Chimica organica

Struttura molecolare classica della chimica organica - la formula del benzene di Kekulé raffigurata su un francobollo del 1964

La chimica organica (breve OC o spesso anche organica ) è una branca della chimica . Questo copre i composti chimici che si basano sul carbonio , con poche eccezioni come alcuni composti inorganici del carbonio e il carbonio elementare (puro).

La grande capacità di legame dell'atomo di carbonio consente una moltitudine di legami diversi con altri atomi. Mentre molte sostanze inorganiche non vengono modificate dall'influenza della temperatura e dei reagenti catalitici, le reazioni organiche spesso avvengono a temperatura ambiente o ad una temperatura leggermente elevata con quantità catalitiche di reagenti. L'emergere della moltitudine di sostanze naturali (vegetali, coloranti animali , zuccheri , grassi , proteine , acidi nucleici ) e in definitiva degli esseri viventi conosciuti si basa anche su questa capacità di legarsi.

Oltre al carbonio, le molecole organiche contengono spesso come elementi idrogeno , ossigeno , azoto , zolfo e alogeni ; la struttura chimica ed i gruppi funzionali sono alla base della diversità delle singole molecole.

Nell'analisi organica, una miscela di sostanze viene prima utilizzata per separare fisicamente e caratterizzare le singole sostanze ( punto di fusione , punto di ebollizione , indice di rifrazione ), quindi la composizione elementare (analisi elementare ), la massa molecolare e i gruppi funzionali (con l'ausilio di reagenti chimici , NMR , IR - e UV spettroscopia ).

L'effetto dei reagenti ( acidi , basi , sostanze inorganiche e organiche) sulle sostanze organiche viene esaminato al fine di determinare le leggi dei reagenti chimici su determinati gruppi funzionali e gruppi di sostanze.

La chimica organica sintetizza sostanze naturali organiche (es. zucchero, peptidi, coloranti naturali, alcaloidi, vitamine) e sostanze organiche sconosciute in natura (plastiche, scambiatori di ioni, prodotti farmaceutici , pesticidi, fibre sintetiche per abbigliamento).

Gli sviluppi della chimica organica negli ultimi 150 anni hanno avuto un impatto significativo sulla salute umana, la nutrizione, l'abbigliamento e la varietà dei beni di consumo disponibili. Contribuì notevolmente alla prosperità di una società.

Differenziazione dalla chimica inorganica

Con poche eccezioni, la chimica organica include la chimica di tutti i composti che il carbonio forma con se stesso e con altri elementi. Questo include anche tutti gli elementi costitutivi della vita attualmente conosciuta. Nel 2012 erano conosciuti circa 40 milioni di composti organici.

Le eccezioni includono formalmente prima le forme elementari del carbonio ( grafite , diamante ) e sistematicamente tutti i legami senza alcun legame atomico carbonio-idrogeno, come alla chimica inorganica che conta i calcogenuri del carbonio privi di idrogeno ( monossido di carbonio , anidride carbonica , disolfuro di carbonio ) , l' acido carbonico ei carbonati , i carburi così come i cianuri ionici , cianati e tiocianati (vedi composti del carbonio ).

L' acido cianidrico fa parte dell'area di confine della chimica inorganica e organica. Sebbene sia tradizionalmente considerato parte della chimica inorganica, è considerato il nitrile (gruppo organico di sostanze) dell'acido formico . I cianuri sono trattati nell'inorganico, per cui qui si intendono solo i sali di acido cianidrico, mentre gli esteri noti con lo stesso nome appartengono all'organico come nitrili. Anche gli acidi cianossici , gli acidi tiocianici ei loro esteri sono considerati casi limite. Inoltre, la chimica organometallica ( chimica organometallica ) non è specificatamente assegnata alla chimica organica o inorganica.

Anche le sostanze dall'aspetto completamente innaturale, come la plastica e il petrolio , sono composti organici perché, come le sostanze naturali, sono costituite da composti di carbonio. Il petrolio greggio, il gas naturale e il carbone, le materie prime per molti prodotti sintetici, sono in definitiva di origine organica.

Tutti gli esseri viventi contengono sostanze organiche come aminoacidi , proteine , carboidrati e DNA . La branca della chimica organica che si occupa delle sostanze e dei processi metabolici negli esseri viventi è la biochimica (o biologia molecolare ).

Generale

La posizione speciale del carbonio si basa sul fatto che l'atomo di carbonio ha quattro elettroni di legame, il che significa che può formare legami non polari con uno o quattro altri atomi di carbonio. Ciò può portare alla formazione di catene di carbonio lineari o ramificate e anelli di carbonio, che sono collegati all'idrogeno e ad altri elementi (principalmente ossigeno, azoto, zolfo, fosforo) agli elettroni di legame che non sono occupati dal carbonio, risultando in grandi e molto grandi molecole (es. omo- ed eteropolimeri ) e spiega l'enorme varietà di molecole organiche. Ci sono anche un gran numero di composti del silicio anch'esso a quattro legami , ma lontano da una tale varietà.

Le proprietà delle sostanze organiche sono molto determinate dalla loro rispettiva struttura molecolare . Anche le proprietà di semplici sali organici come gli acetati sono chiaramente modellate dalla forma molecolare della parte organica. Esistono anche molti isomeri , cioè composti con la stessa composizione complessiva ( formula molecolare ) ma struttura diversa ( formula di struttura ).

Al contrario, le molecole in chimica inorganica di solito sono costituite da pochi atomi, in cui entrano in gioco le proprietà generali di solidi, cristalli e/o ioni. Ma ci sono anche polimeri che non contengono carbonio (o solo in sottogruppi), ad es. B. i silani .

Le strategie di sintesi organica differiscono dalle sintesi nella chimica inorganica, poiché le molecole organiche di solito possono essere costruite pezzo per pezzo. Circa il 60% dei chimici in Germania e negli Stati Uniti ha scelto la chimica organica come materia principale.

storia

Molte sostanze naturali organiche sono state utilizzate nei primi giorni dello sviluppo umano (i coloranti indaco , alizarina , oli essenziali, alcool ). Tuttavia, una rappresentazione artificiale della materia organica da parte dell'uomo non è stata descritta in un periodo molto antico.

Nelle sue opere, Johann Rudolph Glauber descrisse un gran numero di composti organici che si presentava, ma poiché l'analisi elementare non era ancora stata sviluppata, si può solo indovinare quali sostanze avesse ricevuto in quel momento. Glauber purificò alcool e aceto mediante distillazione frazionata, ottenne cloruro di etile dall'alcol , acido acetico dalla distillazione del legno, acetone dal riscaldamento dell'acetato di zinco, l'acroleina si formò dalla distillazione di barbabietola, noce e olio di canapa, benzene dal carbone, trovò alcaloidi mediante separazione di acido nitrico.

Lemery scrisse il libro Cours de Chymie nel 1675 . In questo lavoro le sostanze sono state suddivise in tre aree: regno minerale (metalli, acqua, aria, sale da cucina, gesso), regno vegetale (zucchero, amido, resine, cera, coloranti vegetali), regno animale (grassi, proteine, sostanze). Lemery distingueva anche le sostanze del regno vegetale e animale come sostanze organiche in contrasto con le sostanze della natura inanimata del regno minerale.

Un numero considerevole di sostanze organiche era già stato isolato come sostanze pure nel XVIII secolo .

Ne sono un esempio l' urea (1773 Hilaire Rouelle ) e molti acidi , come quelli delle formiche ottenuti dall'acido formico (1749 da Andreas Sigismund Marggraf ), l' acido malico dalle mele , e dal Weinstein ottenuto l'acido tartarico (1769), l' acido citrico (1784 ), il glicerolo (1783), l' acido ossalico , l'acido urico (di Carl Wilhelm Scheele ).

Antoine Laurent de Lavoisier fu il primo a determinare qualitativamente gli elementi chimici contenuti nelle sostanze organiche: carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto. Joseph Louis Gay-Lussac e Louis Jacques Thenard effettuarono le prime analisi elementari per determinare la composizione quantitativa degli elementi nelle sostanze organiche. L' analisi elementare fu migliorata da Justus von Liebig nel 1831 . La composizione elementare delle sostanze organiche poteva ora essere determinata rapidamente.

Jöns Jakob Berzelius ha avanzato la tesi che le sostanze organiche possono essere create solo da una forza vitale speciale nell'organismo vegetale, animale o umano. Il suo piccolo libro, Panoramica dei progressi e dello stato attuale della chimica animale, segnò l'inizio della chimica organica, emersa nella prima metà del XIX secolo, nel 1810. Berzelius ha anche applicato la legge delle proporzioni multiple - con la quale ha usato i pesi atomici e la composizione nel campo dei composti inorganici, ad es. H. le cui formule chimiche potrebbero determinare anche composti organici.

La struttura e la composizione dei composti organici erano ancora molto poco chiare intorno al 1820. Gay-Lussac credeva che l'etanolo fosse una combinazione di una parte di etene e una parte di acqua.

Inoltre i chimici all'epoca ritenevano che a parità di composizione qualitativa e quantitativa (formula somma) degli elementi di un composto (analisi elementare), anche le sostanze dovessero essere identiche. I primi dubbi sorsero nel 1823 quando Justus von Liebig e Friedrich Wöhler esaminarono l'argento altamente acido e l'argento cianoacido. Hanno trovato sostanze molto diverse con la stessa composizione chimica.

Quando il composto inorganico cianato di ammonio viene riscaldato, viene prodotta l'urea, un tipico composto organico. Questa è la famosa sintesi dell'urea di Friedrich Wöhler, che ha portato a un cambio di paradigma .

Nel 1828 Friedrich Wöhler riscaldò il cianato di ammonio e ricevette una sostanza completamente diversa, l' urea . Il prodotto di partenza e il prodotto finale hanno la stessa formula chimica ( isomerismo ), ma hanno proprietà molto diverse: il cianato di ammonio è un composto inorganico, l'urea è un composto organico. Questo confutò l'ipotesi di Berzelius che i composti organici possono sorgere solo attraverso una forza vitale speciale .

Nel 1859, Hermann Kolbe formulò la tesi secondo cui tutte le sostanze organiche sono derivati ​​di sostanze inorganiche, in particolare l'anidride carbonica. Sostituendo un gruppo idrossile con radicali alchilici o idrogeno si ottengono acidi carbossilici, sostituendo due gruppi idrossilici con gruppi alchilici o idrogeno si ottengono aldeidi , chetoni . Kolbe ha usato anche la parola sintesi in connessione con la rappresentazione artificiale di sostanze naturali organiche. I chimici furono presto in grado di sintetizzare nuove molecole organiche attraverso le proprie ricerche.

In analogia agli ioni caricati positivamente e negativamente nella chimica inorganica, Berzelius sospettava i cosiddetti radicali in chimica organica; la sua teoria radicale si basava su questo. Una parte radicale della molecola organica dovrebbe avere una carica positiva, l'altra parte negativa. Alcuni anni dopo, Jean Baptiste Dumas , Auguste Laurent , Charles Gerhardt e Justus von Liebig hanno studiato la sostituzione nei composti organici. Gli atomi di idrogeno nei composti organici sono stati sostituiti con atomi di alogeno. La vecchia teoria radicale di Berzelius, secondo la quale parti radicali cariche positivamente e negativamente si accumulano nelle molecole organiche, doveva essere respinta. Di conseguenza, August Wilhelm von Hofmann , Hermann Kolbe , Edward Frankland e Stanislao Cannizzaro trovarono ulteriori informazioni sulla composizione delle sostanze organiche. Nel 1857 Friedrich August Kekulé pubblicò la sua opera “A proposito del s. G. composti appaiati e la teoria dei radicali poliatomici” negli Annals of Chemistry di Liebig , che è visto come il punto di partenza della chimica strutturale organica. In questo lavoro, il carbonio è descritto per la prima volta come tetravalente.

Adolf von Baeyer , Emil Fischer , August Wilhelm von Hofmann hanno ricercato sintesi di coloranti, zuccheri, peptidi e alcaloidi.

Una gran parte del tempo di lavoro degli ex chimici era l'isolamento di una sostanza pura.

L'identità delle sostanze organiche è stata verificata utilizzando il punto di ebollizione , il punto di fusione , la solubilità, la densità, l'odore, il colore e l'indice di rifrazione .

La materia prima carbone divenne particolarmente importante per la chimica organica. La chimica organica decollò quando il chimico tedesco Friedlieb Ferdinand Runge (1795-1867) scoprì le sostanze fenolo e anilina nel catrame di carbone . William Henry Perkin - uno studente di August Wilhelm von Hofmann - scoprì il primo colorante sintetico - malva - nel 1856 . Hofmann ed Emanuel Verguin introdussero il fuchsin alla tintura. Johann Peter Grieß ha scoperto i coloranti diazo. La chimica organica acquisì ora una crescente importanza industriale ed economica.

Negli anni '60, la preparazione degli isomeri di valenza del benzene è stata ottenuta attraverso complesse sintesi organiche. Un carbocatione non classico è stato trovato in precedenza con il catione 2-norbornile, che forma cinque invece di tre legami con altri atomi. Nel 1973 è stato sintetizzato per la prima volta l'esametilbenzene dicatione pentagonale-piramidale con carbonio a sei coordinate, la cui struttura è stata dimostrata cristallograficamente nel 2016.

Nozioni di sintesi organica nella scuola e nell'università

La chimica organica è una branca della scienza (libri di testo, studi), le cui basi erano accessibili solo a una piccola parte della popolazione nel XIX secolo. Le riforme educative del XX secolo hanno fornito a quasi tutti gli studenti una base di conoscenze in chimica organica. La lezione di chimica consente allo studente di partecipare all'educazione culturale, promuove la comprensione della classificazione e del contesto delle domande che sono chimicamente rilevanti. Nella nostra cultura, politici, avvocati, economisti aziendali, informatici e ingegneri meccanici hanno bisogno di conoscenze di base della chimica organica per classificare meglio le relazioni.

Conversioni di sostanze organiche in laboratorio

In passato, ad esempio, i chimici organici esaminavano l'influenza di acidi concentrati ( acido solforico , acido nitrico , acido cloridrico ) su sostanze organiche come etanolo , cotone e benzene .

L'azione di acido solforico concentrato in etanolo crea una nuova sostanza, dietil etere , che aveva proprietà completamente diverse rispetto etanolo ed è stato usato come anestetico e come un nuovo solvente. L'azione dell'acido nitrico e dell'acido solforico sul cotone produce cotone da fucile , che veniva utilizzato come esplosivo, come plastificante e come solvente per vernici , come fibre.

L'azione dell'acido solforico concentrato e dell'acido nitrico trasforma il benzene in nitrobenzene . Questa sostanza potrebbe essere convertita in anilina con agenti riducenti come polvere di ferro e acido cloridrico . L'anilina è stata il materiale di partenza per molti nuovi coloranti che hanno aumentato la prosperità della nostra comunità.

L'azione dell'acido solforico concentrato sul cotone o sul legno produce molecole di zucchero. Simile alla chimica inorganica, anche i chimici organici usavano alcuni reagenti di rilevamento. Per i chimici organici, invece, i gruppi funzionali nella molecola sono di grande importanza. I gruppi aldeidici possono essere rilevati con la soluzione di Fehling . I gruppi funzionali possono essere utilizzati per collegare due molecole organiche con diversi gruppi funzionali in modo da creare una molecola più grande. Conoscendo i meccanismi di reazione organica, la scelta dei reagenti e l'uso di gruppi protettivi , un chimico organico può produrre sostanze organiche molto complesse. Oggigiorno si possono sintetizzare peptidi o proteine con più di 100 amminoacidi (con una massa molecolare maggiore di 10.000) o carboidrati e fitonutrienti ( terpeni ). Quasi nessuna reazione organica avviene con una resa del 100% e spesso ci sono reazioni collaterali inaspettate, così che le sostanze complesse a base sintetica vengono prodotte solo in piccole quantità (da pochi milligrammi a diversi chilogrammi).

Molte materie prime organiche sono prodotte nell'industria nella produzione di materie plastiche, coloranti e solventi in quantità molto grandi (da 1.000 a 1.000.000 di t). Le aziende specializzate utilizzano i prodotti industriali per produrre prodotti della chimica fine per scuole e università. Il chimico organico vuole reagenti il ​​più possibile selettivi nelle loro sintesi, che ossidano, riducono o legano solo un certo gruppo funzionale con un altro gruppo.

Influenza della temperatura sulle reazioni organiche

A volte il metabolismo è possibile solo a temperature elevate. Tuttavia, le alte temperature sono raramente utilizzate nella chimica organica, poiché molte sostanze organiche vengono distrutte da un aumento della temperatura. Le temperature di reazione in chimica organica sono quindi solitamente comprese tra la temperatura ambiente e 150°C. La scelta del solvente e il suo punto di ebollizione sono determinanti per l'impostazione della temperatura di reazione. Un aumento della temperatura di 10°C solitamente raddoppia la velocità di reazione ( regola RGT ).

Esempi di reazioni organiche ad alte temperature sono la formazione di acetone da acetato di calcio e la preparazione di 2,3-dimetil-butadiene da pinacol .

Il sale organico acetato di calcio può essere preparato da carbonato di calcio e acido acetico . Se l'acetato di calcio viene riscaldato a circa 400 ° C, si ottiene l'acetone. L'acetone e un po' di magnesio formano la sostanza organica pinacol. Se questa sostanza viene riscaldata con ossido di alluminio a 450 ° C., si forma 2,3-dimetil-1,3-butadiene. Le sostanze con doppi legami possono essere polimerizzate sotto l'influenza di un acido o di formatori radicali, ottenendo una plastica con proprietà completamente diverse rispetto al monomero. Il 2,3-dimetil-1,3-butadiene polimerizzato ha svolto un ruolo importante come sostituto della gomma, che era molto costosa . Fritz Hofmann è stato in grado di produrre la prima gomma metilica sintetica da 2,3-dimetil-1,3-butadiene , che è arrivata sul mercato nel 1913 quando il prezzo della gomma naturale ha raggiunto i massimi nel commercio.

Work-up dopo l'implementazione

Dopo una conversione chimica, il chimico organico deve prima convertire le sostanze altamente reattive, caustiche, infiammabili come acido solforico concentrato, sodio , sodio idruro , litio alluminio idruro con sostanze adatte in composti innocui. Segue la separazione dei sali inorganici mediante scuotimento in un imbuto separatore - con l'aggiunta di ulteriore solvente organico e una soluzione acquosa. La fase organica viene essiccata su sali anidri come solfato di sodio , dalla fase organica vengono rimossi gli ultimi residui di acqua. Il solvente organico viene rimosso per distillazione , spesso su un evaporatore rotante . Il residuo evaporato contiene il prodotto di reazione. È molto raro che una reazione organica si traduca in un solo prodotto chimico; in molti casi, si creano miscele di sostanze da diverse sostanze organiche. Le singole sostanze possono essere isolate mediante distillazione frazionata sotto vuoto o mediante cromatografia su colonna .

Formula chimica strutturale e meccanismo di reazione

La formula di struttura chimica è la base per la conoscenza della sostanza . Questo è il progetto di una molecola organica. La formula strutturale di una sostanza deve sempre essere ricavata dai risultati dell'analisi della sostanza. L'analisi della sostanza comprende almeno il corretto contenuto di carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto di una molecola (analisi elementare ), il tipo di gruppi funzionali e la determinazione della massa molare .

Attraverso la vendita commerciale di spettroscopia di risonanza magnetica nucleare ( spettroscopia NMR ) e spettrometri di massa nelle università dall'inizio degli anni '60, il tempo fino alla delucidazione della struttura di nuove e complicate sostanze organiche è stato considerevolmente ridotto. Il chimico può derivare il meccanismo di reazione di una reazione chimica dal cambiamento nella formula strutturale prima e dopo una reazione organica. Tutte le molecole organiche che hanno una struttura simile possono entrare in reazioni analoghe nelle stesse condizioni di reazione. La conoscenza dei meccanismi di reazione consente al chimico di pianificare sistematicamente la struttura di nuove sostanze organiche.

Una classe di reazioni molto importante riguarda la sostituzione di un atomo di idrogeno nella molecola con un alogeno, un gruppo nitro, un gruppo solfone, questa reazione è chiamata sostituzione. Alcuni esempi di questa classe di reazioni sono stati forniti all'inizio di questa sezione. Un'altra importante classe di reazioni è l' eliminazione . L'eliminazione dei gruppi ossidrile e degli alogeni e la formazione di doppi legami nella molecola è nota come eliminazione. L'eliminazione dell'acqua nel caso del pinacol per formare 2,3-dimetil-1,3-butadiene è un'eliminazione. Altre trasformazioni molto importanti sono l' ossidazione e la riduzione delle molecole organiche. Esempi di queste classi di reazione sono la riduzione del nitrobenzene ad anilina mediante limatura di zinco o ferro in presenza di un acido o l'ossidazione dell'etanolo ad acetaldeide o acido acetico mediante permanganato di potassio.

Importanza della chimica organica

Odori e sapori delle fragole
Fragranze di rosa
Acido acetilsalicilico (aspirina) - quasi tutti i farmaci sono organici

Le sostanze della chimica organica sono presenti in quasi tutti i beni che usiamo ogni giorno. I coloranti in libri illustrati, riviste, imballaggi stampati, la plastica nella maggior parte dei nostri beni di consumo in quasi tutti i giocattoli, nelle custodie dei computer, in tubi, cavi, borse della spesa, ecc., Le fibre sintetiche organiche in gran parte dei nostri vestiti , le vernici per facciate di case, automobili, zona giorno, i detergenti dai semplici saponi ai tensioattivi complessi per applicazioni speciali, i prodotti farmaceutici , gli aromi e le fragranze negli alimenti e nei fiori, i conservanti alimentari, gli scambiatori di ioni negli impianti di desalinizzazione. Anche il legno e il cotone sono sostanze organiche, si possono ricavare dalla natura perché abbondanti. La maggior parte delle sostanze organiche, tuttavia, deve essere prodotta su base sintetica - principalmente dal petrolio - dall'industria chimica. In caso di carenza mondiale di petrolio greggio, altre materie prime fossili come carbone o gas naturale potrebbero attualmente essere utilizzate solo in misura limitata per produrre le sostanze organiche necessarie quotidianamente. Un prezzo elevato del greggio porta a sforzi per sviluppare processi di sostituzione basati su carbone e gas naturale. Tuttavia, i processi saranno meno redditizi di quelli basati sul petrolio. Con prezzi molto alti del greggio, potrebbero esserci carenze nell'area dei beni di consumo.

Industria chimica organica

Prodotti chimici di base

I prodotti chimici di base sono la base per tutte le sostanze sintetiche importanti. Sono realizzati in grandi impianti chimici da petrolio greggio , gas naturale o carbone .

Fino alla seconda guerra mondiale, il carbone era la base per i prodotti chimici di base nella chimica organica. Il benzene , il toluene e lo xilene , elementi costitutivi dei coloranti organici, potrebbero essere estratti dal carbone . Il carburo di calcio (su scala industriale dal 1915) può essere estratto dal carbone e dalla calce con un arco elettrico . Il carburo di calcio può essere convertito in acetilene e a quel tempo era il materiale di partenza per acetaldeide, acido acetico, acetone, butilenglicole, butadiene, acido acrilico e acrilonitrile utilizzando il metodo Walter Reppe (Reppe Chemie). Dal carbone si potevano ottenere anche metanolo (sintesi secondo Pier) e gasolio (secondo Bergius). Anche dopo la seconda guerra mondiale, molti prodotti chimici di base erano ancora ricavati dal carbone. Tra il 1960 e il 1970, i processi nei paesi industrializzati occidentali sono stati sostituiti da processi più moderni basati sul petrolio.

I costi di investimento per tali sistemi sono considerevoli, principalmente aziende del settore degli oli minerali sono coinvolte in questa area di business. In passato, le materie prime chimiche venivano trasportate nei paesi industrializzati dove venivano convertite chimicamente in prodotti chimici di base. Negli anni Ottanta gli Stati Uniti, il Giappone e la Repubblica Federale Tedesca erano i paesi chimici più importanti con oltre il 50% della produzione mondiale di materie prime biologiche. Nel corso delle interdipendenze globali e per ragioni economiche, molti impianti vengono costruiti nei paesi delle materie prime (per petrolio greggio e gas naturale).

I prodotti chimici di base molto importanti sono etilene (19,5 milioni di tonnellate nell'UE-27, 2011), propene (14,3 milioni di t, UE-27, 2011), butadiene (2,8 milioni di t, UE-27, 2011), metano , benzene (7,4 milioni t, EU-27, 2011), toluene (1,5 milioni di t., EU-27, 2011), xilene . Altre importanti materie prime organiche possono essere prodotte da queste sostanze chimiche di base. I prezzi di vendita nell'UE per le materie prime biologiche hanno oscillato considerevolmente dal 2005 e i prezzi di vendita nell'UE sono aumentati notevolmente nel 2010.

L'industria estrae polietilene , vinil acetato (di seguito polivinilacetato, alcol polivinilico , polivinilacetale), acetaldeide , acido acetico , dicloroetano (di seguito polivinilcloruro ), ossido di etilene , etanolo (di seguito dietil etere ) dall'etilene .

Di propilene azienda polipropilene, guadagno isopropanolo (di seguito, acetone , chetene , anidride acetica , dichetene, Essigsäureester , acetile), ossido di propilene (di seguito denominato polioli polietere, poliuretano ), cloruro di allile (di seguito, epicloridrina , glicerolo , alcol allilico ), acrilonitrile (di seguito poliacrilonitrile , acrilammide ), acido acrilico (di seguito poliacrilati ), butanolo .

Dal metano si ottengono metanolo (di seguito formaldeide e glicole etilenico), acetilene, cloruro di metile, cloruro di metilene, cloroformio (di seguito tetrafluoroetilene, Teflon) e tetracloruro di carbonio.

Da benzene vengono sintetizzati etilbenzene (di seguito stirene ), diidrossibenzene ( resorcina , idrochinone e pirocatecolo ), cumene (di seguito fenolo ), nitrobenzene (di seguito anilina , coloranti ), cicloesano (di seguito cicloesanone , acido adipico , nylon ). L'acido tereftalico e l'anidride ftalica possono essere prodotti dallo xilene .

Prodotti industriali, prodotti speciali

Questo aiuto al galleggiamento è realizzato in polistirene espanso , racchiuso in polietilene colorato , entrambi in plastica.

I prodotti industriali sono principalmente miscele di sostanze organiche preparate per la produzione specifica per l'applicazione. I prodotti industriali sono fabbricati in quantità molto grandi (fino a diversi milioni di tonnellate) dall'industria chimica, con questi prodotti i costi delle materie prime sono molto determinanti per il prezzo di vendita.

Importanti prodotti industriali organici sono: fibre sintetiche , plastiche , coloranti , gomma , solventi , tensioattivi . Dal 2009 le vendite di materie plastiche sono diminuite in modo significativo.

I prodotti speciali sono sostanze organiche che vengono prodotte in quantità notevolmente inferiori rispetto ai prodotti industriali. Il prezzo di vendita è meno dipendente dai costi delle materie prime. Questo gruppo comprende, ad esempio, prodotti farmaceutici , aromi e fragranze , enzimi , vernici , disinfettanti , diagnostici , resine a scambio ionico , adesivi , erbicidi , pesticidi , detergenti .

Gruppi di sostanze in chimica organica

Ci sono due possibilità per una classificazione sistematica delle singole sostanze in chimica organica in gruppi di sostanze:

Classificazione per gruppo funzionale

Classificazione in base alla struttura del carbonio

Cicloesano , un alifatico ciclico saturo

reazioni

Vedi meccanismo di reazione

Le reazioni in chimica organica possono essere in gran parte classificate nei seguenti tipi di base:

Inoltre, molte reazioni sono conosciute con il nome del loro scopritore (vedi elenco delle reazioni con il nome ).

Una classificazione in base al tipo di legame o elemento costitutivo che si forma può essere trovata nell'elenco delle reazioni in chimica organica .

Chimica analitica organica

La chimica analitica organica si occupa dello studio delle sostanze organiche. Può trattarsi di

  • Identificare le sostanze ( rilevamento );
  • dimostrare la presenza o l'assenza di impurezze nelle sostanze (determinazione della purezza );
  • determinare le proporzioni delle sostanze nelle miscele ( miscela );
  • chiarire la struttura molecolare delle sostanze ( delucidazione della struttura ).

Metodi importanti per il rilevamento e la determinazione della purezza ( analisi qualitativa ) sono le classiche reazioni di precipitazione e colorazione chimica umida, i metodi di immunodosaggio biochimico e una varietà di metodi cromatografici .

La determinazione delle proporzioni nelle miscele ( analisi quantitativa ) è possibile attraverso titolazioni chimiche umide con diverse visualizzazioni degli endpoint, attraverso processi di immunodosaggio biochimico e attraverso un gran numero di processi cromatografici, nonché attraverso metodi spettroscopici, molti dei quali sono utilizzati anche per la delucidazione della struttura, come come spettroscopia infrarossa (IR), spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR), spettroscopia Raman , spettroscopia UV . Oltre alle reazioni chimiche caratteristiche, per determinare la struttura vengono utilizzate l' analisi di diffrazione dei raggi X e la spettrometria di massa (MS).

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link internet

Wikibooks: Chimica organica per studenti  - Materiali per l' apprendimento e l'insegnamento
Wikibooks: Chimica Organica  - Materiali per l'apprendimento e l'insegnamento
Wikizionario: chimica organica  - spiegazione dei significati, origine delle parole, sinonimi, traduzioni
Commons : Composto organico  - raccolta di immagini, video e file audio

Evidenze individuali

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