Clasificación 1
Según la estructura básica, los compuestos orgánicos se pueden dividir en 3 categorías:
(1) Compuestos de cadena abierta, también conocidos como alifáticos. compuestos, porque originalmente se encontraban en aceites y grasas. Su característica estructural es que el carbono y el carbono están conectados en una cadena abierta.
(2) Los compuestos carbocíclicos (que contienen anillos enteramente compuestos por átomos de carbono) se pueden dividir en compuestos alicíclicos (que pueden verse como anillos cerrados de compuestos de cadena abierta en su estructura) y compuestos aromáticos. Hay dos subclases. de compuestos familiares (que contienen anillos de benceno).
(3) Compuestos heterocíclicos (que contienen anillos compuestos por átomos de carbono y otros elementos).
Clasificación 2
Se denomina misma serie a una serie de compuestos de una misma serie que tienen estructuras similares y se diferencian en su composición molecular por uno o varios grupos atómicos "CH2". Los miembros individuales de una misma serie se denominan homólogos. Debido a estructuras similares, las propiedades químicas de los homólogos son similares; sus propiedades físicas a menudo cambian regularmente con el aumento del peso molecular.
Los homólogos tienen estructuras similares, pero se diferencian en su composición molecular por uno o varios grupos atómicos "CH2". Los compuestos con la misma fórmula general se denominan homólogos. Por ejemplo, el metano, el etano, el propano, el n-butano, etc. de la serie de los alcanos se denominan homólogos entre sí.
Los hidrocarburos son una clase de compuestos orgánicos compuestos por dos elementos: carbono e hidrógeno, también conocidos como “hidrocarburos”. Existen muchos tipos según sus estructuras y propiedades,
se pueden clasificar de la siguiente manera:
Los átomos de carbono en las moléculas de hidrocarburos de cadena abierta se combinan entre sí para formar cadenas. mientras que los hidrocarburos sin estructuras cíclicas se denominan hidrocarburos de cadena abierta. Según el contenido de carbono e hidrógeno en la molécula, los hidrocarburos de cadena se pueden dividir en hidrocarburos de cadena saturada (alcanos) e hidrocarburos de cadena insaturada (alquenos, alquinos).
Los hidrocarburos alifáticos también se denominan “hidrocarburos de cadena”. Debido a que las grasas son derivados de hidrocarburos de cadena, los hidrocarburos de cadena también se denominan hidrocarburos alifáticos.
Hidrocarburos saturados Los hidrocarburos saturados se pueden dividir en hidrocarburos de cadena saturada, concretamente alcanos (también conocidos como parafinas), y otro tipo de hidrocarburos saturados cíclicos que contienen enlaces simples carbono-carbono, concretamente cicloalcanos (ver Hidrocarburos de cadena cerrada). ).
Los alcanos son hidrocarburos de cadena saturada, también conocidos como parafinas. La fórmula general es CnH2n 2 (n≥1) y el contenido de hidrógeno en el alcano ha alcanzado la saturación. El más simple de los alcanos es el metano, que es el componente principal del gas natural y el biogás. Las principales fuentes de alcanos son el petróleo, el gas natural y el biogás. Puede ocurrir una reacción de sustitución. El metano puede sufrir una reacción de sustitución con cloro en condiciones de luz y el producto es CH3Cl-----CH2Cl2-----CHCl3-----CCl4.
Hidrocarburos que contienen “C=C” o “C≡C” en moléculas de hidrocarburos insaturados. Este tipo de hidrocarburos también se pueden dividir en hidrocarburos de cadena insaturada e hidrocarburos cíclicos insaturados. Los hidrocarburos de cadena insaturada contienen menos átomos de hidrógeno que los alcanos correspondientes, son químicamente reactivos y propensos a reacciones de adición y reacciones de polimerización. Los hidrocarburos de cadena insaturada se pueden dividir en alquenos y alquinos. Los hidrocarburos cíclicos insaturados se pueden dividir en alquenos cíclicos (como el ciclopentadieno) y alquinos cíclicos (como el benceno).
Hidrocarburos que contienen "C=C" en las moléculas de olefina. Según el número de "C=C" en la molécula, se puede dividir en monoolefinas y diolefinas. La única molécula de olefina contiene un "C=C" y la fórmula general es CnH2n, donde n≥2. La monoolefina más importante es el etileno H2C=CH2, seguido del propileno CH3CH=CH2 y el 1-buteno OH3CH2CH=CH2. Las monoolefinas se denominan simplemente olefinas y la principal fuente de olefinas es el petróleo y sus productos de craqueo.
Los dienos contienen dos hidrocarburos de cadena "C=C" o hidrocarburos cíclicos. Como el 1,3-butadieno. 2-metil-1,3-butadieno, ciclopentadieno, etc. Entre los dienos, los más importantes son los que contienen sistemas de doble enlace de yugo ***, como el 1,3-butadieno, el 2-metil-1,3-butadieno, etc., que son monómeros de caucho sintético.
Los alquinos son hidrocarburos de cadena insaturada que contienen "C≡C" en sus moléculas. Según el número de triples enlaces carbono-carbono en la molécula, se puede dividir en monoalquinos y polialquinos. La fórmula general de los monoalquinos es CnHn-2, donde n≥2. Los alquinos y dienos son isómeros. El alquino más simple e importante es el acetileno HC≡CH. El acetileno se puede producir mediante la reacción de carburo de calcio y agua.
Los hidrocarburos cerrados también se denominan “hidrocarburos cíclicos”.
Es un hidrocarburo con estructura cíclica. Se puede dividir en dos categorías principales. Una son los hidrocarburos alicíclicos (o hidrocarburos cíclicos alifáticos) que tienen propiedades alifáticas. Los hidrocarburos alicíclicos se dividen a su vez en cicloalcanos saturados donde n≥3. Los cicloalcanos y los alquenos son isómeros. Los cicloalcanos se encuentran en algunos productos derivados del petróleo y los cicloalquenos se encuentran a menudo en los aceites esenciales de plantas. Otro tipo de hidrocarburos cíclicos son los hidrocarburos aromáticos. La mayoría de los hidrocarburos aromáticos tienen una estructura de anillo de benceno y las propiedades de los compuestos aromáticos.
Cicloalcanos En las moléculas de hidrocarburos cíclicos, los átomos de carbono unidos entre sí mediante enlaces simples se denominan cicloalcanos, que son hidrocarburos alicíclicos saturados. Los cicloalcanos con tres y cuatro anillos tienen poca estabilidad y son propensos a abrirse en determinadas condiciones. Los naftenos con más de cinco anillos son relativamente estables y tienen propiedades similares a las de los alcanos. Los cicloalcanos comunes incluyen ciclopropano, ciclobutano, ciclopentano, ciclohexano, etc.
Los hidrocarburos aromáticos generalmente se refieren a hidrocarburos que contienen estructuras de anillos de benceno en sus moléculas. Según el número de anillos de benceno contenidos en la molécula y el método de conexión entre los anillos de benceno, se puede dividir en hidrocarburos aromáticos monocíclicos, hidrocarburos aromáticos policíclicos, hidrocarburos aromáticos de anillos condensados, etc. La fórmula general de los hidrocarburos aromáticos monocíclicos es CnH2n-6, donde n≥6 Los hidrocarburos aromáticos monocíclicos más importantes son el benceno
2 Clasificación de la materia orgánica
Entre las moléculas de hidrocarburos aromáticos de anillo condensado. Contiene dos o más anillos de benceno, y se forman dos fases entre los anillos de benceno.
Las moléculas de compuestos heterocíclicos contienen átomos de carbono y otros átomos como oxígeno, nitrógeno, azufre, etc. para formar una estructura de anillo llamada heterocíclica. compuestos. Entre ellos, los heterociclos de cinco y seis átomos son más estables. Los compuestos aromáticos se denominan heterociclos aromáticos y los compuestos en los que uno o más átomos de hidrógeno en una molécula de hidrocarburo son reemplazados por átomos de halógeno se denominan hidrocarburos halogenados. Según los diferentes átomos de halógeno sustituidos se puede dividir en hidrocarburos fluorados, hidrocarburos clorados, hidrocarburos bromados, hidrocarburos yodados, etc. Según el número de átomos de halógeno en la molécula, se pueden dividir en hidrocarburos monohalogenados e hidrocarburos polihalogenados. Según los distintos tipos de grupos hidrocarburos, se pueden dividir en hidrocarburos halogenados saturados (alcanos halogenados), hidrocarburos halogenados insaturados (alquenos halogenados), alquinos halogenados, hidrocarburos aromáticos halogenados, etc., como el cloro CH3-CHBr-CH2Br, etc. .
El producto en el que uno o varios átomos de hidrógeno de la molécula de hidrocarburo alcohol se sustituye por un grupo hidroxilo se denomina alcohol (si el átomo de hidrógeno del anillo de benceno se sustituye por un grupo hidroxilo, el producto se un fenol). Según el número de grupos hidroxilo en la molécula de alcohol, se puede dividir en alcoholes monohídricos, alcoholes dihídricos, alcoholes trihídricos, etc. Según los diferentes grupos hidrocarbonados en las moléculas de alcohol, se puede dividir en alcoholes saturados, alcoholes insaturados y alcoholes aromáticos. Debido a la posición del átomo de carbono conectado al grupo hidroxilo, este se puede dividir en alcoholes primarios como (CH3)3COH. Los alcoholes son generalmente neutros, los alcoholes inferiores son fácilmente solubles en agua y los polioles tienen un sabor dulce. Las propiedades químicas de los alcoholes incluyen principalmente reacciones de oxidación, reacciones de esterificación, reacciones de deshidratación, reacciones con ácidos halógenos, reacciones con metales móviles, etc.
Los alcoholes aromáticos son sustancias en las que los átomos de hidrógeno de los enlaces laterales del anillo de benceno en las moléculas de hidrocarburos aromáticos son sustituidos por grupos hidroxilo. Como el alcohol bencílico (también conocido como alcohol bencílico).
Los compuestos en los que los átomos de hidrógeno del anillo de benceno en la molécula de hidrocarburo aromático son sustituidos por grupos hidroxilo se denominan fenoles. Según la cantidad de grupos hidroxilo contenidos en la molécula de fenol, se puede dividir en fenoles monohídricos, fenoles dihídricos y fenoles polihídricos, etc. Si la solución muestra una reacción de cambio de color. El fenol tiene una acidez débil y puede reaccionar con los álcalis para formar fenato. El anillo de benceno en la molécula de fenol es susceptible a reacciones de sustitución como halogenación, nitración y sulfonación debido a la influencia de los grupos hidroxilo.
Éter Se llama éter a un compuesto en el que dos grupos hidrocarbonados están conectados a través de un átomo de oxígeno. Puede representarse mediante la fórmula general R-O-R’. Si R y R' son iguales, se llama éter simple, como el éter metílico CH3-O-CH3, el éter etílico C2H5-O-C2H5, etc., si R y R' son diferentes, se llama mixto; éter, tal como éter metílico CH3-O-C2H5. Dependiendo del número de grupos aldehído en la molécula de diol, se puede dividir en monoaldehído, dialdehído, etc. según los diferentes grupos hidrocarbonados en la molécula, se puede obtener el alcohol primario correspondiente por oxidación. El grupo carbonilo de los aldehídos puede sufrir reacciones de adición y se oxida fácilmente al ácido carboxílico correspondiente mediante oxidantes débiles como el reactivo de Fehling y el reactivo de Dolan. Los aldehídos importantes incluyen formaldehído, acetaldehído, etc.
El aldehído formado por la conexión directa del grupo aldehído y el anillo bencénico en la molécula de aldehído aromático se denomina aldehído aromático. Como el benzaldehído.
El compuesto formado al conectar un grupo hidrocarburo de ácido carboxílico o un átomo de hidrógeno a un grupo carboxilo se llama ácido carboxílico. Según el número de grupos carboxilo en la molécula de ácido carboxílico, se puede dividir en ácido monobásico. , ácido dibásico, ácido polibásico, etc.
Ácidos monobásicos como el ácido acético
Ácidos saturados como el ácido propiónico CH3CH2COOH, ácidos insaturados como el ácido acrílico CH2=CH-COOH, etc. Los ácidos carboxílicos también se pueden dividir en ácidos grasos, ácidos alicíclicos y ácidos aromáticos. Entre los ácidos grasos, los saturados incluyen el ácido esteárico, C17H35COOH, etc.
Derivados de ácidos carboxílicos Los compuestos que se forman al sustituir el grupo hidroxilo del grupo carboxilo de la molécula de ácido carboxílico por otros átomos o grupos atómicos se denominan derivados de ácidos carboxílicos. Como haluros de ácido, amidas, anhídridos de ácido, etc.
Compuestos que se forman sustituyendo el grupo hidroxilo del grupo carboxilo por un átomo de halógeno en la molécula de haluro de ácido carboxílico.
En la molécula de ácido amida carboxílico, el grupo hidroxilo del grupo carboxilo se reemplaza por amino-NH2 o un grupo amino sustituido.
Anhídrido de ácido Un compuesto formado por la pérdida de agua entre dos moléculas de ácido monocarboxílico o la pérdida de agua dentro de las moléculas de un ácido dicarboxílico se llama anhídrido de ácido. Por ejemplo, dos moléculas de ácido acético pierden una molécula de agua para formar anhídrido acético (CH3-
El compuesto formado reemplazando el grupo hidroxilo del grupo carboxilo en la molécula de éster de ácido carboxílico con un grupo alcoxi -O-R' se llama
Aceites y grasas es el término general para los glicéridos de ácidos grasos superiores. Los que son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites, y los que son sólidos se llaman grasas. Se pueden expresar mediante la fórmula general. : si R, R' y R" son iguales, se llaman monoglicéridos; si R, R' y R〃 son diferentes y se llaman glicéridos mixtos. La mayoría de los aceites naturales son glicéridos mixtos.
Nitro Los compuestos son compuestos formados al reemplazar átomos de hidrógeno en moléculas de hidrocarburos con nitro-NO2, se pueden representar mediante la fórmula general R-NO2, R puede ser un grupo alquilo o un anillo de benceno, como el nitroetano CH3CH2NO2,
El átomo de hidrógeno en la molécula de amina amoniaco se reemplaza por un grupo hidrocarbonado. Según las diferentes estructuras de los hidrocarburos, se pueden dividir en aminas alifáticas como la metilamina CH3NH2, la dimetilamina CH3-NH-CH3 y las aminas aromáticas como la anilina. C6H5-NH2, difenilamina (C6H5)2NH, etc. El número se divide en monoaminas, diaminas y poliaminas. Monoaminas como la etilamina CH3CH2NH2, diaminas como la etilendiamina H2N—CH2—CH2—NH2 y poliaminas como la hexametilentetramina (C6H2). 6N4. La mayoría de las aminas son débilmente alcalinas y pueden reaccionar con ácidos para formar sales. La anilina es una sustancia importante en las aminas y es una materia prima para tintes y fármacos sintéticos.
3 Clasificación de sustancias orgánicas
.Los nitrilos son compuestos en los que un grupo hidrocarburo está conectado a un grupo ciano (-CN). La fórmula general es R-CN, como el acetonitrilo CH3CN.
Los compuestos diazo son en su mayoría compuestos orgánicos. fórmula general R-N2-X. El compuesto contiene un compuesto diazo, entre los cuales la sal de diazonio aromática es la más importante. Tiene propiedades químicas y es un intermediario para la preparación de colorantes azoicos. contiene. Los compuestos orgánicos con grupos azo (-N=N-) están representados por la fórmula general R-N=N-R, donde R es un grupo hidrocarbonado. Los compuestos azo tienen colores y algunos pueden usarse como tintes. > Los compuestos formados al reemplazar átomos de hidrógeno en moléculas de hidrocarburos de ácido sulfónico con grupos de ácido sulfónico -SO3H pueden representarse como RSO3H. Los ácidos sulfónicos alifáticos se preparan comúnmente mediante métodos indirectos, mientras que los ácidos sulfónicos aromáticos se pueden preparar directamente mediante reacciones de sulfonación. Ácido fuerte y fácilmente soluble en agua. El ácido sulfónico aromático es un intermediario importante para la síntesis de colorantes y fármacos.
Los aminoácidos se forman reemplazando los átomos de hidrógeno de los grupos hidrocarbonados en las moléculas de ácido carboxílico. Compuestos Según la posición de sustitución de aminoácidos, se pueden dividir en α-aminoácido, β-aminoácido, γ-aminoácido, etc. El aminoácido en el α-aminoácido está en el átomo de carbono adyacente al hidroxilo. El grupo α-aminoácido es la unidad básica de la proteína. Se pueden obtener más de veinte tipos de α-aminoácidos mediante hidrólisis, como glicina, alanina, ácido glutámico, etc. suministrados por las proteínas de los alimentos, como la lisina, el triptófano, la fenilalanina, la treonina, etc., se denominan "aminoácidos esenciales". La glicina, la serina, la alanina, el ácido glutámico, etc., se pueden obtener de otras sustancias orgánicas del cuerpo humano. , por eso se les llama “aminoácidos no esenciales”.
Un péptido es un compuesto que se forma condensando el grupo amino de una molécula de aminoácido con el grupo carboxilo de otra molécula de aminoácido y perdiendo moléculas de agua. Un péptido formado por dos moléculas de aminoácidos se llama dipéptido, como dos moléculas de grupos amino.
Un polipéptido se forma mediante la condensación de múltiples moléculas de a-aminoácidos y la eliminación de moléculas de agua y contiene múltiples enlaces peptídicos -
Las proteínas también se llaman priones. Generalmente el peso molecular es superior a 10.000. La proteína es un componente importante de los organismos vivos y la base de las actividades vitales. La composición, el orden de disposición y la estructura tridimensional de la cadena peptídica de aminoácidos en varias proteínas son diferentes. En la actualidad, se ha aclarado la secuencia de aminoácidos y la estructura tridimensional de muchas proteínas. Las proteínas se pueden dividir en proteínas fibrilares y proteínas globulares según su forma molecular. Fibrina como seda, pelo, pelo, piel, cuerno, pezuña, etc., globulina como enzimas, hormonas proteicas, etc. Según su solubilidad, se puede dividir en albúmina, globulina, gliadina y escleroproteína insoluble. Según su composición, se pueden dividir en proteínas simples y proteínas complejas. Las proteínas simples están compuestas de aminoácidos y las proteínas complejas están compuestas de proteínas simples y otras sustancias. Por ejemplo, las proteínas y los ácidos nucleicos se combinan para formar proteínas de ácido nucleico. y las proteínas se combinan con azúcares para formar glicoproteínas. Se combinan con hemo para formar hemoglobina, etc.
El azúcar también se llama carbohidrato. Término general para polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas y compuestos que pueden generar polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas tras la hidrólisis. El azúcar se puede dividir en monosacáridos, oligosacáridos, polisacáridos, etc. Generalmente, la proporción entre el número de átomos de hidrógeno y el número de átomos de oxígeno en los azúcares es 2:1, pero el formaldehído CHO, etc. no son azúcares, mientras que la ramnosa: C6H12O5 es un azúcar.
Los monosacáridos son los azúcares más simples que no se pueden hidrolizar, como la glucosa (aldosa).
Los azúcares que pueden producir de 2 a 10 moléculas de monosacáridos cuando se hidrolizan con oligosacáridos se denominan polisacáridos bajos. Entre ellos, los disacáridos son los más importantes, como la sacarosa, maltosa, lactosa, etc.
El polisacárido también se denomina polisacárido. Cuando se hidroliza una molécula de polisacárido, los azúcares que pueden generar más de 10 moléculas de monosacáridos se denominan polisacáridos, como el almidón y la celulosa, y pueden representarse mediante la fórmula general (C6H10O5)n. n puede ser de cientos a miles.
Los compuestos poliméricos también se denominan “compuestos macromoléculas” o “polímeros”. El peso molecular puede llegar a miles o incluso millones. Se puede dividir en dos categorías: compuestos poliméricos naturales y compuestos poliméricos sintéticos. Compuestos poliméricos naturales como proteínas, ácidos nucleicos, almidón, celulosa, caucho natural, etc. Compuestos de polímeros sintéticos como caucho sintético, resina sintética, fibra sintética, plástico, etc. Según su estructura, se puede dividir en compuestos poliméricos lineales en forma de cadena (como caucho, fibra, termoplásticos) y compuestos poliméricos en forma de red en forma de cuerpo (como plásticos fenólicos, caucho vulcanizado). Los compuestos poliméricos sintéticos se pueden dividir en polímeros de adición y polímeros de condensación según las diferentes reacciones durante su síntesis. Los polímeros de adición son compuestos poliméricos producidos mediante reacciones de polimerización por adición. Como polietileno, cloruro de polivinilo, polipropileno, etc. Los polímeros de condensación son compuestos poliméricos producidos por reacciones de policondensación. Como plástico fenólico, nailon 66, etc.