1850年頃、有機化学は生物からの化合物の化学として定義され、「有機」という用語が生まれた.この定義は、化学者が実験室で新しい化合物を合成していた 1900 年に古く感じられました。これらの新しい化合物の多くは、生物とは何の関係もありませんでした。今日では、炭素化合物の化学的性質として定義されています。この定義は、二酸化炭素、炭酸ナトリウム、シアン化カリウムなどの炭素化合物の一部が無機物と見なされることを考慮すると、あまり正しくありません。それにもかかわらず、すべての化合物には炭素元素が含まれているため、この定義が受け入れられました。
したがって、有機化学薬品の元素としての炭素は、周期表に書かれた束元素の 1 つです。その化合物が有機化学の研究における主要な細分化を正当化するほど、炭素には何が非常にユニークなのでしょうか?その答えは、炭素は他の炭素原子や他の元素の原子とさまざまな方法で共有結合することができ、ほぼ無限の数の異なる化合物につながるということです。これらの化合物は、天然ガスと湿地ガスの主成分である単純な化合物メタン (CH4) から、生物系の遺伝コードのキャリアである非常に複雑な核酸まで、複雑さの範囲に及びます。
一方、有機化学の知識は多くの科学者にとって不可欠です。たとえば、生物系は主に水と有機化合物で構成されているため、植物、動物、または微生物に関するほとんどすべての研究分野は、有機化学の原理に依存しています。これらの研究分野には、医学、医学、生化学、微生物学、農業、その他多くの科学が含まれます。
しかし、有機化学に依存する分野は上に書いた分野だけではなく、有機化合物であるプラスチックや合成繊維なども有機化学に依存しています。石油や天然ガスは、植物が分解してできた炭素化合物や水素が大部分を占めています。石炭は、炭素の化合物と水素の化合物が結合した炭素元素の混合物です。
- Bsc Chemistry 後の機会
- 植物用窒素
一方、化学部門の 1 つに有機化学があります。したがって、以下で説明する有機化学には 5 つのサブブランチがあります。
1.立体化学
立体化学は、3 次元の分子に関する研究です。これは、分子内の原子が他の原子に対してどのように空間に配置されるかということです。立体化学に関する 3 つの側面は次のとおりです。
<オール>また、詳しい説明については、以下の記事をご覧ください:
- アルケンの幾何異性体
構造異性とは、パターンは同じだが原子の順序が異なる分子の化合物として定義されます。構造異性は、異性の一種です。 2 番目のタイプの異性は幾何異性であり、これは分子の剛性が原因であり、アルケンと環状化合物の 2 つのクラスの化合物にのみ見られます。
分子は静的な粒子ではなく、動き回ったり、回転したり、回転したり、曲げたりします。シグマ結合でしか結合していない原子や基は回転することができ、分子の形は常に変化しています。しかし、二重結合でくっついたグループは、パイ結合を切らなければ回転できません。約 68 kcal/mol のパイ結合を切断するのに必要なエネルギーは、室温では分子には利用できません。このパイ結合の剛性のため、結合基がパイ炭素結合に結合すると、空間内で互いに相対的にとどまります。
通常、炭素spであるかのように書かれたアルケン構造 原子とそれに付随する原子はすべて紙面内にあります。この説明では、パイボンドの 1 つのローブが紙の上にあり、他のローブが紙の下にあり、上部ローブで覆われていると想像できます。
- 開鎖化合物のコンフォメーション
開鎖化合物では、シグマ結合によって結合された基がその結合の周りを回転できます。そのため、開鎖の原子は、別の原子に対して空間内で無限の位置を持つ可能性があります。エタンが小さな分子であることは事実ですが、エタンはコンフォメーションと呼ばれる空間で異なる配置を持つことができます.
確認を説明するために、次元の公式、球と棒の公式、ニューマン射影の 3 つの異なる公式を使用します。化合物分子の 3 次元モデルを表すために使用される次元式とボールスティック式。ニューマン射影は、分子内の 2 つの炭素の上からつま先までを描くことができます。その射影では 2 つの炭素しか表示できないため、1 つの分子に対して複数のニューマン射影を描くことができます。たとえば、3-クロロ-1-プロパノールの 2 つの射影を描くことができます。
- 物体と分子のキラリティー
左手を見て、鏡の近くに置きます。手はその鏡像と重ね合わせることができません。その左手を鏡の前に置くと、鏡の画像は右手のように見えます.
鏡像に重ね合わせることができないオブジェクトは、キラルであると言われます(ギリシャのcheir 、「利き手」) 手、手袋、靴はすべてキラルです。右利きと左利きの同じ原則が分子にも適用されます。分子はその反射に課すことはできません。キラルです。
キラル分子と分子反射を重ね合わせることができる分子は同じ化合物です。それらは互いに異性体ではありません。しかし、その反射と重ね合わせることができないキラル分子は、これらの化合物は異なる化合物であり、鏡像異性体と呼ばれる対の立体異性体になります。 鏡像異性体のカップルは、重ね合わせることができない互いに反射している異性体のカップルです。
2.医化学
医化学または一般的に製薬として知られているのは、有機化学、薬理学、および医薬品の設計、合成、開発に関する化学と薬学を含むさまざまな生物学分野の学際的な混合物です。
率直に言って、低分子有機分子に焦点を当てた医化学は、生物活性に関連して開発中の既存の薬物および薬剤の研究の合成的および計算的側面を含めることにより、新しい治療薬を作成および開発することを目的とした合成有機化学を含みます.
最後に、この分野は、医学の目的として病気を治すのではなく、健康を維持することに焦点を当て、医学の品質面に関係しています.
3.有機金属化学
有機金属はルイス C. カデットによってメチルヒ素化合物を合成する際に開発されましたが、究極のサブフィールドとしての有機金属の最終的な認識はエルンスト フィッシャーにあり、ジェフリー ウィルキンソンはメタロセンの研究でノーベル賞を受賞しました。有機金属化学は、有機化合物の金属原子と炭素原子の間に少なくとも 1 つの結合を含む化合物に関する研究です。この化合物における金属元素という用語には、実際には金属ではなく半金属であるケイ素やホウ素などの元素が含まれます。
有機金属化学は、その側面として有機化学と無機化学を組み合わせたものです。石油の生産や有機ポリマーの生産など、生命の触媒として一般的に使用される有機金属化合物。
有機金属化合物は、炭素が金属原子に直接結合している化合物として定義されます。有機金属化合物の例は、水銀、亜鉛、鉛、マグネシウム、またはリチウムであり、上記の半金属です。有機金属化合物も自然界に存在し、有機鉛や有機水銀化合物など、人間の生命に有害なものもあります。
4.物理有機化学
物理有機化学という用語は、1940 年にルイ ハメットの本のタイトルとして初めて登場しました。物理学と有機化学に関するこの研究は、化学構造と反応性の関係を見つけるために物理学のツールを使用することに焦点を当てています。つまり、この研究は、物理化学から有機分子の研究まで。
したがって、この研究には、電気および光化学、ポリマーおよび超分子化学、生物有機化学、酵素学、化学生物学などのいくつかの用途があり、プロセス化学、化学工学、材料科学およびナノテクノロジー、創薬を含む営利企業にも適用されます。
物理有機化学の科学者は、研究研究において理論的アプローチと実験的アプローチの両方を使用します。有機反応の速度と出発物質、遷移状態、および生成物の相対的な化学的安定性の両方を研究するために、分光法、分光分析、結晶学、計算化学、量子論などの分野を研究します。
5.高分子化学
ポリマー化学は、1777 年に Henri Braconnot の研究で初めて導入され、ニトロセルロースを生成し、1846 年に Christian Schönbein によって開発され、セルロイドの発見につながりました。何十年にもわたって研究されてきましたが、1940 年にドイツのフライブルクにポリマー化学または既知の高分子化学の研究に集中する「Institut fur Makromolekulare Chemie」が設立されるまで、大学が教育と研究を導入するまでにはもう少し長い時間が必要でした。 1 年後、アメリカに PRI (Polymer Research Intitute) が設立されました。
ポリマー化学自体は、化学合成、化学構造、および高分子に焦点を当てた学際的な研究です。 IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) によると、ポリマー研究は材料の特性を説明します。高分子は、化学のドメインである個々の分子鎖を指します。
ポリマーには2つの主要な分類があります。最初は、構造タンパク質、酵素、ホルモン、セルロース、DNA、RNAなどの人間の生活に自然に見られるバイオポリマーです。もう1つは、実験室で開発された熱可塑性樹脂、テフロンなどの合成ポリマーです。 、ポリスチレン、ケブラー、ベークライト、加硫ゴムなどの熱硬化性プラスチック。
有機化合物の分類
一方、有機化学の分類は次のとおりです。
<強い>1.官能基
官能基は、有機化合物を分類する上で非常に重要です。官能基は、1 つの化合物の特性を予測するために化学構造が異なるためです。官能基は、1 つの化合物の物理的特性と化学的特性に影響を与えます。分子は、官能基ベースによって異なります。たとえば、C-O-H のサブユニットを持つアルコールは、すべてのアルコールが親水性を持つ傾向があり、通常はエーテルを形成することを意味します。
<強い>2.脂肪族化合物
炭化水素脂肪族はその飽和度によって異なります:
- 二重結合または三重結合を持たないパラフィン/アルカン
- 1 つまたは複数の二重結合を含むアルケン (ジオレフィンやポリオレフィンなど)。
- 1 つまたは複数の三重結合を持つアルキン
彩度による分類に加えて、官能基による区別も可能です。
<強い>3.芳香族化合物
芳香族炭化水素には、共役二重結合が含まれています。これは、環上のすべての炭素原子が SP によってハイブリダイズすることを意味し、これにより安定性が向上します。芳香族化合物の最も一般的な例は、ケクレによって構造化されたベンゼナです。
<強い>4.複素環化合物
ヘテロ環化合物の特性は、環の外側 (環外) または環の内側 (環内) に付着する置換基として現れる可能性のある内部にヘテロ原子がある場合に変化します。ピリジナとフランは芳香族複素環ですが、ピペリジナとテトラヒドロフランは非環式複素環です。
<強い>5.ポリマー
炭素の最も重要な特性の 1 つは、結合を介してチェーンまたはウェブに結合する準備ができていることです。この結合プロセスはポリマー化と呼ばれ、ポリマーと呼ばれるチェーンまたはウェブが形成されます。モノマーと呼ばれるポリマーの元となる化合物。
上記のように、バイオと合成の2つの主要なポリマーがあります。業界のニーズを満たすために作成および使用される合成ポリマー。そのため、業界ポリマーとも呼ばれます。それ以外の場合、バイオポリマーは人間の干渉なしに自然に現れます。
産業における有機化学の応用
有機化学は多くの元素の基本化合物として機能するため、有機化学が関与する多くの産業があります。
<強い>1.バイオテクノロジー
バイオテクノロジー産業では、特定の製品を作成するための研究としてバイオまたは有機物が含まれます。有機化学は、バイオテクノロジーの製品を生み出す上で重要な役割を果たしています。たとえば、植物の遺伝子を改変する栽培植物では、植物の DNA の化学反応を説明する有機化学の分野が必要です。植物を栽培した結果、病気に強い種子、特定の特性でコーティングされた種子、干ばつに強い植物ができます。
バイオテクノロジー産業は、高度な研究開発が必要な産業であると同時に、人類文明の発展の一端を担っている産業でもあります。なんで？その根底にあるのは技術であるため、この業界に携わる企業は常に研究開発を行い、他社との競争力を強化する必要があります。バイオテクノロジー企業の例:GenenTech、Monsanto、Dow AgroSciences、Cargill。
<強い>2.化学品
前述のように、実験室での開発により、人間は化学工業製品の 1 つである有機化合物を合成できるようになりました。化学製品は、人間のニーズに直接関与するのではなく、石油、天然ガス、水、金属、鉱物など、人間が必要とする 70,000 を超えるさまざまな製品を生み出す他の産業のサポーターとして関与しているため、現在、人間の繁栄にとって主要な役割の 1 つとなっています。
さらに、75% 以上の工業製品はポリマーとプラスチックであり、有機化学ドメインの一部です。 BASF、Bayer、Braskem、Celanese、Dow、DuPont、Eastman などの化学会社をご存知かもしれません。したがって、化学物質のリストも読むことができます。
<強い>3.消費財
有機化学はこの業界で重要な役割を果たしており、石鹸、洗剤、洗浄剤、プラスチック製品、化粧品などの製品は、この素晴らしい分野の原理によって作られています。この業界に取り組んでいる企業の例:Johnson &Johnson、Unilever、P&G
<強い>4.石油
石油産業は、地中から石油を見つけ出し、枯渇するまで探査するだけではありません。地球からブラック ゴールドを採取する能力は、石油産業には含まれず、探査請負業者として含まれる可能性があります。
石油会社は、地球の腹から原油を抽出し、石油を精製し、輸送し、石油を使用可能な製品として販売することに取り組んでいます。しかし、ここでの本当の問題は、「役に立たない」油を直接消費できるものに変換する方法です。これは変換プロセスと呼ばれます。プロセスとは、一般的に科学を適用して油を消費可能なものに「調理」し、付加価値を持たせることを意味するためです。科学を具体的に適用することは、一般的な化学、特に有機化学のプリンシパルと研究を適用して優れた製品を作成し、消耗品の基準を満たすことができるようにすることです.
どうやら化学の道具を備えた石油は、以前考えられていたようにガソリンを生産するだけでなく、農業用の肥料、ウイルスを除去するための殺虫剤、そして地球上で最も消費されるプラスチックを生産することもできます.そのため、石油原料に有機化学を適用して製造される製品は非常に多種多様です。この業界に関与している企業には、ExxonMobil、Shell Chemicals、Chevron Phillips Chemcial Company、BP などがあります。
<強い>5.医薬品
私たちが知っているように、この業界は主に、人間または動物の医学的理由で使用するために認可された医薬品または医薬品を製造しています。前述のように、有機化学の分野の 1 つは医学化学であり、その研究の焦点は、病気を治す方向ではなく、健康を維持する方向にある医薬品を製造することです。
この業界の企業には主に 2 つの方向性があります。1 つ目は医薬品を製造し、独自のブランドで販売する企業、またはブランド医薬品として知られている企業であり、もう 1 つは医薬品素材の名前で製品または医薬品を販売する企業、つまり化学的に等価な企業です。 、ブランド薬の低価格バージョン、またはジェネリック医薬品として知られているもの.
製薬会社には多くの課題があります。そのうちの 1 つは、特許取得、試験、安全性保証、有効性、監視、およびマーケティングに関する国固有の法律および規制です。これは、一部の国の政府が、死亡またはさらに悪いことに死に至る可能性のある偽造薬から国民を保護するというコミットメントとして発生します.
それにもかかわらず、医薬品を合成するプロセスには、それを作成および開発する際に有機化学の規律が必要です。そのため、この業界では有機化学が非常に重要であると考えられています。
一方、有機化学は、学ぶことが重要な化学の分野の 1 つです。したがって、有機化学には 5 つのサブブランチがあり、サブブランチがあり、この分野は人々の生活を充実させるために採用されています。多くの産業では、有機化学分野で多くの製品を合成していました。そのため、日常生活における化学の知識は重要です。
以下も検索できます:
- 生化学の分野
- 物理化学の分野
- 分析化学の分野
- 無機化学の分野
