Szerves kémia

Klasszikus molekuláris szerkezete a szerves kémia - Kekulé a benzol képletű ábrázolt 1964 bélyeg

A szerves kémia (rövid OC vagy gyakran szerves ) a kémia egyik ága . Ez magában foglalja a kémiai vegyületek , amelyek alapján a szén , a néhány kivételtől eltekintve , mint például néhány szervetlen szénvegyületek és elemi (tiszta) szén.

A szénatom nagy kötőképessége lehetővé teszi a különböző atomokhoz kötődések sokaságát. Míg sok szervetlen anyag nem változik a hőmérséklet és a katalitikus reagensek hatására, a szerves reakciók gyakran szobahőmérsékleten vagy kissé megemelt hőmérsékleten zajlanak katalitikus mennyiségű reagensekkel. A természetes anyagok (növényi, állati színezékek , cukor , zsírok , fehérjék , nukleinsavak ) és végső soron az ismert élőlények sokasága is ezen a kötődési képességen alapul.

A szén mellett a szerves molekulák gyakran tartalmaznak elemeket hidrogént , oxigént , nitrogént , kénet és halogéneket ; a kémiai szerkezet és a funkcionális csoportok az alapjai az egyes molekulák sokféleségének.

A szerves elemzés során először anyagok keverékét használják az egyes anyagok fizikális elválasztására és jellemzésére ( olvadáspont , forráspont , törésmutató ), majd az elemi összetételre ( elemanalízis ), a molekulatömegre és a funkcionális csoportokra (kémiai reagensek segítségével) , NMR , IR - és UV spektroszkópia ).

A reagensek ( savak , bázisok , szervetlen és szerves anyagok) szerves anyagokra gyakorolt ​​hatását vizsgálják annak érdekében, hogy meghatározzák a kémiai reagensek törvényeit bizonyos funkcionális csoportokra és anyagcsoportokra vonatkozóan.

A szerves kémia szintetizálja a szerves természetes anyagokat (pl. Cukor, peptidek, természetes festékek, alkaloidok, vitaminok), valamint a természetben ismeretlen szerves anyagokat (műanyagok, ioncserélők, gyógyszerek , peszticidek, szintetikus szálak ruházathoz).

A szerves kémia fejlődése az elmúlt 150 évben jelentős hatással volt az emberi egészségre, a táplálkozásra, a ruházatra és a rendelkezésre álló fogyasztási cikkek változatosságára. Ez nagyban hozzájárult egy társadalom boldogulásához.

Megkülönböztetés a szervetlen kémiától

Néhány kivételtől eltekintve a szerves kémia magában foglalja az összes vegyület kémiáját, amelyet a szén önmagával és más elemekkel képez. Ez magában foglalja a jelenleg ismert élet összes építőkövét is. 2012 -ben körülbelül 40 millió szerves vegyületet ismertek.

A kivételek közé tartoznak a formális első elemi formájú szén ( grafit , gyémánt ) és szisztematikusan az összes kapcsolatot anélkül, hogy atomi szén-hidrogén kötés, mint például a szervetlen kémia számlálás hidrogén-mentes kalkogenidek szén ( szén-monoxid , szén-dioxid , szén-diszulfid ) , a szénsav és karbonátok , a karbidok , valamint az ionos cianidok , cianátok és tiocianátok (lásd szénvegyületek ).

A sósav a szervetlen és szerves kémia határterületének része. Bár hagyományosan a szervetlen kémia részét képezik, a hangyasav nitrilének (szerves anyagcsoport) tekintik . A cianidokat szervetlen anyagokkal kezelik, így itt csak a hidrogén -cianid sóit értjük, míg az azonos néven ismert észterek a szerves anyagokhoz tartoznak, mint a nitrilek. A ciánkék oxigénsavak , tiociansavak és észtereik szintén határesetek. Ezenkívül a fémorganikus kémia ( organometallikus kémia ) nem rendelhető kifejezetten a szerves vagy szervetlen kémiához.

A teljesen természetellenes megjelenésű anyagok, például a műanyagok és a kőolaj is szerves vegyületek, mivel a természetes anyagokhoz hasonlóan szénvegyületekből állnak. A nyersolaj, a földgáz és a szén, sok szintetikus termék alapanyaga, végső soron szerves eredetű.

Minden élőlény szerves anyagokat tartalmaz, például aminosavakat , fehérjéket , szénhidrátokat és DNS -t . A szerves kémia ága, amely az élőlényekben lévő anyagokkal és anyagcsere -folyamatokkal foglalkozik, a biokémia (vagy molekuláris biológia ).

Tábornok

A szén különleges helyzete azon a tényen alapul, hogy a szénatomnak négy kötőelektronja van, ami azt jelenti, hogy nem poláris kötéseket hozhat létre egy-négy másik szénatommal. Ez lineáris vagy elágazó szénláncok és széngyűrűk kialakulásához vezethet, amelyek kapcsolódnak a hidrogénhez és más elemekhez (elsősorban oxigénhez, nitrogénhez, kénhez, foszforhoz) a kötőelektronoknál, amelyeket a szén nem foglal el, ami nagy és nagyon nagy molekulák (pl. homo- és heteropolimerek ), és megmagyarázza a szerves molekulák hatalmas változatosságát. A hasonlóan négykötésű szilícium vegyületei is nagy számban vannak , de messze nem ilyen változatosak.

A szerves anyagok tulajdonságait nagymértékben meghatározza azok molekuláris szerkezete . Még az egyszerű szerves sók, például az acetátok tulajdonságait is egyértelműen meghatározza a szerves rész molekuláris alakja. Sok izomer is létezik , azaz vegyületek, amelyek általános összetételük ( molekuláris képlet ), de szerkezetük eltérő ( szerkezeti képlet ).

Ezzel szemben a szervetlen kémia molekulái általában csak néhány atomból állnak, amelyekben a szilárd anyagok, kristályok és / vagy ionok általános tulajdonságai jönnek szóba. De vannak olyan polimerek is , amelyek nem tartalmaznak szenet (vagy csak alcsoportokban), pl. B. a szilánok .

A szerves szintézis stratégiái eltérnek a szervetlen kémia szintéziseitől, mivel a szerves molekulák általában darabonként felépíthetők. Németországban és az USA -ban a vegyészek mintegy 60% -a a szerves kémiát választotta fő tárgyának.

sztori

Az emberi fejlődés korai napjaiban sok természetes szerves anyagot használtak ( indigó , alizarin , illóolajok, alkohol ). A szerves anyagok emberi kéz általi mesterséges ábrázolását azonban még nagyon korán nem írták le.

Johann Rudolph Glauber műveiben nagyszámú szerves vegyületet írt le, amelyeket bemutatott, de mivel az elemzés még nem készült el, csak találgatni lehet, hogy mely anyagokat kapott ekkor. Glauber tisztította az alkoholt és az ecetet frakcionált desztillációval, alkoholból etil -kloridot , fa desztillációból ecetsavat , cink -acetát hevítéséből acetont , répa-, dió- és kenderolaj desztillációjából akroleint, szénből benzol keletkezett. alkaloidokat salétromsav -elválasztással.

Lemery 1675 -ben írta a Cours de Chymie című könyvet . Ebben a munkában az anyagokat három területre osztották: ásványi királyság (fémek, víz, levegő, asztali só, gipsz), növényi királyság (cukor, keményítő, gyanták, viasz, növényi festékek), állati birodalom (zsírok, fehérjék, kanos) anyagok). Lemery szerves anyagként is megkülönböztette a növény- és állatvilág anyagait, szemben az ásványi királyság élettelen természetének anyagaival.

Jelentős számú a szerves anyagok már izoláltuk , mint a tiszta anyagokat, a 18. században .

Példák karbamid (1773 Hilaire Rouelle ) és sok savak , mint amilyenek a hangyák kapott hangyasavat (1749 által Andreas Marggraf ), a almasav származó alma , és a Weinstein kapott borkősav (1769), a citromsav (1784 ), a glicerin (1783), az oxálsav , a húgysav ( Carl Wilhelm Scheele ).

Antoine Laurent de Lavoisier volt az első, aki minőségileg meghatározta a szerves anyagok kémiai elemeit: szén, hidrogén, oxigén, nitrogén. Joseph Louis Gay-Lussac és Louis Jacques Thenard végzett az első elemi analízisek meghatározni a mennyiségi összetételét elemek szerves anyagok. Az elemzési elemzést Justus von Liebig javította 1831 -ben . A szerves anyagok elemi összetételét most gyorsan meg lehetett határozni.

Jöns Jakob Berzelius előterjesztette azt a tételt, miszerint szerves anyagokat csak különleges életerő hozhat létre a növényi, állati vagy emberi szervezetben. Kis könyve, az Áttekintés az állatok kémiájának előrehaladásáról és jelenlegi állapotáról, a szerves kémia kezdetét jelentette, amely a 19. század első felében, 1810 -ben alakult ki. Berzelius a többszörös arányok törvényét is alkalmazta - amellyel az atomsúlyt és az összetételt alkalmazta a szervetlen vegyületek területén, azaz H. amelynek kémiai képlete szerves vegyületeket is meghatározhat.

A szerves vegyületek szerkezete és összetétele 1820 körül még nagyon tisztázatlan volt. Gay-Lussac úgy vélte, hogy az etanol egy rész etén és egy rész víz keveréke.

Ezenkívül a vegyészek abban az időben úgy vélték, hogy egy vegyület elemeinek (elemi elemzés) azonos minőségi és mennyiségi összetételével (összegképletével) az anyagoknak is azonosnak kell lenniük. Az első kételyek 1823-ban merültek fel, amikor Justus von Liebig és Friedrich Wöhler megvizsgálták a rendkívül savas ezüstöt és a ciánsavas ezüstöt. Nagyon különböző, azonos kémiai összetételű anyagokat találtak.

A szervetlen vegyület ammónium -cianát hevítésével karbamid keletkezik, amely tipikus szerves vegyület. Ez Friedrich Wöhler híres karbamidszintézise, ​​amely paradigmaváltáshoz vezetett .

Friedrich Wöhler 1828 -ban ammónium -cianátot melegített, és teljesen más anyagot, karbamidot kapott . A kiindulási termék és a végtermék kémiai képlete ( izoméria ) ugyanaz , de tulajdonságaik nagyon eltérőek: az ammónium -cianát szervetlen vegyület, a karbamid szerves vegyület. Ez cáfolta Berzelius hipotézisét, miszerint a szerves vegyületek csak különleges életerő révén keletkezhetnek.

1859 -ben Hermann Kolbe megfogalmazta azt a tételt, hogy minden szerves anyag szervetlen anyagok származéka - különösen a szén -dioxid. Ha egy hidroxilcsoportot alkilcsoporttal vagy hidrogénnel helyettesítünk, karbonsavak keletkeznek, két hidroxilcsoport alkilcsoporttal vagy hidrogénnel való helyettesítése aldehideket , ketonokat eredményez . Kolbe a szintézis szót is használta a szerves természetes anyagok mesterséges ábrázolása kapcsán. A vegyészek hamarosan új szerves molekulákat tudtak szintetizálni saját kutatásaik révén.

A szervetlen kémia pozitív és negatív töltésű ionjaihoz hasonlóan Berzelius úgynevezett gyököket sejtett a szerves kémiában; radikális elmélete ezen alapult. A szerves molekula egyik radikális részének pozitív, a másik részének negatív töltéssel kell rendelkeznie. Néhány évvel később Jean Baptiste Dumas , Auguste Laurent , Charles Gerhardt és Justus von Liebig a szerves vegyületekben való helyettesítést vizsgálták . A szerves vegyületek hidrogénatomjait halogénatomokkal helyettesítették. El kellett utasítani Berzelius régi radikális elméletét, amely szerint a pozitív és negatív töltésű gyökös részek felhalmozódnak a szerves molekulákban. Ennek eredményeként August Wilhelm von Hofmann , Hermann Kolbe , Edward Frankland és Stanislao Cannizzaro további információkat talált a szerves anyagok összetételéről. 1857-ben Friedrich August Kekulé megjelent munkája „A s. G. páros vegyületek és a poliatomikus gyökök elmélete ” című Liebig -féle Annals of Chemistry című kötetben , amely a szerves szerkezeti kémia kiindulópontja . Ebben a munkában a szén először négyértékű.

Adolf von Baeyer , Emil Fischer , August Wilhelm von Hofmann színezékek, cukrok, peptidek és alkaloidok szintézisét kutatta.

A volt vegyészek munkaidejének nagy része egy tiszta anyag izolálása volt.

A szerves anyagok anyag azonosságát forráspont , olvadáspont , oldhatóság, sűrűség, szag, szín és törésmutató segítségével ellenőriztük .

A szén alapanyaga különösen fontos lett a szerves kémia számára. A szerves kémia akkor lendült fel , amikor Friedlieb Ferdinand Runge (1795–1867) német vegyész felfedezte a fenol és az anilin anyagokat a kőszénkátrányban . William Henry Perkin - August Wilhelm von Hofmann tanítványa - 1856 -ban fedezte fel az első szintetikus festéket - mauveint . Hofmann és Emanuel Verguin bevezette a fukszint a festésbe . Johann Peter Grieß felfedezte a diazo festékeket. A szerves kémia egyre nagyobb ipari és gazdasági jelentőségre tett szert.

Az 1960 -as években a benzol vegyértékű izomerjeinek előállítását komplex szerves szintézisekkel valósították meg. Nem klasszikus karbokationt találtak korábban a 2-norbornil-kationnal, amely öt helyett öt kötést képez a többi atomhoz. 1973-ban először szintetizálták az ötszögletű-piramis alakú hexametil-benzol dikációt hatkoordinátás szénnel, amelynek szerkezetét 2016-ban kristálytudományosan bemutatták.

A szerves szintézis alapjai az iskolában és az egyetemen

A szerves kémia a tudomány egyik ága (tankönyvek, tanulmányok), amelynek alapjaihoz a 19. században csak a lakosság kis része jutott hozzá. A 20. századi oktatási reformok szinte minden diáknak tudásbázist adtak a szerves kémiából. A kémia óra lehetővé teszi a diák számára, hogy részt vegyen a kulturális oktatásban, elősegíti a vegyileg releváns kérdések osztályozásának és kontextusának megértését. Kultúránkban a politikusoknak, jogászoknak, üzleti közgazdászoknak, informatikusoknak és gépészmérnököknek alapvető ismereteikre van szükségük a szerves kémiáról a kapcsolatok jobb minősítése érdekében.

Szerves anyagok átalakulása a laboratóriumban

A múltban a szerves vegyészek tanulmányozták a tömény savak ( kénsav , salétromsav , sósav ) hatását a szerves anyagokra, például etanolra , gyapotra és benzolra .

A tömény kénsav etanolra kifejtett hatása egy új anyagot, dietil -étert hoz létre , amely teljesen más tulajdonságokkal rendelkezik, mint az etanol, és érzéstelenítőként és új oldószerként használták. A salétromsav és a kénsav gyapotra kifejtett hatása pisztolygyapotot eredményez , amelyet robbanóanyagként, lágyítóként és festékek oldószereként használtak szálakként.

A tömény kénsav és salétromsav hatására a benzol nitrobenzollá alakul . Ez az anyag redukálószerekkel, például vasporral és sósavval anilinné alakítható . Anilin volt a kiindulási anyaga számos új festéknek, amelyek növelték közösségünk jólétét.

A koncentrált kénsav gyapotra vagy fára kifejtett hatása cukormolekulákat eredményez. A szervetlen kémiához hasonlóan a szerves vegyészek is használtak bizonyos kimutatási reagenseket. A szerves vegyészek számára azonban a molekula funkcionális csoportjai nagy jelentőséggel bírnak. Aldehid csoportok lehet kimutatni a Fehling-oldatot . Funkcionális csoportok segítségével két szerves molekula összekapcsolható különböző funkciós csoportokkal, így nagyobb molekula jön létre. A szerves reakciómechanizmusok, a reagensek megválasztásának és a védőcsoportok használatának ismeretében egy szerves vegyész nagyon összetett szerves anyagokat tud előállítani. Napjainkban több mint 100 aminosavat (10 000 -nél nagyobb molekulatömegű) vagy szénhidrátot és fitonutrienseket ( terpéneket ) tartalmazó peptideket vagy fehérjéket lehet szintetizálni. 100% -os hozammal szinte semmilyen szerves reakció nem megy végbe, és gyakran váratlan mellékreakciók is előfordulnak, így összetett szintetikus alapú anyagokat csak kis mennyiségben (néhány milligrammtól több kilogrammig) állítanak elő.

Sok szerves nyersanyagot állítanak elő az iparban műanyagok, színezékek és oldószerek gyártásában nagyon nagy mennyiségben (1000-1 000 000 t). A szakosodott vállalatok az ipari termékeket finom vegyszerek gyártására használják iskolák és egyetemek számára. A szerves vegyész olyan szintetikus reagenseket szeretne, amelyek a lehető legszelektívebbek, és amelyek oxidálnak, redukálnak vagy csak egy bizonyos funkciós csoportot kötnek össze egy másik csoporttal.

A hőmérséklet hatása a szerves reakciókra

Néha az anyagcsere csak megemelt hőmérsékleten lehetséges. A magas hőmérsékletet azonban ritkán használják a szerves kémiában, mivel sok szerves anyag elpusztul a megemelkedett hőmérséklet hatására. A szerves kémia reakcióhőmérséklete ezért általában szobahőmérséklet és 150 ° C között van. Az oldószer megválasztása és forráspontja döntő a reakcióhőmérséklet beállításához. A 10 ° C -os hőmérséklet -emelkedés általában megkétszerezi a reakciósebességet ( RGT -szabály ).

Példák az olyan szerves reakciók magas hőmérséklet kialakulását aceton a kalcium-acetát és a 2,3-dimetil-butadién a pinakol .

A szerves só -kalcium -acetát kalcium -karbonátból és ecetsavból állítható elő . Ha a kalcium -acetátot kb. 400 ° C -ra melegítjük, acetont kapunk. Aceton és némi magnézium alkotják a pinakol szerves anyagot. Ha ezt az anyagot alumínium-oxiddal 450 ° C-on melegítjük, 2,3-dimetil-1,3-butadién keletkezik. A kettős kötéssel rendelkező anyagok polimerizálhatók savas vagy gyökképző anyagok hatására, így a műanyag teljesen más tulajdonságokkal rendelkezik, mint a monomer. A polimerizált 2,3-dimetil-1,3-butadién fontos szerepet játszott a korábban nagyon drága gumi helyettesítőjeként . Fritz Hofmann képes volt előállítani az első szintetikus metil-kaucsukot 2,3-dimetil-1,3-butadiénből , amely 1913-ban került piacra, amikor a természetes gumi ára elérte a kereskedelem csúcsát.

Feldolgozás a megvalósítás után

A kémiai átalakítás után a szerves kémikusnak először át kell alakítania a rendkívül reakcióképes, maró, gyúlékony anyagokat, például tömény kénsavat, nátriumot , nátrium -hidridet , lítium -alumínium -hidridet megfelelő anyagokkal ártalmatlanná. Ezt követi a szervetlen sók elválasztása, szétválasztó tölcsérben történő rázással - további szerves oldószer és vizes oldat hozzáadásával. A szerves fázist vízmentes sók, például nátrium -szulfát felett szárítjuk , az utolsó vízmaradványokat eltávolítjuk a szerves fázisból. A szerves oldószert desztillációval távolítják el - gyakran rotációs bepárlón . Az elpárologtatott maradék tartalmazza a reakcióterméket. Nagyon ritka, hogy egy szerves reakció csak egy vegyi terméket eredményez; sok esetben különböző szerves anyagok keverékei keletkeznek. Az egyes anyagokat vákuumban végzett frakcionált desztillációval vagy oszlopkromatográfiával izolálhatjuk .

Szerkezeti kémiai képlet és reakciómechanizmus

A kémiai szerkezeti képlet az anyag megismerésének alapja . Ez egy szerves molekula tervrajza. Az anyag szerkezeti képletét mindig az anyagelemzés eredményeiből kell levezetni. Az anyagelemzés legalább egy molekula megfelelő szén-, hidrogén-, oxigén- és nitrogéntartalmát tartalmazza ( elemanalízis ), a funkcionális csoportok típusát és a moláris tömeg meghatározását .

A nukleáris mágneses rezonancia spektroszkópia ( NMR spektroszkópia ) és tömegspektrométerek kereskedelmi értékesítésével az egyetemeken a hatvanas évek eleje óta jelentősen lerövidült az új, összetett szerves anyagok szerkezetének tisztázásáig eltelt idő. A kémikus a kémiai reakció reakciómechanizmusát a szerkezeti képlet szerves reakció előtti és utáni változásából vezetheti le. Minden hasonló szerkezetű szerves molekula azonos reakciókörülmények között hasonló reakcióba léphet. A reakciómechanizmusok ismeretében a vegyész szisztematikusan megtervezheti az új szerves anyagok szerkezetét.

A reakciók nagyon fontos osztálya a molekulában lévő hidrogénatom halogénnel, nitrocsoporttal, szulfoncsoporttal való helyettesítésére vonatkozik, ezt a reakciót helyettesítésnek nevezik. Ennek a reakcióosztálynak néhány példáját a szakasz elején adtuk meg. A reakciók másik fontos osztálya az elimináció . A hidroxilcsoportok és halogének eltávolítását, valamint kettős kötések képződését a molekulában eliminációnak nevezzük. A víz pinakollal 2,3-dimetil-1,3-butadiénné történő eliminálása elimináció. További nagyon fontos átalakulások a szerves molekulák oxidációja és redukciója . A nitrobenzol redukálása anilinná cink- vagy vasszűréssel sav jelenlétében, vagy az etanol acetaldehiddé vagy ecetsavvá történő oxidálása kálium -permanganát segítségével példák ezekre a reakcióosztályokra.

A szerves kémia fontossága

Eper illata és íze
A rózsa illatai
Acetilszalicilsav (aszpirin) - szinte minden gyógyszer szerves

Szerves kémiai anyagok jelen vannak szinte minden olyan termékben, amelyet naponta használunk. A festékeket képeskönyvekben, folyóiratokban, nyomtatott csomagolásokban, a műanyagokat a legtöbb fogyasztási cikkünkben szinte minden játékban, számítógépházakban, csövekben, kábelekben, hordtáskákban stb., A szerves szintetikus szálakat ruháink nagy részében , a ház homlokzatának, autóinak, a lakóterületnek a festékei , a tisztítószerek az egyszerű szappanoktól a komplex felületaktív anyagokig, speciális alkalmazásokhoz, a gyógyszerek , az élelmiszerek és virágok aromái és illatanyagai, az élelmiszer -tartósítószerek, az ioncserélők a sótalanító üzemekben. A fa és a gyapot is szerves anyagok; a természetből nyerhetők, mert bőségesek. A szerves anyagok többségét azonban szintetikus alapon - főleg kőolajból - a vegyiparnak kell előállítania . Világméretű kőolajhiány esetén más fosszilis nyersanyagokat, például szenet vagy földgázt jelenleg csak korlátozott mértékben lehetne felhasználni a mindennapi szerves anyagok előállítására. A kőolaj magas ára a szénre és földgázra épülő helyettesítési folyamatok kifejlesztésére irányuló erőfeszítésekhez vezet. A folyamatok azonban kevésbé lesznek nyereségesek, mint a kőolaj alapú eljárások. A kőolaj nagyon magas árai miatt hiány léphet fel a fogyasztási cikkek területén.

Szerves vegyipar

Alapvető vegyszerek

Az alapvető vegyi anyagok minden fontos szintetikus anyag alapját képezik. Nagy vegyipari üzemekben gyártják nyersolajból , földgázból vagy szénből .

A második világháborúig a szén volt az alapja a szerves kémia alapvető vegyszereinek. A szénből benzol , toluol és xilol - szerves festékek építőkövei - nyerhetők ki . A kalcium -karbid (ipari léptékben 1915 óta) elektromos ívvel nyerhető ki a szénből és a mészből . A kalcium -karbid acetilénné alakítható, és ekkor képezte az acetaldehid, ecetsav, aceton, butilénglikol, butadién, akrilsav és akrilnitril kiindulási anyagát Walter Reppe (Reppe Chemie) módszerrel. A szénből metanolt (szintézis Pier szerint) és dízelolajat (Bergius szerint) is nyerhettek. A második világháború után is sok alapvető vegyi anyagot készítettek szénből. 1960 és 1970 között a nyugati iparosodott országok folyamatait korszerűbb, kőolajon alapuló eljárások váltották fel.

Az ilyen rendszerek beruházási költségei jelentősek, elsősorban az ásványolajipar vállalatai vesznek részt ezen az üzleti területen. A múltban a vegyi alapanyagokat az ipari országokba szállították, ahol kémiailag alapvető vegyi anyaggá alakították át. A nyolcvanas években az USA, Japán és a Németországi Szövetségi Köztársaság voltak a legfontosabb vegyipari országok, ahol a világ szerves nyersanyag -termelésének több mint 50% -a volt. A globális kölcsönös függőségek során és gazdasági okokból sok üzem épül a nyersanyag országaiban (kőolaj és földgáz).

Nagyon fontos alapvető vegyi anyagok az etilén (19,5 millió tonna az EU-27-ben, 2011), a propén (14,3 millió t, EU-27, 2011), butadién (2,8 millió t, EU-27, 2011), metán , benzol (7,4 millió) t, EU-27, 2011), toluol (1,5 millió t., EU-27, 2011), xilol . Ezekből az alapvető vegyi anyagokból más fontos szerves nyersanyagok is előállíthatók. 2005 óta az EU -ban a bio alapanyagok értékesítési árai jelentősen ingadoztak, 2010 -ben az EU -ban jelentősen megnőttek az eladási árak.

Az ipar etilénből extrahál polietilént , vinil -acetátot (a továbbiakban polivinil -acetát, polivinil -alkohol , polivinil -acetál ), acetaldehidet , ecetsavat , diklór -etánt (a továbbiakban polivinil -klorid ), etilén -oxidot , etanolt (a továbbiakban dietil -éter ).

A propilén -társaság polipropilénből nyerjen izopropanolt (a továbbiakban aceton , ketén , ecetsavanhidrid , diketén, Essigsäureester , acetil), propilén -oxidot (a továbbiakban: poliéter -poliolok, poliuretán ), allil -kloridot (a továbbiakban: epiklórhidrin , glicerin , allil -alkohol ), akrilonitrilt (a továbbiakban: poliakrilnitril , akrilamid ), akrilsav (a továbbiakban poliakrilátok ), butanol .

Metanolt (a továbbiakban formaldehid és etilénglikol), acetilént, metil -kloridot, metilén -kloridot, kloroformot (a továbbiakban tetrafluor -etilén, teflon) és szén -tetrakloridot kapunk metánból .

Benzolból szintetizálnak etil -benzolt (a továbbiakban sztirol ), dihidroxi -benzolt ( rezorcin , hidrokinon és pirokatechol ), kumént (a továbbiakban fenol ), nitrobenzolt (a továbbiakban anilin , színezékek ), ciklohexánt (a továbbiakban ciklohexanon , adipinsav , nejlon ). Tereftálsavat és ftálsavanhidridet xilolból lehet előállítani.

Ipari termékek, speciális termékek

Ez a felhajtóerő habosított polisztirolból készül , színes polietilénbe burkolva , mindkettő műanyag.

Az ipari termékek túlnyomórészt szerves anyagok keverékei, amelyeket alkalmazásspecifikus gyártásra készítettek. Az ipari termékeket nagyon nagy mennyiségben (akár több millió tonna) gyártja a vegyipar, ezekkel a termékekkel a nyersanyagköltségek nagyon meghatározóak az eladási ár szempontjából.

Fontos szerves ipari termékek: mesterséges szálak , műanyagok , színezékek , gumi , oldószerek , tenzidek . A műanyagok értékesítése jelentősen csökkent 2009 óta.

A speciális termékek olyan szerves anyagok, amelyeket az ipari termékekhez képest lényegesen kisebb mennyiségben állítanak elő. Az eladási ár kevésbé függ a nyersanyagköltségektől. Ebbe a csoportba tartoznak például a gyógyszerek , aromák és illatanyagok , enzimek , festékek , fertőtlenítőszerek , diagnosztika , ioncserélő gyanták , ragasztók , herbicidek , peszticidek , mosószerek .

Anyagcsoportok a szerves kémiában

Két lehetőség van az egyes anyagok szerves kémiában történő szisztematikus osztályozására anyagcsoportokba:

Osztályozás funkcionális csoportok szerint

Osztályozás szénszerkezet szerint

Ciklohexán , telített, ciklikus alifás

Reakciók

Lásd a reakció mechanizmusát

A szerves kémia reakciói nagyrészt a következő alaptípusokba sorolhatók:

Ezenkívül sok reakciót felfedezőjük nevével ismerünk (lásd a névreakciók listáját ).

A képződött kötés vagy építőelem típusa szerinti osztályozás megtalálható a szerves kémia reakcióinak listájában .

Szerves analitikai kémia

A szerves analitikai kémia szerves anyagok vizsgálatával foglalkozik. Lehet kb

  • Az anyagok azonosítása ( észlelés );
  • szennyeződések jelenlétének vagy hiányának bizonyítása az anyagokban ( tisztaság meghatározása );
  • az anyagok arányának meghatározása a keverékekben ( keverék );
  • az anyagok molekuláris szerkezetének tisztázására ( szerkezet -tisztázás ).

A kimutatás és a tisztaság meghatározásának ( kvalitatív elemzés ) fontos módszerei a klasszikus nedves kémiai szín- és kicsapási reakciók, biokémiai immunvizsgálati módszerek és számos kromatográfiai módszer .

Az arányok meghatározása a keverékekben ( kvantitatív elemzés ) lehetséges különböző végpontkijelzőkkel végzett nedves kémiai titrálással , biokémiai immunvizsgálati eljárásokkal , nagyszámú kromatográfiás eljárással, valamint spektroszkópiás módszerekkel, amelyek közül sok a szerkezet felderítésére is használatos. mint infravörös spektroszkópia (IR), nukleáris mágneses rezonancia spektroszkópia (NMR), Raman spektroszkópia , UV spektroszkópia . A jellegzetes kémiai reakciókon kívül röntgendiffrakciós analízist és tömegspektrometriát (MS) használnak a szerkezet meghatározására.

irodalom

  • Carl Schorlemmer : A szerves kémia eredete és fejlődése , Academic Publishing Company Geest & Portig, Lipcse, 1984.
  • H. Hart, LE Craine, DJ Hart, CM Hadad, N. Kindler: Szerves kémia . 3. kiadás Wiley-VCH, Weinheim 2007, ISBN 978-3-527-31801-8 .
  • KPC Vollhardt és NE Schore: Szerves kémia . 4. kiadás, Wiley-VCH, Weinheim 2005, ISBN 978-3-527-31380-8 .
  • Heinz A. Staab : Száz év szerves szerkezeti kémia. Angewandte Chemie 70 (2), 37-41 (1958), doi : 10.1002 / anie.19580700202 .
  • Joachim Buddrus: A szerves kémia alapjai , Walter de Gruyter, Berlin-New York, 3. kiadás, 2003, ISBN 978-3-11-014683-7 .
  • Hartmut Laatsch: A szerves elválasztás elemzésének technikája , Georg Thieme Verlag Stuttgart / New York 1988, ISBN 3-13-722801-8 .
  • dtv-atlas kémia (Hans Breuer): 2. kötet: Szerves kémia és műanyagok , 9. kiadás, 2006, Deutscher Taschenbuch Verlag, ISBN 3-423-03218-9 .
  • RL Shriner, RC Fuson, DY Curtin, TC Morrill: The Systematic Identification of Organic Compounds-laboratóriumi kézikönyv 6. kiadás, John Wiley & Sons New York / Chichester / Brisbane / Toronto 1980, ISBN 0-471-78874-0 .

web Linkek

Wikikönyvek: Szerves kémia diákoknak  - Tanulási és tananyagok
Wikikönyvek: Szerves kémia  - Tanulási és tanítási anyagok
Wikiszótár: szerves kémia  - jelentésmagyarázatok, szó eredet, szinonimák, fordítások
Commons : Organic Compound  - képek, videók és hangfájlok gyűjteménye

Egyéni bizonyíték

  1. Furni Novi Philosophici I, 1648-1650 Amszterdam, 66.
  2. Furni Novi Philosophici I, 1648-1650 Amszterdam, 77.
  3. Furni Novi Philosophici I, 1648-1650 Amszterdam, 99.
  4. Furni Novi Philosophici II, Amszterdam 1648–1650, 181.
  5. Furni Novi Philosophici II, Amszterdam 1648–1650, 71.
  6. Opera Chymica I, 50
  7. Pogg. Ann. 31, 1-43 (1831)].
  8. Otto Westphal , Theodor Wieland , Heinrich Huebschmann: életszabályozó . Hormonokból, vitaminokból, erjesztőkből és egyéb hatóanyagokból. Societäts-Verlag, Frankfurt am Main 1941 (= Frankfurter Bücher. Kutatás és élet. 1. kötet), 38. o.
  9. Gilberts Ann. 40 , 247.
  10. Ann. Chim.Phys. 24 , 264.
  11. Pogg. Ann. 12 , 253 (1828)].
  12. Hermann Kolbe, A szerves és szervetlen vegyületek természetes kapcsolatáról, a szerves kémiai testek természetes osztályozásának tudományos alapja Ann. Chem. 113 , 1860, 293.
  13. Friedrich August Kekulé: A páros vegyületekről és a poliatomi gyökök elméletéről . In: Liebigs Annalen der Chemie 104/2, 1857, 129-256. O., Doi : 10.1002 / jlac.18571040202
  14. Moritz Malischewski, K. Seppelt: Az ötszögletű-piramisszerű hexametil-benzol dikció molekuláris szerkezete a kristályban. In: Angewandte Chemie, 129., 2017., 374. o., Doi : 10.1002 / anie.201608795 .
  15. Hans-Bernd Amecke: A vegyipar áttekintése, 74-75. O., VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 1987, ISBN 3-527-26540-6 .
  16. Európai Bizottság: Eurostat .
  17. VCI: Prospektusok és szórólapok .
  18. Hans-Bernd Amecke: Vegyipar röviden, 74-85. O., VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 1987 ISBN 3-527-26540-6 .
  19. Hans-Bernd Amecke: A vegyipar áttekintése, 109–129. O., VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 1987 ISBN 3-527-26540-6 .