Organiska kemister precis som vanliga människor nyckelring

Ekologisk kemi är en disciplin inom kemin som omfattar en vetenskaplig studie av strukturen, egendom, sammansättningen, reaktionerna och beredningen (genom syntes eller av andra elak) av kolbaserade föreningar, kolväten och derivat av dessa föreningar. Dessa föreningar kan innehålla valfritt antal andra inslag, t.ex. väte, kväve, syre, halogener samt fosfor, kisel och svavel. De organiska föreningarna är strukturellt olika, och spridningen av organiska föreningar är enorm. De utgör grunden för, eller är viktiga beståndsdelar i många produkter (plast, narkotika, petrokemikalier, livsmedel, sprängämnen, färger, till namn men några få) och utgör, med mycket få undantag, grunden för alla livsprocesser i världen. Den ekologiska kemin utvecklas, liksom alla vetenskapsområden, med särskild vågar av innovation. Dessa innovationer motiveras av praktiska överväganden och av teoretiska innovationer. Området stöds emellertid ekonomiskt av de mycket stora användningsområdena inom biokemi, polymervetenskap, farmaceutisk kemi och jordbrukskemikalier. I början av 1800-talet ansåg kemisterna i allmänhet att föreningar från levande organismer var alltför komplexa för att kunna erhållas syntetiskt. Enligt vitalismen har det ekologiska materialet fått en "vital styrka". De kallade dessa föreningar "organiska" och inriktade sina undersökningar på oorganiska material som föreföll lättare att studera.[citat behövdes] Under första hälften av 1800-talet insåg man att organiska föreningar faktiskt kunde syntetiseras i laboratoriet. Ungefär 1816 inledde Michel Chevreul en studie av tvål från olika tjockar och alkali. Han separerade de olika syror som tillsammans med alkali producerade tvålen. Eftersom alla dessa var enskilda föreningar visade han att det var möjligt att göra en kemisk förändring i olika tjockar (som traditionellt har kom från organiska källor) och producera nya föreningar utan "vitalkraft". 1828 tillverkade Friedrich Wöhler den organiska kemiska urea (karbamid), en urinbeståndsdel, från det oorganiska ammoniumcyanatet NH4OCN, i det som nu kallas Wöhler-syntesen. Även om Wöhler både vid denna tidpunkt och efteråt var försiktig med att hävda att han därigenom hade förstört teorin om vitalt våld, har historikerna sett denna händelse som vändpunkt. Ett underbart nästa steg togs 1856 när William Henry Perkin, när han försökte tillverka kinin, återigen av misstag kom för att tillverka den organiska färgämne som nu kallas Perkins mauve, som genom att generera enorma summor pengar ökade intresset för organisk kemi betydligt. Det avgörande genombrottet för organisk kemi var begreppet kemisk struktur, som utvecklades oberoende och samtidigt av Friedrich August Kekule och Archibald Scott Couper 1858. Båda manar föreslog att kolatomer med tetravalent kolatomer skulle kunna knytas till varandra för att bilda en kollattit, och att det detaljerade mönstren av atombindning skulle kunna urskiljas genom skickliga tolkningar av lämpliga kemiska reaktioner. Den organiska kemins historia fortsatte med upptäckten av petroleum och dess separation i fraktioner enligt kokområden. Omvandlingen av olika sammansatta typer eller enskilda föreningar genom olika kemiska processer skapat den petrokemiska industrin, som med framgång tillverkade regenatgummi, olika organiska bindemedel, egendom-modifierande petroleumtillsatser och plast. Läkemedelsindustrin började under 1800-talets sista decennium när tillverkningen av acetylsalicylsyra (mer allmänt kallad acetylsalicylsyra) inleddes Tyskland av Bayer. Första gången ett läkemedel systematiskt förbättrades var med arfenamin (Salvarsan). Ett stort antal derivat av det farligt giftiga atoxylet undersöktes av Paul Ehrlich och hans grupp, och den förening som har de bästa egenskaperna i fråga om effektivitet och toxicitet valdes ut för produktion. Även om exempel på organiska reaktioner och tillämpningar i tidigt ofta var serendipitösa, bevittnade den senare hälften av 1800-talet mycket systematiska undersökningar av organiska föreningar. Med början på 1900-talet möjliggjorde den organiska kemins framsteg syntesen av mycket komplexa molekyler genom flerstegsförfaranden. Samtidigt uppfattades polymerer och enzymer som stora organiska molekyler, och petroleum visade sig vara av biologiskt ursprung. Processaa för att hitta nya syntesvägar för en given förening kallas total syntes. Sammanlagd syntes av komplexa naturliga föreningar som började med urea, ökade i komplexitet med glukos och terpineol, och 1907 kommersialiserades den totala syntesen första gången av Gustaf Komppa med kamfer. Läkemedelsfördelarna har varit betydande, till exempel har kolesterolrelaterade föreningar öppnat sätt att synta komplexa humana hormoner och deras modifierade derivat. Sedan början av 1900-talet har komplexiteten i de totala synteserna ökat, med exempel som lysergisyra och vitamin B12. Dagens mål innehåller tiotals stereotyper som måste synkroniseras korrekt med asymmetrisk syntes. Biokemi, kemi av levande organismer, deras struktur och interaktioner in vitro och inom levande system har bara börjat på 1900-talet och öppnat ett nytt kapitel i organisk kemi med enorm räckvidd. Biokemi, liksom organisk kemi, är främst inriktat på föreningar som också innehåller kol. Eftersom organiska föreningar ofta förekommer som blandningar, har man också utvecklat en rad tekniker för att bedöma renheten, särskilt viktiga som kromatografiska tekniker som HPLC och gaskromatografi. Traditionella separationsmetoder är destillation, kristallisering och lösningsmedelsextraktion. Organiska föreningar har traditionellt karakteriserats av en rad kemiska tester, så kallade "blöt methods", men sådana tester har i stor utsträckning flyttats bort genom spektroskopiska eller andra datorintensiva analysmetoder. De viktigaste analysmetoderna anges i ungefärlig funktionsordning: ・ Kärnmagnetisk resonans (NMR) är den mest använda tekniken, som ofta medger fullständig tilldelning av atomanslutning och även stereokemi med hjälp av korrelationsspektroskopi. De huvudsakliga atomerna i organisk kemi - väte och kol - finns naturligt med NMR-reflekterande isotoper, 1H respektive 13C. ・ Elementär analys: En destruktiv metod som används för att bestämma en molekyls elementära sammansättning. Se även masspektrometri nedan. ・ Masspektrometri anger en förenings molekylvikt och, från fragmenteringen mönster, dess struktur. Högupplöst masspektrometri kan vanligtvis identifiera den exakta formeln för en förening och används i stället för elementär analys. Tidigare var masspektrometrin begränsad till molekyler av neutralt som uppvisar viss flyktighet, men avancerad joniseringsteknik gör det möjligt för en att uppnå "massspec" för praktiskt taget alla organiska föreningar. ・ Kristallografi är en otvetydig metod för bestämning av molekylgeometri, under förutsättning att det finns enstaka kristaller av materialet och att kristallen är representativ för provet. Med högautomatiserad software kan en struktur bestämmas inom några timmar efter det att en lämplig kristall erhållits. Traditionella spektroskopiska metoder som infraröd spektroskopi, optisk rotation, UV/VIS-spektroskopi ger relativt ospecifik strukturell information men förblir i använda för specifika typer av föreningar. Ytterligare metoder beskrivs i artikeln om analytisk kemi. Fysisk egendom av organiska föreningar som typiskt är av intresse omfattar både kvantitativa och kvalitativa egenskaper. Kvantitativa uppgifter omfattar smälter punkt, kokpunkt och brytningsindex. Kvalitativt egendom omfattar lukt, löslighet och färg. Smälter och kokar egendom I motsats till många oorganiska material smälter organiska föreningar vanligtvis och många kokar. Tidigare gav smälter (m.p.) och kokpunkt (b.p.) viktiga uppgifter om organiska föreningars renhet och identitet. Smälter- och kokpunkterna korrelerar med molekylernas polaritet och deras molekylvikt. Vissa organiska föreningar, särskilt symmetriska sådana, dvs. kalk, avdunstar utan att smälter. Ett välkänt exempel på en sublimerbar organisk förening är paradiklorbensen, den avskyvärda beståndsdelen i mothbullar. Organiska föreningar är vanligtvis inte särskilt stabila vid temperaturer över 300 °C, även om det finns vissa undantag. Organiska föreningar av löslig Neutralt tenderar att vara hydrofoba, dvs. de är mindre lösliga i vatten än i organiska lösningsmedel. Undantag omfattar organiska föreningar som innehåller joniserbara grupper samt lågmolekylviktsalkoholer, aminer och karboxylsyror där vätebindning förekommer. Organiska föreningar tenderar att upplösas i organiska lösningsmedel. Lösningsmedel kan vara antingen rena ämnen som eter eller etylalkohol, eller blandningar, t.ex. paraffinlösningsmedel såsom olika petroleumetrar och vit sprit, eller ett urval av rena eller blandade aromatiska lösningsmedel som erhållits från petroleum- eller tjärfraktioner genom fysisk separation eller kemisk omvandling. Lösligheten i de olika lösningsmedlen beror på typen av lösningsmedel och om det finns funktionella grupper. Ange egendom Olika specialiserade egendom är av intresse beroende på användningssätt, t.ex. termomekanisk och elektromekanisk såsom piezoel, elektrisk ledningsförmåga (se organiskt metall) och elektrooptisk (t.ex. icke-linjär optik) egendom. Av historiska skäl är egendom främst subjekt inom polymervetenskap och materialvetenskap. Namnen av organiska föreningar är antingen systematisk, följer logiskt av en uppsättning regler, eller icke-systematisk, och följer olika traditioner. Systematisk nomenklatur fastställs i rekommendationer från IUPAC. Systematisk nomenklatur börjar med namn för en moderstruktur inom den intressanta molekylen. Detta överordnade namn ändras sedan av prefix, suffix och nummer för att på ett otvetydigt sätt förmedla strukturen. Med tanke på att miljontals organiska föreningar är kända kan en sträng använda av systematiskt namn vara besvärlig. IUPAC-rekommendationerna följs därför noggrannare för enkla föreningar, men inte för komplexa molekyler. För att använda det systematiska namngivningssystemet måste man känna till moderstrukturernas strukturer och namn. Överordnade strukturer omfattar icke-substituerade kolväten, heterocyklar och monofunktionaliserade derivat av dessa. Icke-systematisk nomenklatur är enklare och entydig, åtminstone för organiska kemister. Icke-systematiska namn anger inte ämnets struktur. Icke-systematiskt namn är vanligt för komplexa molekyler, som omfattar de flesta naturprodukter. Det informella namnet lysergisyradietylamid namnges systematiskt (6aR,9R)-N,N-dietyl-7-metyl-4,6,6a,7,8,9-hexahydroindolo-[4,3-fg] kinolin-9-karboxamid. I och med den ökade användan av datoranvändning har andra namngivningsmetoder utvecklats som maskiner ska tolka. Två populära format är SMILES och InChI. Strukturella molekyler från teckning beskrivs oftare av teckning eller strukturella formler, kombinationer av teckning och kemiska symboler. Den vinkla formuleringen är enkel och entydig. I detta system representerar ändpunkterna och skärningspunkterna för varje linje ett kol, och väteatomer kan antingen anges uttryckligen eller antas förekomma såsom implicit av tetravalent kol. Skiljningen av organiska föreningar med teckning förenklas avsevärt av att kol i nästan alla organiska föreningar har fyra bindningar, syre två, väte ett och kväve tre.