Тема № 6. Природа органических соединений. Их классификация и номенклатура.

План:

1. Органическая химия как наука.

2. Основные источники органического материала

3. Классификация о.с.

1. Органическая химия как наука

Среди элементов Периодической системы Д.И. Менделеева углерод занимает особое место. Это связано с тем, что его атомы, обладая способностью образовывать между собой достаточно прочные ковалентные связи, служат как бы кирпичиками, из которых строятся углеродные скелеты – прямые и разветвленные цепи, различные циклы, объемные структуры – бесчисленное множество молекул.

Возможность варьировать число и взаимное расположение атомов в углеродном скелете, а также число и взаимное расположение заместителей приводят к тому, что можно сконструировать сколь угодно большое число соединений углерода.

Это явилось одной из причин, заставивших выделить химию последних в отдельную науку – органическая химия - изучающая химические и физико-химические свойства соединений углерода с другими элементами (органических соединений).

Т.о. многообразие и громадное число органических соединений определяет значение о.х. как крупнейшего раздела современной химии, хотя и достаточно молодого. Не менее 90% всех известных в настоящее время химических соединений являются органическими соединениями (около 11 миллионов).

Современную цивилизацию было бы весьма трудно представить без применения органических веществ. Практически все, на что мы бросаем взгляд, является продуктом органического синтеза(ОС) – основа органической химии.Благодаря постоянному развитию ОС за последнее время получены такие важные для цивилизации соединения как нуклеиновые кислоты, витамины, гормоны, биополимеры, пигменты, лекарственные вещества, алкалоиды, полупроводники и т.д.

2. Основные источники органического материала

Основным источником сырья для органического синтеза и органики вообще являются нефть, природный газ и уголь. Перспективным источником органического сырья является мировой океан, поскольку в морских растениях и планктоне содержится основная масса органических соединений нашей планеты.

Нефть – природная жидкая смесь углеводородов различного строения с примесями других органических соединений, относящихся к иным классам о.с. Нефть представляет собой маслянистую жидкость от коричневого до черного цвета, не растворяющуюся в воде. Подавляющее большинство добытой нефти перерабатывается в топливо и смазочные материалы и используется соответственно (около 90 %). Остальное количество нефти используется в основном в промышленном органическом синтезе.

Нефть состоит из смеси алкановых, циклоалкановых и ароматических углефодородов, а также аленовых и алкиновых производных. По мимо углеводородов нефть содержит кислород-, азот- и серосодержащие о.с.: органические кислоты, эфиры, меркаптаны (тиоэфиры), фенолы, гетероциклические соединения. В нефти содержится также растворенные газы, вода и минеральные (неорганические) примеси. В зависимости от географического расположения источника нефть может содержать свои компоненты в различном соотношении. В одном источнике больше всего алкановых углеводородо, в другом - ароматических, в третей больше циклоалканов. Нефти эти конечно же различаются и по содержанию примесей, например сернистых соединений. Из разных нефтей производят те или иные сорта топлив.

Природный газ содержит от 80 до 97% метана, 0.5-4% этана, до 1.5% пропана, азот и примеси других газов. Из природного газа производят добычу ацетилена, синтез-газа (СО и Н₂) водород, газовую сажу, хлорпроизводные алконов и т.п. Ректификацией при низких температурах из природного газа выделяют этан, пропан, бутан, которые применяют в основном, как топливо и как сырье для органического синтеза.

Каменный и бурый уголь – основное сырье для добычи ароматических углеводородов и гетероциклических о.с.