شیمی آلی زیر مجموعه‌ای از دانش شیمی است که دربارهٔ ترکیبات کربن یا مواد آلی سخن می‌گوید، عنصر اصلی که با کربن ترکیبات آلی را تشکیل می‌دهند، هیدروژن می‌باشد.

در گذشته به موادی که ریشه گیاهی یا حیوانی داشتند، مواد آلی (ارگانیک) می‌گفتند اما امروزه مواد آلی را می‌توان از طریق روش‌های صنعتی و آزمایشگاهی و به کمک مواد معدنی نیز سنتز کرد. در فرهنگ های فارسی معنای کلمه «آلی» منسوب به آلت و هر موجودی که دارای آلات (اعضا) مختلف باشد آماده است. همچنین ترکیبات آلیفاتیک نام شاخه ای از ترکیبات شیمی آلی است.

موادی که از منابع آلی بدست می‌آیند، در یک ویژگی مشترک هستند و آن اشتراک در دارا بودن عنصر کربن است. دو منبع بزرگ مواد آلی که از آنها مواد آلی با ترکیبات ساده، تأمین می‌شوند،نفت و زغال سنگ هستند، این دو ماده فسیلی در مفهوم قدیمی آلی بوده و حاصل تجزیه جانوران و گیاهان هستند. این ترکیبات ساده به عنوان مصالح ساختمانی، در ساختن ترکیبات بزرگتر و پیچیده‌تر مصرف می‌گردند. شیمی آلی، شیمی ترکیبات کربن با سایر عناصر به ویژه هیدروژن،اکسیژن، نیتروژن، هالوژن‌ها و غیر فلزات دیگر نظیر گوگرد و فسفر است. هم‌چنین فلزاتی مثلمنیزیم، مس وپالادیم هم در برخس ترکیب‌های آلی حضور دارند. الکل‌ها،اترها، هیدروکربن‌ها،آلدئیدها، کتون‌ها، کربوکسیلیک اسیدها، ترکیبات آلیفاتیک حلقوی، ترکیبات آروماتیک (مانندبنزن)، آمین‌ها، فنل‌ها، درشت مولکول‌ها و بسپارها (پلیمر) و نظیر آنها جزء مواد آلی بوده و مباحث شیمی آلی را به خود اختصاص داده‌اند. امروزه از مواد آلی و دانش شیمی آلی در رنگ سازی، کاغذ و جوهرسازی، مواد غذایی، پوشاک، پتروشیمی، مواد پلاستیکی ولاستیکی،داروسازی،پزشکی و ده‌ها صنعت دیگر بهره می‌برند. افزون بر بیست میلیون ترکیب شناخته شدۀ کربن وجود دارد و هر ساله نیم میلیونملکول جدید به خانواده مواد آلی اضافه می‌شوند. شیمی آلی شالوده زیست‌شناسی و پزشکی است. ساختمان موجودات زنده به غیر از آب، عمدتاً از مواد آلی ساخته شده‌اند، مولکول‌های مورد بحث در زیست‌شناسی مولکولی همان مولکول‌های آلی هستند. امروزه ما در عصر کربن زندگی می‌کنیم، هر روزه روزنامه‌ها و مجلات، ذهن ما را متوجه ترکیبات کربن نظیر کلسترول، چربی‌های اشباع نشده، هورمون‌ها، استروئیدها، حشره کش‌ها و فرومون‌ها می‌نماید. در دهه‌های گذشته به خاطر نفت، جنگ‌های متعددی راه افتاده است، همچنین دو فاجعه نازک شدن لایه اوزون که عمدتاً به خاطر وجود کلروفلوئوروکربن‌ها می‌باشد و پدیده گازهای گلخانه‌ای که ناشی از حضور متان، کلروفلوئوروکربن‌ها و دی‌اکسید کربن است، زندگی انسان‌ها را به خطر انداخته است.

 

مواد آلی در شیمی آلی

مواد آلی دارای گستره‌ای بزرگ می‌باشند و بسیار متفاوت و متنوع هستند. از این دسته مواد می‌توان، پارافین‌ها، روغن‌ها، هیدرو کربن‌ها، الفین‌ها، استیلن‌ها، ترپن‌ها، الکل‌ها، اسیدهای کربوکسیلیک،استرها، اترها، اپوکسیدها، آلدئیدها، کتون‌ها، آمین‌ها، آمیدها، ترکیبات آروماتیک، اسیدهای آلی، ایزوسیونات‌ها، محصولات استخلافی بنزن، الیاف نساجی، رنگ‌های رنگرزی و صنعتی و ... را نام برد.

ترکیبات هیدرو کربنی

برخی از ترکیبات آلی فقط شامل دو عنصر، هیدروژن و کربن هستند و از این رو به عنوان هیدرو کربن شناخته می‌شوند. هیدرو کربن‌ها بر اساس ساختمانشان، به دو دسته اصلی، آلیفاتیک و آروماتیک تقسیم می‌شوند. هیدرو کربن‌های آلیفاتیک خود به گروه‌های آلکان‌ها، آلکن‌ها،آلکین‌هاو ترکیبات حلقه‌ای مشابه سیکلو آلکان‌ها و غیره تقسیم می‌گردند.

متان

ساده‌ترین ماده شیمی آلی متان است، مولکول متان دارای یک اتم مرکزی کربن و چهار اتم محیطی هیدروژن است که با زاویه ۱۰۹/۵ درجه دور اتم کربن قرار گرفته‌اند. متان محصول نهایی متلاشی شدن ناهوازی (بدون هوا) گیاهان یعنی از هم پاشیدگی بعضی از مولکول‌های پیچیده می‌باشد. متان تشکیل دهنده قسمت اعظم (حدود ۹۷۷ درصد) گاز طبیعی است. متان گاز آتشگیر خطرناک معادن زغال سنگ است و به صورت حباب‌های گاز از سطح مرداب‌ها خارج می‌گردد. گاز متان از ترکیب مونو اکسید کربن و هیدروژن حاصل می‌گردد.

کلرو فلوئورو کربن‌ها

مشتقات هالوژنه متان را کلرو فلوئورو کربن‌ها می‌گویند. اگر به جای هیدروژن‌های متان اتم‌هایهالوژن جایگزین گردد، این محصولات حاصل می‌شوند. گازهای مورد استفاده در یخچال‌ها و کولرهای گازی و انواع اسپری، از این دسته مواد هستند. از جمله این مواد می‌توان به دی کلرو دی فلوئورو متان و کلرو تری فلوئورو متان اشاره کرد.

• CF2Cl2 یا CFC12 دی کلرو دی فلوئورو متان
• CF3Cl یا CFC11 کلرو تری فلوئورو متان

آلکان‌ها

آلکان‌ها که نقطه آغازگر آن‌ها متان است به ترکیبات غیر حلقوی و خطی کربن و هیدروژن اطلاق می‌شود، پیوند یگانه کووالانسی در این ترکیبات اتم‌های کربن و هیدروژن را به هم وصل کرده است. این هیدرو کربن‌ها بر اساس ساختمانشان به خانواده متان تعلق دارند و خواص آنها از خواص متان پیروی می‌کند. در آلکان‌ها تعداد اتم‌های هیدروژن نسبت به اتم‌های کربن، دو برابر به علاوه دو می‌باشد. یعنی مثلاً در مولکول بوتان، چهار اتم کربن و ده اتم هیدروژن وجود دارد. در آلکان‌ها، انتظار می‌رود هرچه تعداد اتم‌ها افزایش یابد، تعداد آرایش‌های ممکن اتم‌ها نیز زیادتر می‌شود. به تدریج که در سری آلکان‌ها پیش می‌رویم، تعدادایزومرها در همرده‌های متوالی به میزان شگفت آوری افزایش می‌یابند. برای مثال هپتان دارای نه ایزومر می‌باشد، یعنی در شیمی آلی نه ماده مختلف با خواص متفاوت هستند که همگی فرمولشان C7H16 است. برای نامیدن ترکیبات مختلف و پیچیده آلی از روش استاندارد آیوپاک استفاده می‌کنند روش ایوپاک با استفاده از فرمول های الکان ها استفاده میشود.

 

 

فهرست مطالب:

فصل اول: پلیمرهای سنتزی

طبقه بندی عمومی پلیمرها

پلیمریزاسیون کاتیونی

پلیمریزاسیون آنیونی

شاخه دار شدن کوتاه زنجیر در جریان پلیمریزاسیون اتیلن

شاخه دار شدن بلند زنجیر در جریان پلیمریزاسیون اتیلن

فرم های ایزوتاکتیک، سندیوتاکتیک و آتاکتیک پلی پروپیلن

پلیمرهای دی انی

و...

فصل دوم: رنگ های آلی

جذب مریی و رنگ های متمم

طبقه بندی رنگ ها

رنگ های ازو

رنگ های تری فنیل متان

رنگ های ایندیگویی

طبقه بندی رنگ ها براساس روش مصرف آنها

و...

فصل سوم: کربوهیدرات ها

مونوساکاریدها

آرایش فضایی مونوساکاریدها

قندهای D و L

ساختمان حلقوی مونوساکاریدها

آنومرهای مونوساکاریدها

واکنش های مونوساکاریدها

کاهش مونوساکاریدها

طویل کردن زنجیر

کوتاه کردن زنجیر

دی ساکاریدها

و...

فصل چهارم: آمینواسیدها، پپتیدها و پروتئین ها

ساختمان آمینواسیدها

ساختمان 20 اسیدآمینه

ساختمان دوقطبی آمینواسیدها

نقطه ایزوالکتریک

سنتز a آمینواسیدها

سنتز استرکر

سنتز آمیدومالونات

پپتیدها

ترتیب و توالی پپتید

سنتز پپتیدها

و...

فصل پنجم: ترکیب هتروسیکلی- نوکلئیک اسیدها

واکنشهای استخلافی الکترون دوستی پیرول، فوران و تیوفن

واکنش استخلاف الکترون دوستی درپیریدین

پیرمیدین و پورین

نوکلوئیک اسیدها و نوکلئوتیدها

ساختمان و سنتز RNA

RNA و بیوسنتز پروتئین ها

و...

فصل ششم: لیپیدها

انواع لیپیدها

صابون ها

فسفولیپیدها

بیوسنتز اسیدهای چرب

پروستاگلاندین ها

ترپن ها

بیوسنتز ترپن ها

استروییدها

و...

فصل هفتم: شیمی و پزشکی

داروها و شیمی درمانی

درمان با ترکیبات شیمیایی

داروهای سولفا

آنتی بیوتیک ها

آنتی بیوتیک های ماکرولید

داروهای ضد مالاریا

داروهای موثر بر سیستم اعصاب

و...