Según su estructura básica, los compuestos orgánicos se pueden dividir en tres categorías:
(1) Los compuestos de cadena abierta, también conocidos como compuestos alifáticos, existían originalmente en aceites y grasas. Su característica estructural es que el carbono y el carbono están conectados para formar una cadena abierta.
(2) Los compuestos carbocíclicos (que contienen anillos compuestos enteramente por átomos de carbono) se pueden dividir en dos subcategorías: compuestos alicíclicos (que pueden considerarse como compuestos de anillo cerrado en su estructura) y compuestos aromáticos (contienen un anillo de benceno). ).
(3) Compuestos heterocíclicos (anillos que contienen átomos de carbono y otros elementos).
Clasificación 2
Se denominan homólogos a una serie de compuestos con estructuras similares y diferentes composiciones moleculares compuestos por uno o varios grupos "CH2". Cada miembro de la misma serie se llama homólogo. Los homólogos tienen propiedades químicas similares porque sus estructuras son similares. Sus propiedades físicas suelen cambiar periódicamente a medida que aumenta su peso molecular.
Los homólogos son similares en estructura, pero difieren en uno o varios grupos "CH2" en su composición molecular. Los compuestos con la misma fórmula general se llaman homólogos. Por ejemplo, el metano, etano, propano, n-butano, etc. de la serie de los alcanos se denominan homólogos.
Los hidrocarburos son compuestos orgánicos compuestos de carbono e hidrógeno, también conocidos como “hidrocarburos”. Según su estructura y propiedades, existen muchos tipos,
se pueden clasificar de la siguiente manera:
Los hidrocarburos de cadena abierta son hidrocarburos en los que los átomos de carbono del hidrocarburo de cadena abierta se combinan. entre sí para formar una cadena sin estructura cíclica. Dependiendo del 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 y 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 saturados de cadena, concretamente alcanos (también llamados parafinas) y otro hidrocarburo saturado cíclico, concretamente cicloalcanos (ver hidrocarburos de cadena cerrada).
Los alcanos son hidrocarburos de cadena saturada, también llamados parafinas. La fórmula general es CnH2n 2 (n≥1) y el contenido de hidrógeno en el alcano ha alcanzado la saturación. El alcano más simple es el metano, 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 reaccionar con el cloro bajo la luz y el producto es ch3cl-ch2cl2-chcl3-ccl4.
Las moléculas de hidrocarburos insaturados contienen "C=C" o "C≡C". Estos 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, que son químicamente activos y propensos a la adición y 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 fenilacetileno).
Las moléculas de olefina contienen hidrocarburos "C=C". Según el número de "C=C" en la molécula, se puede dividir en monoolefinas y diolefinas. Una sola molécula de olefina contiene un "C=C" con la fórmula general CnH2n, donde n≥2. La monoolefina más importante es el etileno H2C=CH2, seguido del propileno CH3CH=CH2 y el 0-buteno OH3CH2CH=CH2. Las monoolefinas se denominan olefinas. La principal fuente de olefinas es el petróleo y sus productos de pirólisis.
El sistema dieno contiene dos hidrocarburos de cadena "C=C" o hidrocarburos cíclicos. Por ejemplo, 1,3-butadieno. 2-metil-1,3-butadieno, ciclopentadieno, etc. Los dienos más importantes contienen * * * sistemas de doble enlace de yugo, como por ejemplo 1,3-butadieno y 2-metil-1,3-butadieno, que son monómeros de caucho sintético.
Los alquinos son hidrocarburos de cadena insaturada con "C≡C" en la molécula. Según el número de triples enlaces carbono-carbono de la molécula, se puede dividir en monoacetinas y poliacetinas. La fórmula general del monoino es CnHn-2, donde n≥2. Los alquinos y dienos son isómeros.
El alquino más simple e importante es el acetileno HC≡CH, que se puede producir haciendo reaccionar carburo de calcio con agua.
Los hidrocarburos cerrados también se denominan "hidrocarburos cíclicos". Es un hidrocarburo con estructura cíclica. Se puede dividir en dos categorías. Una son los hidrocarburos alicíclicos (o cicloalcanos alifáticos) con propiedades alifáticas. Los hidrocarburos alicíclicos se dividen en cicloalcanos saturados, donde n≥3. Los cicloalcanos y los alquenos son isómeros. Los naftenos se encuentran en algunos aceites 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 cuales tienen una estructura de anillo de benceno y propiedades de compuestos aromáticos.
Los cicloalcanos son hidrocarburos alicíclicos saturados en los que los átomos de carbono están unidos entre sí mediante enlaces simples. Los cicloalcanos tricíclicos y tetracíclicos tienen poca estabilidad y son propensos a abrir el anillo bajo ciertas condiciones. Los cicloalcanos con más de cinco anillos son relativamente estables y tienen propiedades similares a las de los alcanos. Los cicloalcanos comunes incluyen ciclopropano, ciclobutano, ciclopentano y ciclohexano.
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 pueden dividir en hidrocarburos aromáticos monocíclicos, hidrocarburos aromáticos policíclicos e hidrocarburos aromáticos de anillos condensados. La fórmula general de los hidrocarburos aromáticos monocíclicos es CnH2n-6, donde n es mayor o igual a 6. El benceno es un importante hidrocarburo aromático monocíclico.
Las moléculas de hidrocarburos aromáticos condensados contienen dos o más anillos de benceno, y los anillos de benceno están separados por * * *, utilizando dos fases.
Los compuestos heterocíclicos son compuestos que contienen átomos de carbono y otros átomos como oxígeno, nitrógeno y azufre para formar una estructura de anillo. Entre ellos, los anillos heterocíclicos con cinco protones y seis átomos son relativamente estables. Los compuestos aromáticos se denominan heterociclos aromáticos y los compuestos en los que uno o más átomos de hidrógeno en las moléculas de hidrocarburos son reemplazados por átomos de halógeno se denominan hidrocarburos halogenados. Según el átomo de halógeno sustituido, se puede dividir en hidrocarburos fluorados, hidrocarburos clorados, hidrocarburos bromados e hidrocarburos yodados. 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, hidrocarburos halogenados insaturados, alquenos halogenados, alquinos halogenados, hidrocarburos aromáticos halogenados, etc. , como cloro CH3-CHBr-CH2Br, etc.
El producto en el que uno o varios átomos de hidrógeno de la molécula de hidrocarburo de alcohol se reemplaza por un grupo hidroxilo se llama alcohol (si el átomo de hidrógeno en el anillo de benceno se reemplaza por un grupo hidroxilo, el producto pertenece a fenoles). 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 de las moléculas de alcohol, se pueden dividir en alcoholes saturados, alcoholes insaturados y alcoholes aromáticos. Debido a las diferentes posiciones de los átomos de carbono conectados al grupo hidroxilo, se pueden dividir en alcoholes primarios como (CH3)3oh. Los alcoholes son generalmente neutros, los alcoholes inferiores son fácilmente solubles en agua y los polioles son dulces. Las propiedades químicas de los alcoholes incluyen principalmente reacciones de oxidación, reacciones de esterificación, reacciones de deshidratación, reacciones con ácidos halógenos, reacciones con metales activos, 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 fenoles son compuestos en los que los átomos de hidrógeno del anillo de benceno en las moléculas de hidrocarburos aromáticos fenólicos son reemplazados por grupos hidroxilo. Según el número de grupos hidroxilo contenidos en la molécula de fenol, se puede dividir en fenoles monohídricos, fenoles dihídricos y fenoles polihídricos. Si la solución cambia de color. El fenol es débilmente ácido y puede reaccionar con álcalis para formar fenato. El anillo de benceno en la molécula de fenol se reemplaza fácilmente por grupos hidroxilo, como halogenación, nitración, sulfonación, etc.
Se llama éter a un compuesto en el que dos grupos hidrocarbonados de un éter están conectados por 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 C2H5-O-C2H5, etc. Si R y R’ son diferentes, se llama éter mixto, como el éter metiletílico CH3-O-C2H5. Por ejemplo, el número de grupos aldehído en una molécula de glicol se puede dividir en monoaldehído, dialdehído, etc., dependiendo del grupo alquilo en la molécula, se puede preparar oxidando el alcohol primario correspondiente. 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 son el formaldehído y el acetaldehído.
El aldehído formado conectando directamente el grupo aldehído y el anillo de benceno en la molécula de aldehído aromático se llama aldehído aromático. Por ejemplo, benzaldehído.
Ácido carboxílico Un grupo hidrocarbilo o un compuesto formado al unir un átomo de hidrógeno y 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 y ácido polibásico. 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 ácidos grasos saturados incluyen el ácido esteárico C17H35COOH, etc.
Derivados de ácidos carboxílicos Los compuestos que se forman al sustituir el grupo hidroxilo del grupo carboxilo en la molécula de ácido carboxílico por otros átomos o grupos atómicos se denominan derivados de ácidos carboxílicos. Por ejemplo, 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 ácido haluro carboxílico.
El grupo hidroxilo del grupo carboxilo en la molécula de ácido amida carboxílico se reemplaza por amino-NH2 o un grupo amino sustituido.
El anhídrido de ácido es un compuesto formado por deshidratación entre dos moléculas de ácido monocarboxílico o deshidratación dentro de las moléculas de ácido dicarboxílico. Se denomina anhídrido de ácido. Por ejemplo, dos moléculas de ácido acético pierden una molécula de agua para formar anhídrido acético (CH3- El compuesto en el que el grupo hidroxilo del grupo carboxilo de la molécula de ácido carboxílico se reemplaza por un grupo alcoxi -O-R' se llama
Grasa 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, se llaman glicéridos mixtos. La mayoría de los aceites naturales son glicéridos mixtos.
Los nitrocompuestos son. compuestos formados al reemplazar átomos de hidrógeno en moléculas de hidrocarburos con nitro-NO2. Pueden representarse por la fórmula general R-NO2, R puede ser un grupo alquilo o un anillo de benceno. Por ejemplo, nitroetano CH3CH2NO2,
Amina. es un compuesto orgánico formado al reemplazar el átomo de hidrógeno en la molécula de amoníaco con un grupo hidrocarbonado. La estructura del hidrocarburo se puede dividir en aminas alifáticas como la metilamina CH3NH2, la dimetilamina CH3-NH-CH3 y las aminas aromáticas como la anilina C6H5-NH2 y la difenilamina. (C6H5)2NH. Según el número de grupos amino, se puede dividir 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 son en su mayoría débilmente alcalinos y pueden reaccionar con ácidos. La anilina es una sustancia importante en las aminas y una materia prima para la síntesis de colorantes y fármacos.
El nitrilo es un compuesto en el que se encuentra un hidrocarburo. El grupo 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 con la fórmula general R-N2-X. Las moléculas contienen un compuesto diazo, entre las cuales las sales aromáticas de diazonio son las más importantes químicamente, es un intermedio para la preparación de colorantes azoicos.
Un compuesto orgánico que contiene un grupo azo (-N=N-). la molécula, representada por la fórmula general R-N=N-R, donde R es un grupo hidrocarbonado, los compuestos azo tienen colores y algunos también se pueden utilizar como colorantes.
Compuestos que se forman reemplazando átomos de hidrógeno. Las moléculas de hidrocarburos de ácido sulfónico con grupos de ácido sulfónico -SO3H pueden representarse como RSO3H. La preparación de ácido sulfónico alifático suele ser indirecta, mientras que el ácido sulfónico aromático se puede preparar directamente mediante una reacción de sulfonación. El agua. El ácido sulfónico aromático es un intermediario importante para la síntesis de colorantes y fármacos.
Los aminoácidos son compuestos en los que el átomo de hidrógeno del grupo hidrocarbonado de la molécula de ácido carboxílico se sustituye por un grupo amino. Según la posición de sustitución de aminoácidos, se puede dividir en α-aminoácidos, β-aminoácidos y γ-aminoácidos. El grupo amino está en el átomo de carbono adyacente al grupo hidroxilo. de proteína. La proteína puede obtener más de 20 alfa-aminoácidos mediante hidrólisis, como glicina, alanina, ácido glutámico, etc., la mayoría de los cuales son L. Tipo α-aminoácidos que requiere el cuerpo humano. los proporcionados por las proteínas de los alimentos, como la lisina, el triptófano, la fenilalanina y la treonina, se denominan "aminoácidos esenciales", mientras que la glicina, la serina, la alanina, el ácido glutámico, etc., pueden convertirse a partir de otras sustancias orgánicas del cuerpo humano. por eso se les llama "aminoácidos no esenciales".
El péptido es un compuesto que se forma al condensar el grupo amino de un aminoácido con el grupo carboxilo de otro aminoácido y perder moléculas de agua. Un péptido formado a partir de dos moléculas de aminoácidos, como dos grupos amino, se llama dipéptido.
Los polipéptidos se forman mediante la condensación de múltiples moléculas de α-aminoácidos y la eliminación de moléculas de agua, que contienen múltiples enlaces peptídicos.
Las proteínas también se llaman priones. Generalmente el peso molecular es superior a 10.000.
La proteína es el componente principal de los organismos vivos y la base de las actividades vitales. La composición, disposición y estructura tridimensional de los aminoácidos en diversas proteínas son diferentes. Actualmente se han dilucidado las secuencias de aminoácidos y las estructuras tridimensionales de muchas proteínas. Las proteínas se pueden dividir en proteínas fibrosas y proteínas globulares según su forma molecular. Fibrina, como seda, lana, pelo, piel, cuernos, pezuñas, 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 se forman combinando proteínas simples con otras sustancias, como proteínas y ácidos nucleicos para formar proteínas de ácido nucleico, proteínas y azúcares para formar glicoproteínas, y proteínas y hemo para formar hemoglobina.
El azúcar también se llama carbohidrato. Polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas y compuestos que pueden hidrolizarse para formar polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. Los azúcares se pueden dividir en monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. Generalmente, la relación entre el número de átomos de hidrógeno y el número de átomos de oxígeno en el azúcar es 2:1, pero el formaldehído CHO no es un azúcar. Ramnosa: C6H12O5 es un azúcar.
Los monosacáridos son los azúcares más simples que no se pueden hidrolizar, como la glucosa (aldosa)
Cuando los oligosacáridos se hidrolizan, pueden generar de 2 a 10 monosacáridos, llamados oligosacáridos. Entre ellos, los disacáridos son los más importantes, como la sacarosa, maltosa, lactosa, etc.
Los polisacáridos también reciben el nombre de polisacáridos. Cuando se hidroliza una molécula de polisacárido se pueden generar más de 10 monosacáridos, llamados polisacáridos, como almidón, celulosa, etc., que pueden expresarse mediante la fórmula general (C6H10O5) n, y N puede ser de cientos a miles.
Los compuestos de alto peso molecular también se denominan “compuestos de alto peso molecular” o “polímeros”. Los pesos moleculares pueden ser de miles o incluso millones. Se puede dividir en compuestos poliméricos naturales y compuestos poliméricos sintéticos. Proteínas, ácidos nucleicos, almidón, celulosa, caucho natural y otros compuestos poliméricos naturales. Compuestos de polímeros sintéticos, como caucho sintético, resina sintética, fibra sintética, plástico, etc. Según su estructura, se puede dividir en compuestos poliméricos lineales de cadena (como caucho, fibra y termoplásticos) y compuestos poliméricos de bloques de red (como plásticos fenólicos y caucho vulcanizado). Según las diferentes reacciones durante el proceso de síntesis, los compuestos poliméricos sintéticos se pueden dividir en polímeros de adición y polímeros de condensación. Los polímeros de adición son compuestos poliméricos producidos mediante polimerización por adición. Los ejemplos incluyen polietileno, cloruro de polivinilo y polipropileno. Los polímeros de condensación son compuestos poliméricos producidos mediante reacciones de polimerización por condensación. Como plástico fenólico, nailon 66, etc.