Класифікація органічних сполук

Сучасна класифікація органічних сполук базується на теорії хімічної будови. В основу класифікації покладено особливості будови вуглецевого ланцюга вуглеводнів, оскільки вони прості за складом і в більшості відомих органічних речовин вуглеводневі радикали становлять основну частину молекули.

Залежно від будови вуглецевого ланцюга органічні сполуки поділяються на дві великі групи: ациклічні і циклічні. Ациклічні сполуки називають ще сполуками жирного ряду, або аліфатичними. Ациклічні сполуки поділяються на насичені вуглеводні гомологічного ряду метану і ненасичені сполуки, в молекулах яких між вуглецевими атомами є кратні (подвійні або потрійні) зв’язки.

Циклічні сполуки поділяють на карбоциклічні (цикли складаються тільки з атомів вуглецю) та гетероциклічні (в цикли, крім атомів вуглецю, входять інші атоми, найчастіше азоту, сірки, кисню). Карбоциклічні органічні сполуки, в свою чергу, поділяються на аліциклічні і ароматичні. До аліциклічних сполук належать всі карбоциклічні вуглеводні крім ароматичних сполук, до ароматичних – бензол, нафталін, антрацен тощо та їх похідні.

2. Алкани, насичені вуглеводні – насичені ациклічні вуглеводні, що мають загальну формулу C_nH_2n+2, їх також називають парафінами. Алкани складають значну частину вуглеводнів нафт і природних горючих газів. За агрегатним складом алкани діляться на газоподібні (С₁-С₄), рідкі (С₅-С₁₇) і тверді (починаючи з С₁₈), що кристалізуються при 200°C.

Алкени – ненасичені ациклічні вуглеводи, називані також олефінами, що мають загальну формулу C_nH_2n. Алкени мають один або більше подвійних зв’язків між атомами вуглецю, тому називаються ненасиченими. Інша назва – олефіни. Перші три члени ряду олефінів є газами, далі йдуть рідини, що не змішуються з водою; вищі олефіни – це тверді речовини.

Алкіни, ацетиленові вуглеводні, члени групи вуглеводнів із загальною формулою C_nH_2n-2, називаються також ацетиленами, ненасичені сполуки; характеризуються одним чи більше потрійними зв’язками між атомами вуглецю. Легкі алкіни – гази, більш важкі – рідини або тверді речовини.

Алкадієни – ненасичені аліфатичні вуглеводні, з загальною формулою C_nH_2n-2. Алкадієни містять два подвійних зв’язки між атомами вуглецю.

Арени – органічні сполуки, які належать до класу карбоциклічних сполук. У складі молекули ароматичних вуглеводнів є одна або кілька груп з 6 атомів вуглецю, сполучених у кільце простими і подвійними зв’язками. Моноциклічні (одноколові: бензен, толуен) арени – безбарвні рідини зі специфічним запахом, леткі, вогненебезпечні, легші за воду, не розчиняються в ній. Добре розчиняються в органічних розчинниках, є розчинниками для багатьох органічних речовин.

3. Спирти – похідні вуглеводнів, у молекулах яких один або кілька атомів Гідрогену заміщені гідроксильними групами (–OH). Гідроксильну групу зв’язану з sp³-гібридизованим атомом Карбону називають спиртовою.

Феноли – клас хімічних сполук, у молекулах яких присутня гідроксильна група (–OH), приєднана до ароматичної групи. Найпростішим з класу є фенол (C₆H₅OH). Застосовують феноли у виробництві синтетичних смол, поліамідів та інших полімерів, лікарських препаратів, барвників, поверхнево-активних речовин, антиоксидантів.

Альдегіди – аліфатичні та ароматичні органічні хімічні сполуки, що містять альдегідну групу НС=О Назва утворена від алкоголю дегідратацій, тобто алкоголю, з якого вилучений водень. Аліфатичні альдегіди – це зазвичай рідини, наприклад, метаналь (формальдегід), етаналь (ацетальдегід). Ароматичні представники цього класу можуть бути як рідкими (бензальдегід), так і твердими (ванілін).

Карбонові кислоти – органічні сполуки, що містять одну або декілька карбоксильних груп СООН. За кількістю цих груп розрізняють одноосновні (бензойна, оцтова кислота), двоосновні (щавлева, фталева, азелаїнова кислота) та багатоосновні (лимонна) карбонові кислоти. До складу карбонових кислот можуть входити також інші функціональні групи, наприклад, –ОН, –NH₂, C=O.

Естери (також складні ефіри) – клас органічних сполук, похідні карбонових або мінеральних кислот, в яких атом водню в гідроксильній (ОН) групі заміщено на органічний радикал (R'). За своєю будовою естери на перший погляд схожі з солями. Насправді ж схожість тут лише формальна. Зв’язок між вуглеводневим радикалом, тобто залишком, який виходить, якщо відняти від молекули вуглеводню один атом водню, і рештою частини молекули в естері ковалентний, а не іонний, як у солях.

Жири – велика група органічних сполук, як правило, розчинні в органічних розчинниках, як правило не розчиняються у воді, і під звичайним тиском їх не можна перегнати, не розклавши. Містяться у тваринних і рослинних організмах. Кожна молекула рослинного або тваринного жиру являє собою змішаний естер гліцерину. Такий жир може бути моно-, ді- та тригліцеридом різних органічних кислот.

Вуглеводи – органічні сполуки з емпіричною формулою C_m(H₂O)_n, до складу яких входять тільки Карбон, Оксиген та Гідроген. Вуглеводи є складовою частиною клітин усіх живих організмів. Здебільшого вуглеводи є сполуками рослинного походження – це продукти фотосинтезу, і таким чином вони є базовою ланкою у трансформації сонячної енергії у хімічну для забезпечення життя на Землі.

4. Аміни – нітрогеновмісні органічні хімічні сполуки, похідні амоніаку (NH₃), в якому атоми гідрогену заміщені однією чи багатьма групами інших атомів – вуглеводневими радикалами. Якщо амін створений заміщенням одного атома гідрогену в NH₃, він називається первинним аміном (формула RNH₂), якщо двох – вторинним аміном (R₂NH), а якщо трьох – третинним аміном (R₃N).

Амінокислота – органічна сполука, молекули якої одночасно містять аміно- (–NH₂) та карбоксильну (–СООН) групи. Амінокислоти є мономерними одиницями білків, у складі яких залишки амінокислот з’єднані пептидними зв’язками. Більшість білків побудовані із комбінації дев’ятнадцяти «первинних» амінокислот, тобто таких, що містять первинну аміногрупу, і однієї «вторинної» амінокислоти або амінокислоти (містить вторинну аміногрупу) проліну, що кодуються генетичним кодом.

Білки – складні високомолекулярні природні органічні речовини, що складаються з амінокислот, сполучених пептидними зв’язками. В однині (білок) термін найчастіше використовується для посилання на білок, як речовину, коли не важливий її конкретний склад, та на окремі молекули або типи білків, у множині (білки) – для посилання на деяку кількість білків, коли точний склад важливий.

Зазвичай білки є лінійними полімерами – поліпептидами, хоча інколи мають складнішу структуру.