Metan
to przykład jednego z najprostszych związków organicznych
Związki organiczne - wszystkie
związki chemiczne
, w skład których wchodzi
węgiel
, prócz
tlenków
węgla,
kwasu węglowego
,
węglanów
,
wodorowęglanów
,
węglików
,
cyjanowodoru
,
cyjanków
, kwasu
cyjanowego
,
piorunowego
i izocyjanowego a także ich soli[1].
Pierwotnie przez związki organiczne rozumiano te, które występują tylko w
organizmach żywych
oraz ich syntetyczne pochodne. Jednak wraz z rozwojem
chemii organicznej
okazało się, że można sztucznie otrzymać niemal wszystkie związki organiczne wychodząc z nieorganicznych
substratów
, stąd zdecydowano się zmienić definicję na współczesną[2].
Związki organiczne mogą też zawierać praktycznie wszystkie pozostałe
pierwiastki
, choć najczęściej zawierają:
wodór
,
tlen
i
azot
, zwane razem z węglem
pierwiastkami organicznymi
. Do innych często występujących pierwiastków można zaliczyć
siarkę
,
fosfor
oraz
fluorowce
.
Historia
Termin "organiczny" ma historię sięgającą początku XIX wieku, kiedy powszechnie wierzono, że związki organiczne mogą być syntezowane jedynie przez żywe organizmy za pomocą "siły życiowej". Tego rodzaju poglądy nazywane są
witalizmem
i były powszechne w tamtym czasie. Zaczęły one ulegać zmianie po tym jak w 1824 roku
Friedrich Wöhler
dokonał syntezy
kwasu szczawiowego
a następnie w 1828 otrzymał on
mocznik
z prostych związków nieorganicznych.
Warto zauważyć, że żaden z tych dwóch związków nie posiada wiązań pomiędzy węglem a wodorem. Wedle jednej z definicji obecność takiego wiązania jest kryterium koniecznym aby dany związek można było zaklasyfikować jako organiczny. Przykład ten może posłużyć do ukazania problemów jakie wiążą się z rozróżnieniem historycznej oraz ścisłej, obecnej definicji związku organicznego. Do związków zawierających węgiel, które są przedmiotem rozważań
chemii nieorganicznej
zalicza się większość substancji uznanych za nieorganiczne jeszcze przed działalnością Wöhlera, takie jak
węglany
[3].
Klasyfikacja
Glicyna
stanowi najprostszy aminokwas białkowy a zarazem przykład związku wielofunkcyjnego
Istnieje kilka możliwości dokonania podziału związków organicznych. Jednym z nich jest podział na związki naturalne (występujące w przyrodzie) oraz syntetyczne. Innym jest wyróżnianie obecności
heteroatomów
takich jak
tlen
lub
azot
. Jednak najbardziej intuicyjnym i powszechnie stosowanym jest klasyfikacja oparta na występowaniu w danej cząsteczce
grup funkcyjnych
, które mają decydujący wpływ na właściwości związku. Do związków jednofunkcyjnych zalicza się substancje, których cząsteczki posiadają tylko jeden typ grup funkcyjnych. Przykładowo
alkohole
posiadają
grupę hydroksylową
a aminy
grupę aminową
. Związki zawierające więcej niż jeden typ grup funkcyjnych nazywa się wielofunkcyjnymi. Przykładem mogą być
aminokwasy
posiadające grupę aminową oraz
grupę karboksylową
. Ponadto wyróżnia się kategorię
związków metaloorganicznych
, charakteryzujących się obecnością atomów
metalu
połączonych bezpośrednio z atomami węgla.
Wiele związków organicznych jest zbudowane z wielu (nawet setek tysięcy) powtarzających się jednostek określanych mianem
monomerów
. Gdy jednostek tych jest od dwóch do kilkudziesięciu związki te nazywane są
oligomerami
, gdy monomerów jest bardzo wiele, mówi się o
polimerach
.
Antybiotyk
wankomycyna
stanowi przykład związku naturalnego o bardzo skomplikowanej budowie
Związki występujące naturalnie - to te, których źródłem są żywe organizmy lub ich szczątki. Związki te są syntezowane przez żywe organizmy lub pochodzą z ich rozkładu w
środowisku naturalnym
. Wiele z tych związków i ich mieszanin znalazło zastosowanie jako różnego rodzaju substancje użytkowe - od
leków
, przez materiały konstrukcyjne, po
paliwa
.
Związki syntetyczne - to takie, które zostały otrzymane na drodze sztucznej syntezy. Mogą one mieć zarówno swoje odpowiedniki naturalne, jak i nie występować w naturze. Czasami związek jest najpierw otrzymywany syntetycznie a następnie wykrywa się go w naturze, a czasami jest na odwrót - dąży się do opracowania sztucznej syntezy związku, występującego naturalnie.
Związki chemiczne, które nie występują w naturze, są czasami nazywane sztucznymi, zaś związki otrzymane na drodze syntezy ale występujące również w naturze bywają nazywane związkami identycznymi z naturalnymi. Wreszcie, istnieją także zmodyfikowane związki naturalne - tj. sztucznie otrzymane
pochodne
związków występujących w naturze.
Podział ten komplikuje dodatkowo fakt opracowania
biosyntezy
wielu związków organicznych, które są na tyle złożone, że nie opłaca się ich otrzymywać na drodze syntezy tradycyjnej. Związki otrzymane w ten sposób pochodzą wprawdzie z organizmów żywych, ale są to organizmy celowo zmodyfikowane
genetycznie
i hodowane w celu masowej produkcji określonych substancji. W ten sposób można zarówno otrzymywać związki identyczne z naturalnymi jak i sztuczne[4].
Wybór drogi otrzymywania związków organicznych jest zwykle dyktowany względami ekonomicznymi. Chemicy organicy i
biotechnolodzy
cały czas pracują nad nowymi drogami
syntezy
- w szczególności w przypadkach, w których wyodrębnianie związków naturalnych z materiału biologicznego jest bardzo kosztowne.
Przypisy
- ↑ Andrew Burrows, John Holman. Andrew Parson, Gwen Pilling, Gareth Price: Chemistry3: introducing inorganic, organic and physical chemistry. Oxford: Oxford University Press, 2009, s. 406. .
- ↑ Andrew Burrows, John Holman. Andrew Parson, Gwen Pilling, Gareth Price: Chemistry3: introducing inorganic, organic and physical chemistry. Oxford: Oxford University Press, 2009, ss. 407-408. .
- ↑ Spencer L. Seager, Michael R. Slabaugh. Chemistry for Today: general, organic, and biochemistry. Thomson Brooks/Cole, 2004, p. 342.
- ↑ The language of organic chemistry. W: Burrows, A, Holman, J, Parson, A., Pilling, G, Price, G: Chemistry3: introducing inorganic, organic and physical chemistry. Oxford University Press, 2009, ss. 405-409. .
Zobacz też