรับการแพทย์ ความรู้เกี่ยวกับกฎเกณฑ์ทั่วไปของระบบการตั้งชื่อเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง ความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากชื่อของยาหลายชนิดมีพื้นฐานมาจากชื่อยาเหล่านั้น
ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไป ระบบการตั้งชื่ออย่างเป็นระบบของ IUPAC(ไอยูแพค- สหภาพนานาชาติเคมีภาคทฤษฎีและประยุกต์)*.
อย่างไรก็ตามยังคงรักษาและใช้กันอย่างแพร่หลาย (โดยเฉพาะในทางการแพทย์) เล็กน้อย(สามัญ) และชื่อกึ่งไม่สำคัญที่ใช้ก่อนที่โครงสร้างของสารจะเป็นที่รู้จัก ชื่อเหล่านี้อาจสะท้อนถึง น้ำพุธรรมชาติและวิธีการเตรียมโดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณสมบัติและการใช้งานที่โดดเด่น ตัวอย่างเช่น แลคโตส (น้ำตาลนม) แยกได้จากนม (จาก lat. แลคตัม- นม) กรด Palmitic - จาก น้ำมันปาล์มกรดไพรูวิกได้มาจากไพโรไลซิสของกรดองุ่น ชื่อกลีเซอรีนสะท้อนถึงรสหวาน (จากภาษากรีก. ไกลกี้- หวาน).
สารประกอบธรรมชาติมักมีชื่อเล็กๆ น้อยๆ เช่น กรดอะมิโน คาร์โบไฮเดรต อัลคาลอยด์ สเตียรอยด์ การใช้ชื่อที่ไม่สำคัญและกึ่งไม่สำคัญที่กำหนดขึ้นบางชื่อได้รับอนุญาตตามกฎของ IUPAC ชื่อดังกล่าวรวมถึง “กลีเซอรอล” และชื่อของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนที่รู้จักกันดีหลายชนิดและอนุพันธ์ของพวกมัน
* กฎ IUPAC ของระบบการตั้งชื่อสำหรับเคมี ต. 2. - เคมีอินทรีย์/ทรานส์ จากอังกฤษ - อ.: VINITI, 2522. - 896 หน้า; Khlebnikov A.F. , Novikov M.S.การตั้งชื่อสารประกอบอินทรีย์สมัยใหม่ หรือการตั้งชื่อสารอินทรีย์ให้ถูกต้อง - เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก: NPO "มืออาชีพ", 2547 - 431 หน้า
ในชื่อเล็กน้อยของอนุพันธ์เบนซีนที่ถูกแทนที่ การจัดการร่วมกันองค์ประกอบทดแทนบนวงแหวนถูกระบุด้วยคำนำหน้า ออร์โธ- (o-)- สำหรับกลุ่มใกล้เคียง เมตา- (m-)- ผ่านอะตอมคาร์บอนหนึ่งอะตอมและ พารา- (n-)- ขัดต่อ. ตัวอย่างเช่น:
หากต้องการใช้ระบบการตั้งชื่อ IUPAC อย่างเป็นระบบ คุณจำเป็นต้องทราบเนื้อหาของข้อกำหนดการตั้งชื่อต่อไปนี้:
หัวรุนแรงอินทรีย์
โครงสร้างผู้ปกครอง
กลุ่มลักษณะ
รอง;
โลคานต์.
อนุมูลอินทรีย์* - ส่วนที่เหลือของโมเลกุลซึ่งอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่าถูกกำจัดออกไป ปล่อยให้เวเลนซ์หนึ่งหรือหลายอะตอมเป็นอิสระ
อนุมูลไฮโดรคาร์บอนของซีรีย์อะลิฟาติกมี ชื่อสามัญ - อัลคิล(ในสูตรทั่วไปแสดงด้วย R) อนุมูลของซีรีย์อะโรมาติก - เอริลส์(อาร์). ตัวแทนสองคนแรกของอัลเคน - มีเธนและอีเทน - ก่อให้เกิดอนุมูลโมโนวาเลนท์เมทิล CH 3 - และเอทิล CH 3 CH 2 - ชื่อของอนุมูลเดี่ยวมักจะเกิดขึ้นโดยการแทนที่ส่วนต่อท้าย -หนึ่ง คำต่อท้าย -อิล
อะตอมของคาร์บอนที่จับกับอะตอมของคาร์บอนเพียงอะตอมเดียว (เช่น ขั้ว) เรียกว่า หลักมีสอง - รอง,มีสาม - ระดับอุดมศึกษามีสี่ - ควอเตอร์นารี
*คำนี้ไม่ควรสับสนกับคำว่า " อนุมูลอิสระ" ซึ่งแสดงลักษณะอะตอมหรือกลุ่มของอะตอมที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่
ความคล้ายคลึงกันที่ตามมาแต่ละครั้งเนื่องจากความไม่เท่าเทียมกันของอะตอมของคาร์บอนทำให้เกิดอนุมูลหลายตัว การกำจัดอะตอมไฮโดรเจนออกจากอะตอมคาร์บอนส่วนปลายของโพรเพนจะทำให้เกิดอนุมูล n-โพรพิล (โพรพิลปกติ) และจากอะตอมคาร์บอนทุติยภูมิ - อนุมูลไอโซโพรพิล บิวเทนและไอโซบิวเทนแต่ละชนิดก่อให้เกิดอนุมูลสองตัว จดหมาย ไม่มี(ซึ่งอาจละเว้นได้) ก่อนที่ชื่อของรากจะบ่งชี้ว่าเวเลนซ์อิสระอยู่ที่ส่วนท้ายของสายโซ่ที่ไม่มีการแบรนช์ คำนำหน้า ที่สอง- (ทุติยภูมิ) หมายความว่า เวเลนซ์อิสระอยู่ที่อะตอมคาร์บอนทุติยภูมิและคำนำหน้า เติร์ต- (ระดับอุดมศึกษา) - ที่ระดับอุดมศึกษา
โครงสร้างผู้ปกครอง - โครงสร้างทางเคมีที่เป็นพื้นฐานของสารประกอบที่เรียกว่า ในสารประกอบอะไซคลิก จะพิจารณาโครงสร้างต้นกำเนิด สายโซ่หลักของอะตอมคาร์บอนในสารประกอบคาร์โบไซคลิกและเฮเทอโรไซคลิก - วงจร
กลุ่มลักษณะ - กลุ่มการทำงานที่เกี่ยวข้องหรือรวมบางส่วนไว้ในโครงสร้างหลัก
รอง- อะตอมหรือกลุ่มอะตอมใดๆ ที่มาแทนที่อะตอมไฮโดรเจนในสารประกอบอินทรีย์
โลคานต์(ตั้งแต่ lat. สถานที่- สถานที่) ตัวเลขหรือตัวอักษรแสดงตำแหน่งของพันธบัตรทดแทนหรือหลายพันธบัตร
ระบบการตั้งชื่อสองประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด: ทดแทนและฟังก์ชันที่รุนแรง
1.2.1. ระบบการตั้งชื่อแทน
การออกแบบทั่วไปของชื่อตามระบบการตั้งชื่อแทนแสดงไว้ในแผนภาพที่ 1.2
โครงการที่ 1.2โครงสร้างทั่วไปของชื่อสารประกอบตามระบบการตั้งชื่อแทน
ชื่อของสารประกอบอินทรีย์คือ คำประสมรวมถึงชื่อของโครงสร้างหลัก (รูท) และชื่อขององค์ประกอบย่อยประเภทต่างๆ (ในรูปแบบของคำนำหน้าและคำต่อท้าย) สะท้อนถึงธรรมชาติ ตำแหน่ง และหมายเลข จึงเป็นที่มาของการตั้งชื่อนี้ - ทดแทน
สารทดแทนแบ่งออกเป็นสองประเภท:
อนุมูลไฮโดรคาร์บอนและกลุ่มคุณลักษณะที่กำหนดโดยคำนำหน้าเท่านั้น (ตารางที่ 1.2)
กลุ่มลักษณะที่กำหนดโดยทั้งคำนำหน้าและคำต่อท้ายขึ้นอยู่กับลำดับความสำคัญ (ตารางที่ 1.3)
ในการรวบรวมชื่อของสารประกอบอินทรีย์โดยใช้ระบบการตั้งชื่อแบบทดแทน ให้ใช้ลำดับของกฎที่ระบุด้านล่าง
ตารางที่ 1.2กลุ่มคุณลักษณะบางกลุ่มแสดงด้วยคำนำหน้าเท่านั้น
ตารางที่ 1.3.คำนำหน้าและคำต่อท้ายใช้เพื่อกำหนดกลุ่มลักษณะที่สำคัญที่สุด
* อะตอมของคาร์บอนที่ทำเครื่องหมายด้วยสีจะรวมอยู่ในโครงสร้างหลัก
**ฟีนอลส่วนใหญ่มีชื่อเล็กน้อย
กฎข้อที่ 1 การคัดเลือกกลุ่มคุณลักษณะอาวุโส ส่วนประกอบแทนที่ที่มีอยู่ทั้งหมดถูกระบุ ในบรรดากลุ่มลักษณะเฉพาะ กลุ่มอาวุโส (ถ้ามี) จะถูกกำหนดโดยใช้ระดับความอาวุโส (ดูตารางที่ 1.3)
กฎข้อที่ 2 การกำหนดโครงสร้างเดิม สายโซ่หลักของอะตอมคาร์บอนถูกใช้เป็นโครงสร้างต้นกำเนิดในสารประกอบอะไซคลิก และโครงสร้างไซคลิกหลักใช้ในสารประกอบคาร์โบไซคลิกและเฮเทอโรไซคลิก
สายโซ่หลักของอะตอมคาร์บอนในสารประกอบอะไซคลิกถูกเลือกตามเกณฑ์ที่ระบุด้านล่าง และใช้แต่ละเกณฑ์ที่ตามมาหากเกณฑ์ก่อนหน้านี้ไม่ได้นำไปสู่ผลลัพธ์ที่ชัดเจน:
จำนวนกลุ่มลักษณะสูงสุดที่แสดงโดยทั้งคำนำหน้าและคำต่อท้าย
จำนวนการเชื่อมต่อหลายรายการสูงสุด
ความยาวโซ่สูงสุดของอะตอมคาร์บอน
จำนวนกลุ่มคุณลักษณะสูงสุดที่แสดงด้วยคำนำหน้าเท่านั้น
กฎข้อที่ 3 การกำหนดหมายเลขโครงสร้างหลัก โครงสร้างพาเรนต์จะถูกกำหนดหมายเลขเพื่อให้กลุ่มคุณลักษณะสูงสุดได้รับตำแหน่งที่เล็กที่สุด หากการเลือกหมายเลขไม่ชัดเจน กฎของตำแหน่งที่เล็กที่สุดจะถูกใช้นั่นคือ จะถูกกำหนดหมายเลขเพื่อให้องค์ประกอบย่อยได้รับตัวเลขที่เล็กที่สุด
กฎข้อที่ 4 ชื่อของบล็อกของโครงสร้างพาเรนต์ที่มีกลุ่มคุณลักษณะระดับสูง ในชื่อของโครงสร้างหลัก ระดับความอิ่มตัวจะสะท้อนให้เห็นโดยคำต่อท้าย: -หนึ่ง ในกรณีของโครงกระดูกคาร์บอนอิ่มตัว -en - ถ้ามีคู่และ -ใน - พันธะสาม ส่วนต่อท้ายที่แสดงถึงกลุ่มลักษณะอาวุโสจะถูกเพิ่มเข้าไปในชื่อของโครงสร้างหลัก
กฎข้อที่ 5 ชื่อขององค์ประกอบทดแทน (ยกเว้นกลุ่มคุณลักษณะอาวุโส) พวกเขาตั้งชื่อให้กับองค์ประกอบทดแทนซึ่งกำหนดโดยคำนำหน้าตามลำดับตัวอักษร ตำแหน่งของแต่ละองค์ประกอบแทนที่และพันธะหลายพันธะแต่ละพันธะจะถูกระบุด้วยตัวเลขที่สอดคล้องกับจำนวนอะตอมของคาร์บอนที่มีพันธะกับองค์ประกอบแทนที่ (สำหรับพันธะหลายพันธะ จะระบุเฉพาะจำนวนต่ำสุดเท่านั้น)
ในคำศัพท์ภาษารัสเซีย ตัวเลขจะถูกวางไว้หน้าคำนำหน้าและหลังคำต่อท้าย เช่น 2-อะมิโนเอธานอล H 2 NCH 2 CH 2 OH, บิวทาไดอีน-1,3
CH 2 = CH-CH = CH 2, โพรพานอล-1 CH 3 CH 2 CH 2 OH
เพื่ออธิบายกฎเหล่านี้ ด้านล่างนี้คือตัวอย่างการสร้างชื่อของสารประกอบจำนวนหนึ่งตามนั้น โครงการทั่วไป 1.2. ในแต่ละกรณี คุณลักษณะทางโครงสร้างและวิธีการสะท้อนให้เห็นในชื่อจะถูกบันทึกไว้
โครงการที่ 1.3การสร้างชื่อฟลูออโรเทนอย่างเป็นระบบ
2-โบรโม-1,1,1-ไตรฟลูออโร-2-คลอโรอีเทน (ยาชาสำหรับการสูดดม)
หากสารประกอบมีองค์ประกอบแทนที่เหมือนกันหลายตัวในอะตอมของคาร์บอนเดียวกัน ตำแหน่งนั้นจะถูกทำซ้ำหลาย ๆ ครั้งตามที่มีองค์ประกอบแทนที่ ด้วยการเติมคำนำหน้าการคูณที่สอดคล้องกัน (โครงการ 1.3) สารทดแทนจะแสดงรายการตามตัวอักษร โดยมีคำนำหน้าการคูณ (in ในตัวอย่างนี้ - สาม-) ไม่คำนึงถึงลำดับตัวอักษร โครงการที่ 1.4การสร้างชื่อที่เป็นระบบสำหรับ citral
หลังคำต่อท้าย -อัล สำหรับการรวมกัน -กรดโออิก คุณไม่จำเป็นต้องระบุตำแหน่งของกลุ่มคุณลักษณะ เนื่องจากกลุ่มเหล่านี้จะอยู่ที่จุดเริ่มต้นของห่วงโซ่เสมอ (Scheme 1.4) พันธะคู่จะแสดงด้วยคำต่อท้าย -ดีน โดยมีตำแหน่งที่สอดคล้องกันในชื่อของโครงสร้างหลัก
ส่วนต่อท้ายหมายถึงกลุ่มลักษณะที่อาวุโสที่สุดทั้งสามกลุ่ม (โครงการ 1.5) องค์ประกอบย่อยที่เหลือ รวมถึงกลุ่มลักษณะที่ไม่อาวุโส จะแสดงรายการตามตัวอักษรเป็นคำนำหน้า
โครงการ 1.5การสร้างชื่อเพนิซิลลามีนอย่างเป็นระบบ
โครงการ 1.6การสร้างชื่อที่เป็นระบบสำหรับกรดออกซาโลอะซิติก
กรด oxobutanedioic (ผลิตภัณฑ์จากการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต)
การคูณคำนำหน้าดิ- ก่อนรวมกัน -กรดโออิก บ่งบอกถึงการมีอยู่ของกลุ่มลักษณะอาวุโสสองกลุ่ม (โครงการ 1.6) อยู่ด้านหน้า อ็อกโซ- ละไว้เนื่องจากตำแหน่งที่แตกต่างกันของกลุ่ม oxo สอดคล้องกับโครงสร้างเดียวกัน
โครงการ 1.7การสร้างชื่อเมนทอลอย่างเป็นระบบ
การกำหนดหมายเลขในวงแหวนจะขึ้นอยู่กับอะตอมของคาร์บอนซึ่งเกี่ยวข้องกับกลุ่มคุณลักษณะสูงสุด (OH) (โครงการที่ 1.7) แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าชุดตำแหน่งที่เล็กที่สุดขององค์ประกอบทดแทนทั้งหมดในวงแหวนอาจเป็น 1,2,4- ก็ตาม มากกว่า 1,2,5 - (ตามตัวอย่างที่อยู่ระหว่างการพิจารณา)
โครงการ 1.8การสร้างชื่อที่เป็นระบบของ pyridoxal
ฉันสารทดแทน: HVDROXYMETHYL, HYDROXY, METHYL ฉัน
หมู่อัลดีไฮด์ซึ่งอะตอมของคาร์บอนไม่รวมอยู่ในโครงสร้างต้นกำเนิด (โครงการ 1.8) ถูกกำหนดโดยส่วนต่อท้าย -คาร์บัล-ดีไฮด์ (ดูตาราง 1.3) กลุ่ม-ช 2 OH ถือเป็นส่วนประกอบทดแทนและเรียกว่า "ไฮดรอกซีเมทิล" ซึ่งก็คือเมทิล ซึ่งอะตอมไฮโดรเจนจะถูกแทนที่ด้วยหมู่ไฮดรอกซิล ตัวอย่างอื่น ๆ ขององค์ประกอบทดแทนของสารประกอบ: ไดเมทิลอะมิโน- (CH 3) 2 N-, เอทอกซี- (ย่อมาจาก เอทิลออกซี) C 2 ชม. 5 โอ-
1.2.2. ระบบการตั้งชื่อฟังก์ชันแบบ Radical
ระบบการตั้งชื่อฟังก์ชันแบบ Radical ถูกใช้บ่อยน้อยกว่าระบบการตั้งชื่อแบบทดแทน ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับประเภทของสารประกอบอินทรีย์ เช่น แอลกอฮอล์ เอมีน อีเทอร์ ซัลไฟด์ และอื่นๆ
สำหรับสารประกอบที่มีหมู่ฟังก์ชันเดียว ชื่อทั่วไปจะรวมถึงชื่อของอนุมูลไฮโดรคาร์บอน และการมีอยู่ของหมู่ฟังก์ชันจะสะท้อนให้เห็นทางอ้อมผ่านชื่อของคลาสของสารประกอบที่เกี่ยวข้องซึ่งนำมาใช้ในระบบการตั้งชื่อประเภทนี้ (ตารางที่ 1.4)
ตารางที่ 1.4.ชื่อของคลาสสารประกอบที่ใช้ในระบบการตั้งชื่อเชิงฟังก์ชันที่รุนแรง*
1.2.3. การสร้างโครงสร้างตามชื่อที่เป็นระบบ
การแสดงโครงสร้างด้วยชื่อที่เป็นระบบมักจะดูเหมือนจะเป็นงานที่ง่ายกว่า ขั้นแรก โครงสร้างหลักจะถูกเขียนลงไป - สายโซ่หรือวงแหวนเปิด จากนั้นจึงระบุหมายเลขอะตอมของคาร์บอนและใส่องค์ประกอบทดแทนลงไป ในที่สุดอะตอมไฮโดรเจนจะถูกเติมโดยมีเงื่อนไขว่าอะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมเป็นแบบเตตระวาเลนต์
ตัวอย่างเช่นการสร้างโครงสร้างของยา PAS (ตัวย่อของกรดพารา - อะมิโนซาลิไซลิกชื่อที่เป็นระบบ - กรด 4-อะมิโน-2-ไฮดรอกซีเบนโซอิก) และกรดซิตริก (2-ไฮดรอกซีโพรเพน-1,2,3-ไตรคาร์บอกซิลิก) คือ ที่ให้ไว้.
กรด 4-อะมิโน-2-ไฮดรอกซีเบนโซอิก
โครงสร้างบรรพบุรุษเป็นชื่อเล็กๆ น้อยๆ ของวัฏจักรที่มีลักษณะเฉพาะสูงกว่า
กลุ่ม (สหประชาชาติ):
การจัดเรียงองค์ประกอบทดแทนคือหมู่ที่อะตอม C-4 และหมู่ OH ที่อะตอม C-2:
กรด 2-ไฮดรอกซีโพรเพน-1,2,3-ไตรคาร์บอกซิลิก
โซ่คาร์บอนหลักและหมายเลข:
การจัดเรียงองค์ประกอบทดแทนคือกลุ่ม COOH สามกลุ่ม (-กรดไตรคาร์บอกซิลิก) และกลุ่ม OH ที่อะตอม C-2:
การเติมอะตอมไฮโดรเจน:
ควรสังเกตว่าในชื่อที่เป็นระบบ กรดมะนาวเลือกให้เป็นโครงสร้างหลัก โพรเพน,และไม่ใช่โซ่อีกต่อไป - เพนเทน,เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะรวมอะตอมคาร์บอนของหมู่คาร์บอกซิลทั้งหมดไว้ในสายโซ่คาร์บอนห้าคาร์บอน
อินทรียวัตถุเป็นสารประกอบทางเคมีที่มีคาร์บอน ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือกรดคาร์บอนิก คาร์ไบด์ คาร์บอเนต ไซยาไนด์ และคาร์บอนออกไซด์
เรื่องราว
คำว่า “สารอินทรีย์” นั้นปรากฏอยู่ในชีวิตประจำวันของนักวิทยาศาสตร์บนเวที การพัฒนาในช่วงต้นเคมี. ในเวลานั้น โลกทัศน์ที่มีชีวิตชีวาครอบงำอยู่ นี่เป็นความต่อเนื่องของประเพณีของอริสโตเติลและพลินี ในช่วงเวลานี้ ผู้เชี่ยวชาญต่างยุ่งอยู่กับการแบ่งโลกออกเป็นสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต นอกจากนี้สารทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้นยังถูกแบ่งออกเป็นแร่ธาตุและสารอินทรีย์อย่างชัดเจน เชื่อกันว่าจำเป็นต้องใช้ "พลัง" พิเศษในการสังเคราะห์สารประกอบของสาร "สิ่งมีชีวิต" มันมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด และหากไม่มีองค์ประกอบอินทรีย์ก็ไม่สามารถเกิดขึ้นได้
เรื่องนี้เป็นเรื่องตลกสำหรับ วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ข้อความดังกล่าวมีชัยมาเป็นเวลานาน จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2371 ฟรีดริช เวอเลอร์ได้ปฏิเสธการทดลองดังกล่าว เขาสามารถได้รับยูเรียอินทรีย์จากแอมโมเนียมไซยาเนตอนินทรีย์ สิ่งนี้ผลักดันเคมีไปข้างหน้า อย่างไรก็ตาม การแบ่งแยกสารออกเป็นสารอินทรีย์และอนินทรีย์ยังคงอยู่ในกาลปัจจุบัน มันเป็นพื้นฐานของการจำแนกประเภท รู้จักสารประกอบอินทรีย์เกือบ 27 ล้านชนิด
เหตุใดจึงมีสารประกอบอินทรีย์มากมาย?
อินทรียวัตถุมีข้อยกเว้นบางประการคือสารประกอบคาร์บอน นี่เป็นองค์ประกอบที่น่าสนใจมากจริงๆ คาร์บอนสามารถสร้างสายโซ่จากอะตอมของมันได้ มันสำคัญมากที่การเชื่อมต่อระหว่างกันจะมั่นคง
นอกจากนี้คาร์บอนใน อินทรียฺวัตถุอา จัดแสดงวาเลนซ์ - IV จากนี้ไปองค์ประกอบนี้สามารถสร้างไม่เพียงแต่พันธะเดี่ยวเท่านั้น แต่ยังสามารถสร้างพันธะสองเท่าและสามกับสารอื่น ๆ ได้อีกด้วย เมื่อความหลากหลายเพิ่มขึ้น สายโซ่ที่ประกอบด้วยอะตอมก็จะสั้นลง ในขณะเดียวกันความเสถียรของการเชื่อมต่อก็เพิ่มขึ้นเท่านั้น
คาร์บอนยังมีความสามารถในการสร้างโครงสร้างแบน เป็นเส้นตรง และสามมิติได้ ด้วยเหตุนี้จึงมีสารอินทรีย์หลายชนิดในธรรมชาติ
สารประกอบ
ดังที่ได้กล่าวไปแล้วอินทรียวัตถุคือสารประกอบคาร์บอน และนี่เป็นสิ่งสำคัญมาก เกิดขึ้นเมื่อมีความสัมพันธ์กับธาตุเกือบทุกชนิดในตารางธาตุ ในธรรมชาติ ส่วนประกอบส่วนใหญ่ (นอกเหนือจากคาร์บอน) ได้แก่ ออกซิเจน ไฮโดรเจน ซัลเฟอร์ ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส องค์ประกอบที่เหลือนั้นพบได้น้อยกว่ามาก
คุณสมบัติ
ดังนั้นอินทรียวัตถุจึงเป็นสารประกอบคาร์บอน อย่างไรก็ตาม มีเกณฑ์สำคัญหลายประการที่ต้องปฏิบัติตาม สารอินทรีย์ทั้งหมดมีคุณสมบัติร่วมกัน:
1. ประเภทที่แตกต่างกันของพันธะที่มีอยู่ระหว่างอะตอมทำให้เกิดไอโซเมอร์อย่างแน่นอน ประการแรกเกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลคาร์บอนรวมตัวกัน ไอโซเมอร์เป็นสารต่าง ๆ ที่มีน้ำหนักโมเลกุลและองค์ประกอบเหมือนกัน แต่มีสารเคมีต่างกัน คุณสมบัติทางกายภาพ. ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าไอโซเมอริซึม
2. เกณฑ์อีกประการหนึ่งคือปรากฏการณ์ของความคล้ายคลึงกัน เหล่านี้เป็นชุดของสารประกอบอินทรีย์ซึ่งสูตรของสารข้างเคียงแตกต่างจากสูตรก่อนหน้าในกลุ่ม CH 2 หนึ่งกลุ่ม นี้ ทรัพย์สินที่สำคัญใช้ในวัสดุศาสตร์
สารอินทรีย์มีกี่ประเภท?
สารประกอบอินทรีย์มีหลายประเภท พวกเขาเป็นที่รู้จักของทุกคน ไขมันและคาร์โบไฮเดรต กลุ่มเหล่านี้สามารถเรียกได้ว่าเป็นโพลีเมอร์ชีวภาพ พวกเขามีส่วนร่วมในการเผาผลาญ ระดับเซลล์ในสิ่งมีชีวิตใดๆ กรดนิวคลีอิกรวมอยู่ในกลุ่มนี้ด้วย ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่าอินทรียวัตถุคือสิ่งที่เรากินทุกวัน เป็นสิ่งที่เราสร้างขึ้นมา
กระรอก
โปรตีนประกอบด้วย ส่วนประกอบโครงสร้าง- กรดอะมิโน. เหล่านี้คือโมโนเมอร์ของพวกเขา โปรตีนเรียกอีกอย่างว่าโปรตีน รู้จักกรดอะมิโนประมาณ 200 ชนิด ทั้งหมดนี้พบได้ในสิ่งมีชีวิต แต่มีเพียงยี่สิบเท่านั้นที่เป็นส่วนประกอบของโปรตีน พวกเขาเรียกว่าพื้นฐาน แต่ในวรรณคดีคุณสามารถค้นหาคำศัพท์ที่ได้รับความนิยมน้อยกว่าได้เช่นกรดอะมิโนที่สร้างโปรตีนและที่สร้างโปรตีน สูตรของสารอินทรีย์ประเภทนี้ประกอบด้วยส่วนประกอบของเอมีน (-NH 2) และคาร์บอกซิล (-COOH) พวกมันเชื่อมต่อถึงกันด้วยพันธะคาร์บอนเดียวกัน
หน้าที่ของโปรตีน
โปรตีนในร่างกายของพืชและสัตว์ทำหน้าที่ได้หลายอย่าง ฟังก์ชั่นที่สำคัญ. แต่สิ่งสำคัญคือโครงสร้าง โปรตีนเป็นองค์ประกอบหลักของเยื่อหุ้มเซลล์และเมทริกซ์ของออร์แกเนลล์ในเซลล์ ในร่างกายของเรา ผนังหลอดเลือดแดง หลอดเลือดดำและเส้นเลือดฝอย เส้นเอ็นและกระดูกอ่อน เล็บและเส้นผมส่วนใหญ่ประกอบด้วยโปรตีนที่แตกต่างกัน
ฟังก์ชั่นต่อไปคือเอนไซม์ โปรตีนทำหน้าที่เป็นเอนไซม์ พวกมันกระตุ้นการไหลเวียนในร่างกาย ปฏิกริยาเคมี. มีหน้าที่ในการสลายสารอาหารใน ทางเดินอาหาร. ในพืช เอนไซม์จะกำหนดตำแหน่งของคาร์บอนในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง
บางชนิดขนส่งสารต่างๆ ในร่างกาย เช่น ออกซิเจน อินทรียวัตถุก็สามารถเกาะติดได้เช่นกัน นี่คือวิธีการทำงานของฟังก์ชันการขนส่ง โปรตีนนำพาไอออนของโลหะผ่านหลอดเลือด กรดไขมันฮอร์โมน และแน่นอนว่า คาร์บอนไดออกไซด์และฮีโมโกลบิน การขนส่งยังเกิดขึ้นในระดับระหว่างเซลล์ด้วย
สารประกอบโปรตีน - อิมมูโนโกลบูลิน - มีหน้าที่ในการทำหน้าที่ป้องกัน เหล่านี้คือแอนติบอดีในเลือด ตัวอย่างเช่น ทรอมบินและไฟบริโนเจนมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในกระบวนการแข็งตัว ดังนั้นจึงป้องกันการสูญเสียเลือดจำนวนมาก
โปรตีนยังมีหน้าที่ในการทำหน้าที่หดตัวอีกด้วย เนื่องจากความจริงที่ว่าไมโอซินและแอกตินโปรโตไฟบริลทำการเคลื่อนไหวแบบเลื่อนอย่างต่อเนื่องโดยสัมพันธ์กันทำให้เส้นใยกล้ามเนื้อหดตัว แต่กระบวนการที่คล้ายกันก็เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเช่นกัน การเคลื่อนไหวของแฟลเจลลาจากแบคทีเรียยังเกี่ยวข้องโดยตรงกับการเลื่อนของไมโครทูบูลซึ่งเป็นโปรตีนในธรรมชาติ
การออกซิเดชันของสารอินทรีย์จะปล่อยพลังงานจำนวนมาก แต่ตามกฎแล้วโปรตีนถูกใช้ไปกับความต้องการพลังงานน้อยมาก สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อเงินสำรองทั้งหมดหมด ไขมันและคาร์โบไฮเดรตเหมาะที่สุดสำหรับสิ่งนี้ ดังนั้นโปรตีนจึงสามารถทำหน้าที่ด้านพลังงานได้ แต่ภายใต้เงื่อนไขบางประการเท่านั้น
ไขมัน
สารอินทรีย์ก็เป็นสารประกอบคล้ายไขมันเช่นกัน ไขมันอยู่ในโมเลกุลทางชีววิทยาที่ง่ายที่สุด พวกมันไม่ละลายในน้ำ แต่จะสลายตัวในสารละลายที่ไม่มีขั้ว เช่น น้ำมันเบนซิน อีเทอร์ และคลอโรฟอร์ม พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์ที่มีชีวิตทั้งหมด ในทางเคมี ลิพิดได้แก่ แอลกอฮอล์และกรดคาร์บอกซิลิก ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือไขมัน ในร่างกายของสัตว์และพืช สารเหล่านี้ทำหน้าที่สำคัญหลายประการ ไขมันหลายชนิดถูกนำมาใช้ในการแพทย์และอุตสาหกรรม
หน้าที่ของลิพิด
สารอินทรีย์เหล่านี้ร่วมกับโปรตีนในเซลล์ก่อให้เกิดเยื่อหุ้มชีวภาพ แต่หน้าที่หลักคือพลังงาน เมื่อโมเลกุลไขมันถูกออกซิไดซ์ พลังงานจำนวนมหาศาลจะถูกปล่อยออกมา ไปสู่การสร้าง ATP ในเซลล์ พลังงานสำรองจำนวนมากสามารถเก็บไว้ในร่างกายได้ในรูปของไขมัน บางครั้งก็มีมากกว่าที่จำเป็นสำหรับกิจกรรมในชีวิตปกติด้วยซ้ำ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาในการเผาผลาญทำให้มีเซลล์ "ไขมัน" มากขึ้น แม้ว่าตามความเป็นจริงแล้ว ควรสังเกตว่าปริมาณสำรองที่มากเกินไปดังกล่าวมีความจำเป็นเพียงเพื่อการจำศีลในสัตว์และพืช หลายคนเชื่อว่าต้นไม้และพุ่มไม้กินดินในช่วงฤดูหนาว ในความเป็นจริง พวกเขาใช้น้ำมันและไขมันสำรองที่พวกเขาผลิตขึ้นในช่วงฤดูร้อนจนหมด
ในร่างกายมนุษย์และสัตว์ ไขมันสามารถทำหน้าที่ป้องกันได้เช่นกัน พวกมันสะสมอยู่ในเนื้อเยื่อใต้ผิวหนังและรอบอวัยวะต่างๆ เช่น ไตและลำไส้ ดังนั้นจึงทำหน้าที่ป้องกันความเสียหายทางกลได้ดีซึ่งก็คือผลกระทบ
นอกจากนี้ไขมันยังมีค่าการนำความร้อนต่ำซึ่งช่วยกักเก็บความร้อน สิ่งนี้สำคัญมากโดยเฉพาะในสภาพอากาศหนาวเย็น ในสัตว์ทะเลชั้นไขมันใต้ผิวหนังยังช่วยให้ลอยตัวได้ดีอีกด้วย แต่ในนก ลิพิดยังทำหน้าที่กันน้ำและหล่อลื่นอีกด้วย แว็กซ์เคลือบขนและทำให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้น พืชบางชนิดมีการเคลือบบนใบเหมือนกัน
คาร์โบไฮเดรต
สูตรของสารอินทรีย์ C n (H 2 O) m บ่งชี้ว่าสารประกอบนั้นอยู่ในกลุ่มคาร์โบไฮเดรต ชื่อของโมเลกุลเหล่านี้หมายถึงความจริงที่ว่าพวกมันประกอบด้วยออกซิเจนและไฮโดรเจนในปริมาณเท่ากันกับน้ำ นอกเหนือจากสิ่งเหล่านี้ องค์ประกอบทางเคมีสารประกอบอาจมี ตัวอย่างเช่น ไนโตรเจน
คาร์โบไฮเดรตในเซลล์เป็นกลุ่มสารประกอบอินทรีย์หลัก เหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์ปฐมภูมิและเป็นผลิตภัณฑ์เริ่มต้นของการสังเคราะห์ในพืชที่มีสารอื่น ๆ เช่น แอลกอฮอล์ กรดอินทรีย์ และกรดอะมิโน คาร์โบไฮเดรตยังพบได้ในเซลล์ของสัตว์และเชื้อรา นอกจากนี้ยังพบได้ในองค์ประกอบหลักของแบคทีเรียและโปรโตซัว ดังนั้นใน เซลล์สัตว์เนื้อหาของพวกเขาอยู่ที่ 1 ถึง 2% และในพืชปริมาณของพวกเขาสามารถเข้าถึง 90%
ปัจจุบันมีคาร์โบไฮเดรตเพียงสามกลุ่มเท่านั้น:
น้ำตาลเชิงเดี่ยว (โมโนแซ็กคาไรด์);
โอลิโกแซ็กคาไรด์ประกอบด้วยน้ำตาลเชิงเดี่ยวหลายโมเลกุลเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม
โพลีแซ็กคาไรด์ประกอบด้วยโมโนแซ็กคาไรด์มากกว่า 10 โมเลกุลและอนุพันธ์ของพวกมัน
หน้าที่ของคาร์โบไฮเดรต
สารอินทรีย์ทั้งหมดในเซลล์ทำหน้าที่เฉพาะ ตัวอย่างเช่น กลูโคสเป็นแหล่งพลังงานหลัก มันถูกสลายลงในเซลล์ทั้งหมดที่เกิดขึ้นระหว่างการหายใจของเซลล์ ไกลโคเจนและแป้งถือเป็นพลังงานสำรองหลัก โดยพลังงานหลักอยู่ในสัตว์และในพืช
คาร์โบไฮเดรตยังทำหน้าที่เชิงโครงสร้างด้วย เซลลูโลสเป็นองค์ประกอบหลักของผนังเซลล์พืช และในสัตว์ขาปล้อง ไคตินก็ทำหน้าที่เช่นเดียวกัน นอกจากนี้ยังพบในเซลล์ของเชื้อราชั้นสูงอีกด้วย หากเราใช้โอลิโกแซ็กคาไรด์เป็นตัวอย่าง พวกมันจะเป็นส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม ในรูปของไกลโคลิพิดและไกลโคโปรตีน Glycocalyx มักตรวจพบในเซลล์เช่นกัน เพนโตสเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก เมื่อใดจะรวมอยู่ใน DNA และน้ำตาลจะรวมอยู่ใน RNA ส่วนประกอบเหล่านี้ยังพบได้ในโคเอ็นไซม์ เช่น FAD, NADP และ NAD
คาร์โบไฮเดรตยังสามารถทำหน้าที่ป้องกันในร่างกายได้ ในสัตว์สารเฮปารินป้องกันการแข็งตัวของเลือดอย่างรวดเร็ว มันเกิดขึ้นระหว่างความเสียหายของเนื้อเยื่อและขัดขวางการก่อตัวของลิ่มเลือดในหลอดเลือด เฮปารินอิน ปริมาณมากพบในแมสต์เซลล์ในรูปแบบแกรนูล
กรดนิวคลีอิก
โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมันไม่ใช่สารอินทรีย์ทุกประเภทที่รู้จัก เคมียังรวมถึงกรดนิวคลีอิกด้วย เหล่านี้เป็นไบโอโพลีเมอร์ที่มีฟอสฟอรัส ซึ่งอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์และไซโตพลาสซึมของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ช่วยให้มั่นใจในการส่งและจัดเก็บข้อมูลทางพันธุกรรม สารเหล่านี้ถูกค้นพบโดยนักชีวเคมี F. Miescher ผู้ศึกษาสเปิร์มปลาแซลมอน นี่เป็นการค้นพบที่ "บังเอิญ" หลังจากนั้นไม่นาน RNA และ DNA ก็ถูกค้นพบในสิ่งมีชีวิตของพืชและสัตว์ทั้งหมด กรดนิวคลีอิกยังถูกแยกออกจากเซลล์ของเชื้อราและแบคทีเรีย รวมถึงไวรัสด้วย
โดยรวมแล้ว กรดนิวคลีอิกที่พบในธรรมชาติมีอยู่ 2 ชนิด ได้แก่ กรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) และกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) ความแตกต่างที่ชัดเจนจากชื่อ ดีออกซีไรโบสเป็นน้ำตาลห้าคาร์บอน และน้ำตาลไรโบสก็พบได้ในโมเลกุลอาร์เอ็นเอ
เคมีอินทรีย์เกี่ยวข้องกับการศึกษากรดนิวคลีอิก หัวข้อการวิจัยก็กำหนดโดยแพทย์เช่นกัน รหัส DNA ซ่อนโรคทางพันธุกรรมมากมายที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ค้นพบ
วิทยาศาสตร์ทุกประเภทเต็มไปด้วยแนวคิด และหากไม่เข้าใจแนวคิดเหล่านี้ หรือหัวข้อทางอ้อมอาจเป็นเรื่องยากที่จะเรียนรู้ หนึ่งในแนวคิดที่ทุกคนที่คิดว่าตัวเองมีการศึกษาไม่มากก็น้อยควรเข้าใจอย่างดีคือการแบ่งวัสดุออกเป็นสารอินทรีย์และอนินทรีย์ ไม่สำคัญว่าบุคคลจะอายุเท่าไร แนวคิดเหล่านี้อยู่ในรายชื่อแนวคิดตามที่พวกเขากำหนด ระดับทั่วไปการพัฒนาในช่วงใดของชีวิตมนุษย์ เพื่อที่จะเข้าใจความแตกต่างระหว่างสองคำนี้ คุณต้องค้นหาก่อนว่าแต่ละคำคืออะไร
สารประกอบอินทรีย์ - คืออะไร?
สารอินทรีย์เป็นกลุ่มของสารประกอบทางเคมีที่มีโครงสร้างต่างกันได้แก่ องค์ประกอบคาร์บอน, เชื่อมโยงกันด้วยโควาเลนต์ ข้อยกเว้นคือกรดคาร์ไบด์ ถ่านหิน และกรดคาร์บอกซิลิก นอกจากนี้หนึ่งในองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบนอกเหนือจากคาร์บอนก็คือองค์ประกอบของไฮโดรเจน, ออกซิเจน, ไนโตรเจน, ซัลเฟอร์, ฟอสฟอรัสและฮาโลเจน
สารประกอบดังกล่าวเกิดขึ้นเนื่องจากความสามารถของอะตอมคาร์บอนในการสร้างพันธะเดี่ยว คู่ และสาม
ถิ่นที่อยู่ของสารประกอบอินทรีย์คือสิ่งมีชีวิต พวกเขาสามารถเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตหรือปรากฏเป็นผลมาจากกิจกรรมที่สำคัญของพวกเขา (นม, น้ำตาล)
ผลิตภัณฑ์จากการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ได้แก่ อาหาร ยา เสื้อผ้า วัสดุก่อสร้าง อุปกรณ์ต่างๆ วัตถุระเบิด ปุ๋ยแร่ชนิดต่างๆ โพลีเมอร์ วัตถุเจือปนอาหาร เครื่องสำอาง และอื่นๆ
สารอนินทรีย์ - คืออะไร?
สารอนินทรีย์เป็นกลุ่มของสารประกอบเคมีที่ไม่มีธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน หรือสารประกอบเคมีที่มีองค์ประกอบเป็นคาร์บอน ทั้งอินทรีย์และอนินทรีย์เป็นส่วนประกอบของเซลล์ ครั้งแรกในรูปแบบขององค์ประกอบที่ให้ชีวิต อื่นๆ องค์ประกอบของน้ำ แร่ธาตุและกรด รวมถึงก๊าซ
สารอินทรีย์และอนินทรีย์มีอะไรเหมือนกัน?
มีอะไรที่เหมือนกันระหว่างสองแนวคิดที่ดูเหมือนจะไม่เปิดเผยชื่อ? ปรากฎว่าพวกเขามีบางอย่างที่เหมือนกัน กล่าวคือ:
- สารที่มีต้นกำเนิดทั้งอินทรีย์และอนินทรีย์ประกอบด้วยโมเลกุล
- สารอินทรีย์และอนินทรีย์สามารถได้รับจากปฏิกิริยาทางเคมีบางอย่าง
สารอินทรีย์และอนินทรีย์ - อะไรคือความแตกต่าง
- ออร์แกนิกเป็นที่รู้จักและมีการศึกษาทางวิทยาศาสตร์มากกว่า
- มีสารอินทรีย์มากมายในโลก ปริมาณ รู้จักกับวิทยาศาสตร์อินทรีย์ - ประมาณหนึ่งล้าน อนินทรีย์ - หลายแสน
- สารประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่เชื่อมโยงถึงกันโดยใช้ธรรมชาติของสารประกอบโคเวเลนต์ สารประกอบอนินทรีย์สามารถเชื่อมโยงถึงกันโดยใช้สารประกอบไอออนิก
- นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างในองค์ประกอบขององค์ประกอบที่เข้ามา สารอินทรีย์ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และธาตุไนโตรเจน ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ และฮาโลเจนที่น้อยกว่าปกติ อนินทรีย์ - ประกอบด้วยองค์ประกอบทั้งหมดในตารางธาตุ ยกเว้นคาร์บอนและไฮโดรเจน
- สารอินทรีย์จะไวต่ออิทธิพลของอุณหภูมิที่ร้อนมากกว่ามากและสามารถถูกทำลายได้แม้ที่อุณหภูมิต่ำ อนินทรีย์ส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะได้รับผลกระทบจากความร้อนจัดน้อยกว่าเนื่องจากลักษณะของสารประกอบโมเลกุล
- สารอินทรีย์เป็นองค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบของส่วนที่มีชีวิตของโลก (ชีวมณฑล) สารอนินทรีย์เป็นส่วนที่ไม่มีชีวิต (ไฮโดรสเฟียร์ เปลือกโลก และบรรยากาศ)
- องค์ประกอบของสารอินทรีย์มีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าองค์ประกอบของสารอนินทรีย์
- สารอินทรีย์มีความโดดเด่นด้วยความเป็นไปได้ที่หลากหลายในการเปลี่ยนแปลงและปฏิกิริยาทางเคมี
- เนื่องจากพันธะโควาเลนต์ระหว่างสารประกอบอินทรีย์ ปฏิกิริยาเคมีจึงคงอยู่นานกว่าปฏิกิริยาเคมีในสารประกอบอนินทรีย์เล็กน้อย
- สารอนินทรีย์ไม่สามารถเป็นผลิตภัณฑ์อาหารสำหรับสิ่งมีชีวิตได้ ยิ่งกว่านั้น สารผสมประเภทนี้บางชนิดอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตได้ สารอินทรีย์เป็นผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นโดยธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตและเป็นองค์ประกอบของโครงสร้างของสิ่งมีชีวิต
สารทั้งหมดที่มีอะตอมของคาร์บอน นอกเหนือจากคาร์บอเนต คาร์ไบด์ ไซยาไนด์ ไทโอไซยาเนต และกรดคาร์บอนิก ล้วนแต่เป็นสารประกอบอินทรีย์ ซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถถูกสร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตจากอะตอมของคาร์บอนผ่านเอนไซม์หรือปฏิกิริยาอื่น ๆ ปัจจุบัน สารอินทรีย์หลายชนิดสามารถสังเคราะห์ขึ้นได้ ซึ่งช่วยให้สามารถพัฒนายาและเภสัชวิทยาได้ เช่นเดียวกับการสร้างพอลิเมอร์และวัสดุคอมโพสิตที่มีความแข็งแรงสูง
การจำแนกประเภทของสารประกอบอินทรีย์
สารประกอบอินทรีย์เป็นสารประเภทที่มีจำนวนมากที่สุด มีสารประมาณ 20 ชนิดที่นี่ มีคุณสมบัติทางเคมีและคุณสมบัติทางกายภาพต่างกัน จุดหลอมเหลว มวล ความผันผวน และความสามารถในการละลาย รวมถึงสถานะการรวมตัวที่ สภาวะปกติก็แตกต่างกันเช่นกัน ในหมู่พวกเขา:
- ไฮโดรคาร์บอน (อัลเคน, อัลคีน, อัลคีน, อัลคาเดียน, ไซโคลอัลเคน, อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน);
- อัลดีไฮด์;
- คีโตน;
- แอลกอฮอล์ (ไดไฮโดรริก, โมโนไฮดริก, โพลีไฮดริก);
- อีเทอร์;
- เอสเทอร์;
- กรดคาร์บอกซิลิก
- เอมีน;
- กรดอะมิโน;
- คาร์โบไฮเดรต
- ไขมัน;
- โปรตีน;
- โพลีเมอร์ชีวภาพและโพลีเมอร์สังเคราะห์
การจำแนกประเภทนี้สะท้อนถึงลักษณะของโครงสร้างทางเคมีและการมีอยู่ของกลุ่มอะตอมเฉพาะที่กำหนดความแตกต่างในคุณสมบัติของสารเฉพาะ ใน ปริทัศน์การจำแนกประเภทตามการกำหนดค่าของโครงกระดูกคาร์บอนซึ่งไม่คำนึงถึงลักษณะของปฏิกิริยาทางเคมีจะดูแตกต่างออกไป ตามบทบัญญัติสารประกอบอินทรีย์แบ่งออกเป็น:
- สารประกอบอะลิฟาติก
- อะโรเมติกส์;
- สารเฮเทอโรไซคลิก
สารประกอบอินทรีย์ประเภทนี้อาจมีไอโซเมอร์อยู่ กลุ่มต่างๆสาร คุณสมบัติของไอโซเมอร์จะแตกต่างกันแม้ว่าองค์ประกอบของอะตอมอาจจะเหมือนกันก็ตาม สิ่งนี้ตามมาจากบทบัญญัติที่ A.M. Butlerov วางไว้ นอกจากนี้ ทฤษฎีโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์ยังเป็นแนวทางสำหรับการวิจัยเคมีอินทรีย์ทั้งหมด อยู่ในระดับเดียวกับกฎธาตุของเมนเดเลเยฟ
แนวคิดเรื่องโครงสร้างทางเคมีได้รับการแนะนำโดย A.M. Butlerov ปรากฏในประวัติศาสตร์เคมีเมื่อวันที่ 19 กันยายน พ.ศ. 2404 ก่อนหน้านี้มีความคิดเห็นที่แตกต่างกันในทางวิทยาศาสตร์ และนักวิทยาศาสตร์บางคนปฏิเสธการมีอยู่ของโมเลกุลและอะตอมโดยสิ้นเชิง ดังนั้นจึงไม่มีลำดับเคมีอินทรีย์และอนินทรีย์ นอกจากนี้ยังไม่มีรูปแบบใดที่สามารถตัดสินคุณสมบัติของสารเฉพาะได้ ขณะเดียวกันก็มีสารประกอบที่มีส่วนประกอบเหมือนกันจัดแสดงอยู่ด้วย คุณสมบัติที่แตกต่างกัน.
คำกล่าวของ A. M. Butlerov มุ่งเป้าไปที่การพัฒนาเคมีเป็นส่วนใหญ่ ทิศทางที่ถูกต้องและสร้างรากฐานที่แข็งแกร่งที่สุดให้กับมัน โดยสามารถจัดระบบข้อเท็จจริงที่สะสม ได้แก่ คุณสมบัติทางเคมีหรือทางกายภาพของสารบางชนิดรูปแบบของการเข้าสู่ปฏิกิริยา ฯลฯ แม้กระทั่งทำนายเส้นทางเพื่อให้ได้สารประกอบและมีอยู่บ้าง คุณสมบัติทั่วไปเป็นไปได้ด้วยทฤษฎีนี้ และที่สำคัญที่สุด A.M. Butlerov แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างของโมเลกุลของสารสามารถอธิบายได้จากมุมมองของปฏิกิริยาทางไฟฟ้า
ตรรกะของทฤษฎีโครงสร้างของสารอินทรีย์
ตั้งแต่ก่อนปี 1861 หลายคนในสาขาเคมีปฏิเสธการมีอยู่ของอะตอมหรือโมเลกุล ทฤษฎีสารประกอบอินทรีย์จึงกลายเป็นข้อเสนอปฏิวัติสำหรับโลกวิทยาศาสตร์ และเนื่องจาก A. M. Butlerov เองก็ดำเนินการจากข้อสรุปเชิงวัตถุเท่านั้นเขาจึงสามารถหักล้างแนวคิดเชิงปรัชญาเกี่ยวกับอินทรียวัตถุได้
เขาสามารถแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างโมเลกุลสามารถรับรู้ได้จากการทดลองผ่านปฏิกิริยาเคมี ตัวอย่างเช่นองค์ประกอบของคาร์โบไฮเดรตสามารถกำหนดได้โดยการเผาไหม้ในปริมาณที่กำหนดแล้วนับน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้น ปริมาณไนโตรเจนในโมเลกุลเอมีนยังถูกคำนวณในระหว่างการเผาไหม้ด้วยการวัดปริมาตรของก๊าซและแยกปริมาณทางเคมีของโมเลกุลไนโตรเจน
หากเราพิจารณาคำตัดสินของ Butlerov เกี่ยวกับโครงสร้างทางเคมีในทิศทางตรงกันข้ามทั้งนี้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างก็ขอให้ เอาท์พุทใหม่. กล่าวคือ เมื่อทราบโครงสร้างทางเคมีและองค์ประกอบของสาร เราก็สามารถสรุปคุณสมบัติของสารได้โดยเชิงประจักษ์ แต่ที่สำคัญที่สุด Butlerov อธิบายว่าในอินทรียวัตถุมีสารจำนวนมากที่แสดงคุณสมบัติต่างกัน แต่มีองค์ประกอบเหมือนกัน
บทบัญญัติทั่วไปของทฤษฎี
เมื่อพิจารณาและศึกษาสารประกอบอินทรีย์ A. M. Butlerov ได้รับหลักการที่สำคัญที่สุดบางประการ เขารวมพวกมันเข้าด้วยกันเป็นทฤษฎีที่อธิบายโครงสร้าง สารเคมีต้นกำเนิดอินทรีย์ ทฤษฎีมีดังนี้:
- ในโมเลกุลของสารอินทรีย์ อะตอมจะเชื่อมต่อกันตามลำดับที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ซึ่งขึ้นอยู่กับความจุ
- โครงสร้างทางเคมีเป็นลำดับทันทีตามอะตอมในโมเลกุลอินทรีย์ที่เชื่อมต่อกัน
- โครงสร้างทางเคมีเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติของสารประกอบอินทรีย์
- ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโมเลกุลด้วยเหมือนกัน องค์ประกอบเชิงปริมาณลักษณะที่เป็นไปได้ คุณสมบัติต่างๆสาร;
- กลุ่มอะตอมทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของสารประกอบเคมีมีอิทธิพลซึ่งกันและกัน
สารประกอบอินทรีย์ทุกประเภทถูกสร้างขึ้นตามหลักการของทฤษฎีนี้ หลังจากวางรากฐานแล้ว A. M. Butlerov ก็สามารถขยายวิชาเคมีเป็นสาขาวิทยาศาสตร์ได้ เขาอธิบายว่าเนื่องจากคาร์บอนมีเวเลนซ์เป็นสี่ในสารอินทรีย์ จึงมีการพิจารณาความหลากหลายของสารประกอบเหล่านี้ การมีอยู่ของกลุ่มอะตอมที่ทำงานอยู่จำนวนมากจะเป็นตัวกำหนดว่าสารนั้นอยู่ในประเภทใดประเภทหนึ่งหรือไม่ และเกิดจากการมีอยู่ของกลุ่มอะตอมเฉพาะ (อนุมูล) ที่ทำให้คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีปรากฏขึ้น
ไฮโดรคาร์บอนและอนุพันธ์ของพวกมัน
สารประกอบอินทรีย์ของคาร์บอนและไฮโดรเจนเหล่านี้เป็นองค์ประกอบที่ง่ายที่สุดในบรรดาสารทั้งหมดในกลุ่ม พวกมันแสดงโดยคลาสย่อยของอัลเคนและไซโคลอัลเคน (ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว), อัลคีน, อัลคาเดียนและอัลคาไตรอีน, อัลไคน์ (ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว) รวมถึงคลาสย่อยของสารอะโรมาติก ในอัลเคน อะตอมของคาร์บอนทั้งหมดเชื่อมต่อกันด้วยอะตอมเดียวเท่านั้น การเชื่อมต่อ S-S yu เนื่องจากไม่สามารถสร้างอะตอม H เดี่ยวลงในองค์ประกอบไฮโดรคาร์บอนได้
ใน ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวไฮโดรเจนสามารถรวมตัวกันได้ที่บริเวณที่เกิดพันธะ C=C คู่ นอกจากนี้พันธะ C-C อาจเป็นสามเท่า (อัลไคน์) สิ่งนี้ทำให้สารเหล่านี้เกิดปฏิกิริยาหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับการลดหรือเติมอนุมูล เพื่อความสะดวกในการศึกษาความสามารถในการทำปฏิกิริยา สารอื่น ๆ ทั้งหมดถือเป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนประเภทใดประเภทหนึ่ง
แอลกอฮอล์
แอลกอฮอล์มีความซับซ้อนมากกว่าไฮโดรคาร์บอนอินทรีย์ สารประกอบเคมี. พวกมันถูกสังเคราะห์ขึ้นจากปฏิกิริยาของเอนไซม์ในเซลล์ที่มีชีวิต ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดคือการสังเคราะห์เอทานอลจากกลูโคสอันเป็นผลมาจากการหมัก
ในอุตสาหกรรม แอลกอฮอล์ได้มาจากอนุพันธ์ของฮาโลเจนของไฮโดรคาร์บอน อันเป็นผลมาจากการแทนที่อะตอมของฮาโลเจนด้วยกลุ่มไฮดรอกซิลทำให้เกิดแอลกอฮอล์ขึ้น โมโนไฮดริกแอลกอฮอล์มีกลุ่มไฮดรอกซิลเพียงกลุ่มเดียว ส่วนโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ประกอบด้วยสองกลุ่มขึ้นไป ตัวอย่างของแอลกอฮอล์ไดไฮโดรริกคือเอทิลีนไกลคอล โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์คือกลีเซอรีน สูตรทั่วไปของแอลกอฮอล์คือ R-OH (R คือโซ่คาร์บอน)
อัลดีไฮด์และคีโตน
หลังจากที่แอลกอฮอล์เกิดปฏิกิริยาของสารประกอบอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับการดึงไฮโดรเจนออกจากกลุ่มแอลกอฮอล์ (ไฮดรอกซิล) พันธะคู่ระหว่างออกซิเจนและคาร์บอนจะปิดลง หากปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นผ่านกลุ่มแอลกอฮอล์ซึ่งอยู่ที่อะตอมของคาร์บอนส่วนปลาย จะส่งผลให้เกิดการก่อตัวของอัลดีไฮด์ หากอะตอมของคาร์บอนกับแอลกอฮอล์ไม่ได้อยู่ที่ปลายโซ่คาร์บอน ผลลัพธ์ของปฏิกิริยาการขาดน้ำก็คือการผลิตคีโตน สูตรทั่วไปของคีโตนคือ R-CO-R, อัลดีไฮด์ R-COH (R คืออนุมูลไฮโดรคาร์บอนของสายโซ่)
เอสเทอร์ (ง่ายและซับซ้อน)
โครงสร้างทางเคมีของสารประกอบอินทรีย์ประเภทนี้มีความซับซ้อน อีเทอร์ถือเป็นผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลแอลกอฮอล์สองโมเลกุล เมื่อเอาน้ำออกจากพวกมันจะเกิดสารประกอบขึ้น ตัวอย่าง R-O-R. กลไกการเกิดปฏิกิริยา: การแยกไฮโดรเจนโปรตอนจากแอลกอฮอล์หนึ่งและกลุ่มไฮดรอกซิลจากแอลกอฮอล์อีกเครื่องหนึ่ง
เอสเทอร์เป็นผลิตภัณฑ์ที่เกิดปฏิกิริยาระหว่างแอลกอฮอล์กับกรดคาร์บอกซิลิกอินทรีย์ กลไกการเกิดปฏิกิริยา: กำจัดน้ำออกจากกลุ่มแอลกอฮอล์และคาร์บอนของทั้งสองโมเลกุล ไฮโดรเจนถูกแยกออกจากกรด (ที่หมู่ไฮดรอกซิล) และหมู่ OH เองก็แยกออกจากแอลกอฮอล์ สารประกอบที่ได้จะแสดงเป็น R-CO-O-R โดยที่บีช R หมายถึงอนุมูล - ส่วนที่เหลือของโซ่คาร์บอน
กรดคาร์บอกซิลิกและเอมีน
กรดคาร์บอกซิลิกเป็นสารพิเศษที่มีบทบาทสำคัญในการทำงานของเซลล์ โครงสร้างทางเคมีของสารประกอบอินทรีย์มีดังนี้: อนุมูลไฮโดรคาร์บอน (R) ที่มีหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) ติดอยู่ หมู่คาร์บอกซิลสามารถอยู่ที่อะตอมคาร์บอนชั้นนอกสุดเท่านั้น เนื่องจากความจุของ C ในกลุ่ม (-COOH) คือ 4
เอมีนเป็นสารประกอบที่เรียบง่ายกว่าซึ่งเป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอน ณ อะตอมของคาร์บอนใดๆ จะมีเอมีนเรดิคัล (-NH2) มีเอมีนปฐมภูมิซึ่งมีหมู่ (-NH2) ติดอยู่กับคาร์บอนหนึ่งตัว (สูตรทั่วไป R-NH2) ในเอมีนทุติยภูมิ ไนโตรเจนจะรวมกับอะตอมของคาร์บอน 2 อะตอม (สูตร R-NH-R) ในเอมีนระดับตติยภูมิ ไนโตรเจนเชื่อมต่อกับอะตอมของคาร์บอน 3 อะตอม (R3N) โดยที่ p คืออนุมูลหรือสายโซ่คาร์บอน
กรดอะมิโน
กรดอะมิโน - สารประกอบเชิงซ้อนซึ่งแสดงคุณสมบัติของทั้งเอมีนและกรดจากแหล่งกำเนิดอินทรีย์ มีหลายประเภทขึ้นอยู่กับตำแหน่งของหมู่เอมีนที่สัมพันธ์กับหมู่คาร์บอกซิล ที่สำคัญที่สุดคือกรดอะมิโนอัลฟ่า ที่นี่หมู่เอมีนตั้งอยู่ที่อะตอมของคาร์บอนซึ่งมีหมู่คาร์บอกซิลติดอยู่ สิ่งนี้ทำให้เกิดพันธะเปปไทด์และการสังเคราะห์โปรตีน
คาร์โบไฮเดรตและไขมัน
คาร์โบไฮเดรตคืออัลดีไฮด์แอลกอฮอล์หรือคีโตแอลกอฮอล์ เหล่านี้เป็นสารประกอบที่มีโครงสร้างเชิงเส้นหรือเป็นวงกลม เช่นเดียวกับโพลีเมอร์ (แป้ง เซลลูโลส และอื่นๆ) ของพวกเขา บทบาทที่สำคัญในเซลล์ - มีโครงสร้างและมีพลัง ไขมันหรือไขมันทำหน้าที่เหมือนกัน เพียงแต่มีส่วนร่วมในกระบวนการทางชีวเคมีอื่นๆ เท่านั้น จากมุมมองของโครงสร้างทางเคมี ไขมันคือ เอสเทอร์กรดอินทรีย์และกลีเซอรีน
เป็นที่ทราบกันดีว่าคุณสมบัติของสารอินทรีย์นั้นพิจารณาจากองค์ประกอบและโครงสร้างทางเคมี ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่การจำแนกประเภทของสารประกอบอินทรีย์นั้นขึ้นอยู่กับทฤษฎีโครงสร้าง - ทฤษฎีของ L. M. Butlerov สารอินทรีย์ถูกจำแนกตามการมีอยู่และลำดับการเชื่อมต่อของอะตอมในโมเลกุล ส่วนที่คงทนและเปลี่ยนแปลงได้น้อยที่สุดของโมเลกุลสารอินทรีย์คือโครงกระดูกซึ่งเป็นสายโซ่ของอะตอมคาร์บอน ขึ้นอยู่กับลำดับการเชื่อมต่อของอะตอมคาร์บอนในสายโซ่นี้ สารจะถูกแบ่งออกเป็นแบบอะไซคลิกซึ่งไม่มีสายโซ่ปิดของอะตอมคาร์บอนในโมเลกุล และคาร์โบไซคลิกซึ่งมีสายโซ่ (รอบ) ดังกล่าวในโมเลกุล
นอกจากอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนแล้ว โมเลกุลของสารอินทรีย์ยังสามารถประกอบด้วยอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ ได้ สารที่มีโมเลกุลที่เรียกว่าเฮเทอโรอะตอมเหล่านี้รวมอยู่ในสายโซ่ปิดจะถูกจัดประเภทเป็นสารประกอบเฮเทอโรไซคลิก
เฮเทอโรอะตอม (ออกซิเจน, ไนโตรเจน ฯลฯ ) สามารถเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลและสารประกอบอะไซคลิกซึ่งก่อตัวเป็นหมู่ฟังก์ชันในพวกมันเช่นไฮดรอกซิล - OH, คาร์บอนิล, คาร์บอกซิล, หมู่อะมิโน -NH2
กลุ่มทำงาน- กลุ่มของอะตอมที่กำหนดคุณสมบัติทางเคมีที่เป็นลักษณะเฉพาะที่สุดของสารและเป็นของสารประกอบบางประเภท
ไฮโดรคาร์บอน- เป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนและคาร์บอนเท่านั้น
ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโซ่คาร์บอน สารประกอบอินทรีย์จะถูกแบ่งออกเป็นสารประกอบสายโซ่เปิด - อะไซคลิก (อะลิฟาติก) และไซคลิก- มีสายโซ่อะตอมปิด
วัฏจักรแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: สารประกอบคาร์โบไซคลิก(วัฏจักรเกิดจากอะตอมของคาร์บอนเท่านั้น) และ เฮเทอโรไซคลิก(วัฏจักรยังรวมถึงอะตอมอื่นๆ ด้วย เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์)
ในทางกลับกัน สารประกอบคาร์โบไซคลิกก็ประกอบด้วยสารประกอบ 2 ชุด: อะลิไซคลิก และมีกลิ่นหอม
สารประกอบอะโรมาติกซึ่งมีพื้นฐานมาจากโครงสร้างของโมเลกุล มีวงแหวนคาร์บอนแบนที่มีระบบพีอิเล็กตรอนแบบปิดพิเศษ ก่อตัวเป็นระบบ π ทั่วไป (เมฆ π-อิเล็กตรอนเดี่ยว) อะโรมาติกซิตี้ยังเป็นลักษณะของสารประกอบเฮเทอโรไซคลิกหลายชนิด
สารประกอบคาร์โบไซคลิกอื่นๆ ทั้งหมดอยู่ในกลุ่มอะลิไซคลิก
ทั้งอะไซคลิก (อะลิฟาติก) และไซคลิกไฮโดรคาร์บอนสามารถมีพันธะได้หลายพันธะ (สองหรือสาม) ไฮโดรคาร์บอนดังกล่าวเรียกว่าไม่อิ่มตัว (ไม่อิ่มตัว) ตรงกันข้ามกับอิ่มตัว (อิ่มตัว) ที่มีพันธะเดี่ยวเท่านั้น
อะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวเรียกว่า อัลเคนพวกเขามีสูตรทั่วไป C n H 2 n +2 โดยที่ n คือจำนวนอะตอมของคาร์บอน ชื่อเก่าของพวกเขามักใช้ในปัจจุบัน - พาราฟิน
ซึ่งประกอบด้วย พันธะคู่หนึ่งอัน, ได้ชื่อแล้ว อัลคีน. พวกเขามีสูตรทั่วไป C n H 2 n
อะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวด้วยพันธะคู่สองอันเรียกว่า อัลคาเดียน
อะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวด้วยพันธะสามหนึ่งพันธะเรียกว่า อัลคีน. สูตรทั่วไปคือ C n H 2 n - 2
อะลิไซคลิกไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว - ไซโคลอัลเคนสูตรทั่วไปคือ C n H 2 n
กลุ่มพิเศษไฮโดรคาร์บอน มีกลิ่นหอม, หรือ สนามกีฬา(โดยมี π ทั่วไปแบบปิด -ระบบอิเล็กทรอนิกส์) รู้จักจากตัวอย่างไฮโดรคาร์บอนที่มีสูตรทั่วไป C n H 2 n -6
ดังนั้นหากโมเลกุลของพวกมันมีหนึ่งหรือ จำนวนที่มากขึ้นอะตอมไฮโดรเจนถูกแทนที่ด้วยอะตอมอื่นหรือกลุ่มของอะตอม (ฮาโลเจน, หมู่ไฮดรอกซิล, หมู่อะมิโน ฯลฯ ) เกิดขึ้น อนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอน: อนุพันธ์ของฮาโลเจน ที่ประกอบด้วยออกซิเจน ที่ประกอบด้วยไนโตรเจน และสารประกอบอินทรีย์อื่น ๆ
อนุพันธ์ของฮาโลเจนไฮโดรคาร์บอนถือได้ว่าเป็นผลิตภัณฑ์ของการแทนที่อะตอมไฮโดรเจนตั้งแต่หนึ่งอะตอมขึ้นไปในไฮโดรคาร์บอนด้วยอะตอมของฮาโลเจน ด้วยเหตุนี้ จึงสามารถมีอนุพันธ์ฮาโลเจนชนิดโมโน-, ได-, ไตร- (ในกรณีทั่วไปเป็นโพลี-) ที่อิ่มตัวและไม่อิ่มตัวได้
สูตรทั่วไปของอนุพันธ์โมโนฮาโลเจนของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว:
และองค์ประกอบแสดงโดยสูตร
C n H 2 n +1 G
โดยที่ R คือส่วนที่เหลือของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว (อัลเคน) ซึ่งเป็นอนุมูลไฮโดรคาร์บอน (การกำหนดนี้ใช้เพิ่มเติมเมื่อพิจารณาถึงสารอินทรีย์ประเภทอื่น) G คืออะตอมของฮาโลเจน (F, Cl, Br, I)
แอลกอฮอล์- อนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนซึ่งอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่าถูกแทนที่ด้วยหมู่ไฮดรอกซิล
แอลกอฮอล์เรียกว่า โมเลกุลเดี่ยวหากมีหมู่ไฮดรอกซิลกลุ่มหนึ่ง และจำกัดว่าเป็นอนุพันธ์ของอัลเคนหรือไม่
สูตรทั่วไปของโมโนไฮดริกแอลกอฮอล์อิ่มตัว:
และองค์ประกอบแสดงโดยสูตรทั่วไป:
C n H 2 n +1 OH หรือ C n H 2 n +2 O
มีตัวอย่างของโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ที่ทราบกันดีอยู่แล้ว กล่าวคือ โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ที่มีหมู่ไฮดรอกซิลหลายหมู่
ฟีนอล- อนุพันธ์ของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (ซีรีย์เบนซีน) ซึ่งอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่าในวงแหวนเบนซีนถูกแทนที่ด้วยหมู่ไฮดรอกซิล
ตัวแทนที่ง่ายที่สุดที่มีสูตร C 6 H 5 OH เรียกว่าฟีนอล
อัลดีไฮด์และคีโตน- อนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนที่มีกลุ่มอะตอมคาร์บอนิล (คาร์บอนิล)
ในโมเลกุลอัลดีไฮด์ พันธะคาร์บอนิลหนึ่งเชื่อมต่อกับอะตอมไฮโดรเจน และอีกพันธะหนึ่งเชื่อมต่อกับอนุมูลไฮโดรคาร์บอน
ในกรณีของคีโตน หมู่คาร์บอนิลจะจับกับอนุมูลสองตัว (โดยทั่วไปต่างกัน)
องค์ประกอบของอัลดีไฮด์และคีโตนอิ่มตัวแสดงโดยสูตร C n H 2l O
กรดคาร์บอกซิลิก- อนุพันธ์ไฮโดรคาร์บอนที่มีหมู่คาร์บอกซิล (-COOH)
หากมีกลุ่มคาร์บอกซิลกลุ่มหนึ่งในโมเลกุลของกรด กรดคาร์บอกซิลิกจะมีสถานะเป็นโมโนเบสิก สูตรทั่วไปของกรดโมโนเบสิกอิ่มตัว (R-COOH) องค์ประกอบแสดงโดยสูตร C n H 2 n O 2
อีเทอร์เป็นสารอินทรีย์ที่มีอนุมูลไฮโดรคาร์บอนสองตัวเชื่อมต่อกันด้วยอะตอมออกซิเจน: R-O-R หรือ R 1 -O-R 2
อนุมูลสามารถเหมือนหรือแตกต่างได้ องค์ประกอบของอีเทอร์แสดงโดยสูตร C n H 2 n +2 O
เอสเทอร์- สารประกอบที่เกิดขึ้นจากการแทนที่อะตอมไฮโดรเจนของกลุ่มคาร์บอกซิลในกรดคาร์บอกซิลิกด้วยอนุมูลไฮโดรคาร์บอน
สารประกอบไนโตร- อนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนซึ่งมีอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่าถูกแทนที่ด้วยกลุ่มไนโตร -NO 2
สูตรทั่วไปของสารประกอบโมโนไนโตรอิ่มตัว:
และองค์ประกอบแสดงตามสูตรทั่วไป
C n H 2 n +1 ไม่ใช่ 2 .
เอมีน- สารประกอบที่ถือเป็นอนุพันธ์ของแอมโมเนีย (NH 3) ซึ่งอะตอมไฮโดรเจนจะถูกแทนที่ด้วยอนุมูลไฮโดรคาร์บอน
เอมีนอาจเป็นได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของอนุมูล อะลิฟาติกและมีกลิ่นหอม.
ขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมไฮโดรเจนที่ถูกแทนที่ด้วยอนุมูล สิ่งต่อไปนี้มีความโดดเด่น:
เอมีนปฐมภูมิที่มีสูตรทั่วไป: R-NNH 2
รอง - ด้วยสูตรทั่วไป: R 1 -NNH-R 2
ระดับอุดมศึกษา - ด้วยสูตรทั่วไป:
ในบางกรณี เอมีนทุติยภูมิและตติยภูมิอาจมีอนุมูลที่เหมือนกัน
เอมีนปฐมภูมิยังถือเป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอน (อัลเคน) ซึ่งอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมจะถูกแทนที่ด้วยกลุ่มอะมิโน -NH 2 องค์ประกอบของเอมีนปฐมภูมิอิ่มตัวแสดงโดยสูตร C n H 2 n +3 N
กรดอะมิโนประกอบด้วยหมู่ฟังก์ชัน 2 หมู่ที่เชื่อมต่อกับอนุมูลไฮโดรคาร์บอน ได้แก่ หมู่อะมิโน -NH 2 และหมู่คาร์บอกซิล -COOH
องค์ประกอบของกรดอะมิโนอิ่มตัวที่มีกลุ่มอะมิโนหนึ่งกลุ่มและคาร์บอกซิลหนึ่งกลุ่มแสดงโดยสูตร C n H 2 n +1 NO 2
เป็นที่ทราบกันดีว่าสารประกอบอินทรีย์ที่สำคัญอื่นๆ มีหมู่ฟังก์ชันที่แตกต่างกันหรือเหมือนกันหลายกลุ่ม โดยมีสายโซ่เชิงเส้นยาวเชื่อมต่อกับวงแหวนเบนซีน ในกรณีเช่นนี้ การพิจารณาอย่างเข้มงวดว่าสารนั้นอยู่ในประเภทใดประเภทหนึ่งโดยเฉพาะนั้นเป็นไปไม่ได้ สารประกอบเหล่านี้มักถูกจำแนกออกเป็นกลุ่มของสารเฉพาะ: คาร์โบไฮเดรต โปรตีน กรดนิวคลีอิก ยาปฏิชีวนะ อัลคาลอยด์ ฯลฯ
ในการตั้งชื่อสารประกอบอินทรีย์ มีการใช้ระบบการตั้งชื่อสองแบบ: ชื่อที่มีเหตุผลและเป็นระบบ (IUPAC) และชื่อที่ไม่สำคัญ
รวบรวมรายชื่อตามระบบการตั้งชื่อของ IUPAC
1) ชื่อของสารประกอบนั้นมาจากรากของคำ ซึ่งหมายถึงไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวที่มีจำนวนอะตอมเท่ากันกับสายโซ่หลัก
2) เพิ่มส่วนต่อท้ายลงในรูทเพื่อระบุระดับความอิ่มตัว:
(สุดท้าย ไม่มีการเชื่อมต่อหลายรายการ);
-ene (เมื่อมีพันธะคู่);
-in (เมื่อมีพันธะสาม)
หากมีพันธะหลายพันธะ คำต่อท้ายจะระบุจำนวนของพันธะดังกล่าว (-diene, -triene เป็นต้น) และหลังส่วนต่อท้าย ตำแหน่งของพันธะหลาย ๆ จะต้องระบุเป็นตัวเลข เช่น:
ช3 –ช2 –ช=ช2 ช3 –ช=ช–ช3
บิวทีน-1 บิวทีน-2
ช2 =ช–ช=ช2
บิวทาไดอีน-1,3
กลุ่มต่างๆ เช่น ไนโตร- ฮาโลเจน อนุมูลไฮโดรคาร์บอนที่ไม่รวมอยู่ในสายโซ่หลักจะถูกวางไว้ในส่วนนำหน้า มีการระบุไว้ตามลำดับตัวอักษร ตำแหน่งขององค์ประกอบทดแทนจะถูกระบุด้วยตัวเลขก่อนคำนำหน้า
ลำดับการตั้งชื่อมีดังนี้:
1. ค้นหาสายโซ่ที่ยาวที่สุดของอะตอม C
2. นับเลขอะตอมคาร์บอนของสายโซ่หลักตามลำดับ โดยเริ่มจากปลายที่ใกล้กับกิ่งมากที่สุด
3. ชื่อของอัลเคนประกอบด้วยชื่อของอนุมูลด้านข้างตามลำดับตัวอักษรซึ่งระบุตำแหน่งในสายโซ่หลักและชื่อของสายโซ่หลัก