Німецький хімік-органік. Наукові інтереси — теоретична органічна хімія й органічний синтез. Запропонував циклічну структурну формулу бензену (1865). Синтезував тіооцтову (1854), гліколеву (1856) кислоти, три-фенілметан (1872), антрахінон (1878). Запропонував методи синтезу тіофену. Висловив (1857) думку про валентність як про ціле число одиниць спорідненості, яке має атом. Президент Німецького хімічного товариства (1878, 1886, 1891).
CH4O
молекулярна формула
При складанні молекулярної формули насамперед указують кількість атомів Карбону і Гідрогену, а потім за алфавітним порядком (латинськими назвами елементів) — кількість інших елементів, що входять до складу молекули. Наприклад, для хлороцтової кислоти СlСН2СООН молекулярна формула має вигляд C2H3ClО2.
Молекулярні формули, на відміну від структурних формул, не дають однозначної відповіді про будову речовини. Одній і тій же молекулярній формулі можуть відповідати дві і більше сполук. Так, однакову молекулярну формулу C2H6O мають етиловий спирт C2H5—ОН і диметиловий етер
CH3— O— CH3.
З наведених варіантів зображення молекул частіше застосовують структурні формули, які дозволяють за допомогою певної символіки показати розподіл електронної густини в молекулі, виділити реакційні центри та описати пропонований механізм реакції. Вадою структурних формул є та обставина, що вони не відображають справжнього розташування атомів у просторі. Більш повне уявлення про будову молекул дають стереохімічні формули і молекулярні моделі (див. розд. 5.2.1).
Глава 2
КЛАСИФІКАЦІЯ І НОМЕНКЛАТУРА ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК
КЛАСИФІКАЦІЯ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК
Найважливішими класифікаційними ознаками органічних сполук є будова вуглецевого ланцюга і природа функціональної групи.
Класифікація за будовою вуглецевого ланцюга.Залежно від структури вуглецевого скелета всі органічні сполуки поділяють на дві групи: ациклічні та циклічні. До ациклічних (їх ще називають аліфатичними) належать речовини з відкритим (не-замкненим) ланцюгом. За будовою вуглеводневого скелета молекули розрізняють насичені і ненасичені аліфатичні сполуки. Насичені містять тільки прості зв'язки, ненасичені — кратні (подвійні і потрійні) вуглець-вуглецеві зв'язки:
циклічні органічні сполуки містять у своїй структурі замкнені ланцюги атомів — цикли. Залежно від природи атомів, що входять до складу циклу, їх поділяють на карбоциклічні та гетероциклічні сполуки.
У молекулах карбоциклічних сполук цикли складаються лише з атомів Карбону:
Н
н9с-сн9 не-" ^
2/ \ II
сн2 _3 н
карбоциклічні сполуки
Група карбоциклів поєднує два типи органічних речовин, що істотно відрізняються за хімічними властивостями,— аліциклічні та ароматичні.
До аліциклічних сполук належать карбоцикли, що не мають ароматичного характеру. Аліциклічні сполуки за ступенем насиченості поділяють на насичені та ненасичені:
СН2 СН2
н2с-сн2 нх-" ^сн2 нс=сн не-"
2 \ У' 2 2 \ /2 ГІ2^\ У^~'^2 ІА^^^
сн2 сн2 сн2 'сн2
насичені аліциклічні сполуки ненасичені аліциклічні сполуки
Для ароматичних сполук характерна наявність ароматичної системи. Родоначальником ароматичних сполук є бензен.
НС
Глава 2
н
?сн
Не н
бензен
У гетероциклічних сполуках цикли поряд з атомами Карбону містять атоми інших елементів (частіше N, О, S). Гетероциклічні сполуки можуть бути насиченими, ненасиченими та ароматичними:
Н9С — СН,
21 \ 2
н9с—сн не—сн
/ \\ // \\
НСХ /СН
Н9С\ /СН
насичений гетероцикл
ненасичений гетероцикл
ароматичний гетероцикл
Усе вищевикладене можна зобразити у вигляді схеми:
%сґ ' О О
ОРГАНІЧНІ СПОЛУКИ
АЦИКЛІЧНІ СПОЛУКИ
ЦИКЛІЧНІ СПОЛУКИ
КАРБОЦИКЛІЧНІ СПОЛУКИ
ГЕТЕРОЦИКЛІЧНІ СПОЛУКИ
АЛІЦИКЛІЧНІ СПОЛУКИ
АРОМАТИЧНІ СПОЛУКИ
У межах кожного з названих рядів органічні сполуки розподіляються за класами.
Сполуки, молекули яких складаються лише з атомів Карбону і Гідрогену, називають вуглеводнями.
При заміщенні у вуглеводнях одного або кількох атомів Карбону на функціональну групу утворюються інші класи органічних сполук.
Класифікація за природою функціональної групи. Функціональна група — структурний фрагмент молекули, що визначає її хімічні властивості. Наприклад, властивості алкенів визначаються насамперед присутністю подвійного вуглець-вуглецевого зв'язку, карбонових кислот — карбоксильної групи —СООН, спиртів — наявністю гідроксилу —ОН і т. д. За природою функціональної групи вирізняються різноманітні класи органічних сполук, основні з яких наведені в табл. 2.1.
За кількістю та однорідністю функціональних груп органічні сполуки поділяють на моно-, полі- і гетерофункціональні.
Монофункціональні містять одну функціональну групу, поліфункціональні — кілька однакових, а гетерофункціональні — кілька різних груп:
СH3—сн2—ОН
моно функціональна сполука
н2і\г—сн2—сн2—
поліфункціональна сполука
н2і\г—сн2—сн2—он
гетерофункціональна сполука
Усі класи органічних сполук тісно взаємопов'язані. Існує багато шляхів переходу від одних класів до інших через перетворення функціональних груп.