สารประกอบของธาตุคาร์บอนนั้นมีลักษณะพิเศษหลากหลายและคุณสมบัติเฉพาะ การได้มาซึ่งการทดสอบคุณสมบัติและการใช้งานจริงเป็นความสนใจของเคมีอินทรีย์ เป็นสาขาวิทยาศาสตร์ที่มีการพัฒนาอย่างเข้มข้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ของเคมีอินทรีย์ถูกนำมาใช้โดยสาขาวิชาต่างๆ เช่น เภสัชศาสตร์ การแพทย์ หรือพันธุศาสตร์

เคมีของสารประกอบอินทรีย์

ประเด็นสำคัญที่เกี่ยวกับเคมีอินทรีย์ ได้แก่ การสังเคราะห์ การแยก และการทดสอบคุณสมบัติของสารประกอบอินทรีย์ ในตอนแรกคิดว่าสารเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้ในร่างกายมนุษย์เท่านั้น ทฤษฎีดังกล่าวถูกหักล้างเนื่องจากการสังเคราะห์ยูเรียในสภาพห้องปฏิบัติการ สารประกอบอินทรีย์ชนิดแรกได้รับการตรวจสอบและจำแนกลักษณะแล้วตั้งแต่ศตวรรษ ^ที่ 12 เมื่อเวลาผ่านไป มีการค้นพบสารประกอบเพิ่มเติมพร้อมกับคุณสมบัติของมัน เหตุการณ์สำคัญที่ส่งผลต่อการพัฒนาเคมีอินทรีย์มีดังนี้:

• การพัฒนาวิธีการวิเคราะห์สารอินทรีย์โดย A. Lavosier ในปี 1784 เกี่ยวข้องกับการเผาสารประกอบอินทรีย์จำนวนเล็กน้อยในหลอดไฟขนาดเล็กที่ลอยอยู่บนพื้นผิวของปรอทในภาชนะบรรจุอากาศที่อุดมด้วยออกซิเจน ผลิตภัณฑ์จากการเผาดังกล่าวระบุองค์ประกอบโดยประมาณ
• การวิเคราะห์ก๊าซไฮโดรคาร์บอนโดยการเผาในออกซิเจน ดำเนินการโดย J. Dalton ในปี 1804 การทดลองอนุญาตให้สร้างสูตรของมีเทนและเอทิลีน
• การแยกมอร์ฟีนออกจากฝิ่นดำเนินการโดย F. Sertuner ในปี 1805 สิ่งนี้ทำให้เราพิสูจน์การมีอยู่ของฐานอินทรีย์ที่มีไนโตรเจน

องค์ประกอบของสารประกอบอินทรีย์ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยธาตุต่างๆ เช่น คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ซัลเฟอร์ ไนโตรเจน และ คลอรีน การปรากฏตัวของพวกเขาสามารถพิสูจน์ได้โดยการสังเกตกระบวนการให้ความร้อน สารประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่ไม่เสถียรทางความร้อน ดังนั้นพวกมันจึงแตกตัว ผลิตภัณฑ์ของการแตกตัวดังกล่าวคือสารประกอบอนินทรีย์อย่างง่าย เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ แอมโมเนีย หรือซัลเฟอร์ไดออกไซด์ นอกจากนี้ เรามักจะพบธาตุบริสุทธิ์ (คาร์บอน ไฮโดรเจน หรือไนโตรเจน) การเผาสารประกอบอินทรีย์ในที่ที่มีออกซิเจนหรืออากาศ รวมทั้งการเกิดออกซิเดชันของสารประกอบอินทรีย์ ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์บางอย่าง การก่อตัวของ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO ₂ ) พิสูจน์ว่าสารอินทรีย์ประกอบด้วยคาร์บอน การก่อตัวของน้ำ (H ₂ O) – ไฮโดรเจน การก่อตัวของไซยาโนเจนไอออน (CN ^– ) – ไนโตรเจน การก่อตัวของคลอไรด์ไอออน (Cl ^– ) – คลอรีน ฯลฯ

ถ้าเราทราบองค์ประกอบของสารประกอบอินทรีย์และปริมาณร้อยละของส่วนประกอบแต่ละชนิด เราสามารถจดบันทึกสูตรโมเลกุลได้

สมบัติและการประยุกต์ใช้สารประกอบในเคมีอินทรีย์

สารประกอบอินทรีย์ซึ่งเป็นเรื่องของเคมีอินทรีย์มีคุณสมบัติและคุณสมบัติหลายอย่างที่แตกต่างจากสารประกอบอนินทรีย์อย่างชัดเจน คุณสมบัติเหล่านี้แตกต่างกันอย่างมากตามกลุ่มของสาร (เช่น แอลกอฮอล์ แอลเคน อีเทอร์ ฯลฯ) และโครงสร้างของโมเลกุล (ความยาวของสายโซ่หรือจำนวนของหมู่แทนที่) คาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักที่สร้างสารประกอบเหล่านี้ มีเพียงไม่กี่ตัวเท่านั้นที่มีคาร์บอนอะตอมเดียว ส่วนอื่นประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนหลายสิบหรือหลายร้อยอะตอม สิ่งนี้บ่งชี้ถึงความหลากหลายของสารประกอบในเคมีอินทรีย์

อะตอมที่มีอยู่ในโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์มักจะเชื่อมโยงกันด้วยพันธะโควาเลนต์ (แบบโพลาไรซ์หรือไม่โพลาไรซ์) ด้วยเหตุนี้ในสารละลายน้ำจึงไม่แตกตัวเป็นไอออนและไม่นำไฟฟ้า วาเลนซ์ของคาร์บอนในสารประกอบอินทรีย์เท่ากับ 4 . คาร์บอนสร้างพันธะเดี่ยว คู่ หรือสามพันธะกับองค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ การมีพันธะหลายตัวจะเพิ่มระดับความไม่อิ่มตัวของสารประกอบอินทรีย์ เนื่องจากความสามารถของธาตุคาร์บอนในการสร้างการเชื่อมโยงที่มั่นคงระหว่างอะตอม สารอินทรีย์จึงมักประกอบด้วยวงแหวนและสายโซ่ที่มีความยาวและรูปร่างต่างกัน

สารอินทรีย์มี ความไวค่อนข้างมากต่ออุณหภูมิสูงและออกซิเดชัน ในบางสภาวะโครงสร้างจะถูกทำลายได้ง่าย จากนั้นจะสลายตัวหรือผ่านการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ส่วนใหญ่สลายตัว ละลาย หรือระเหิดที่อุณหภูมิเกิน 300ᵒC

ความสามารถในการละลายของสารประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับโครงสร้างโมเลกุล ชนิดและจำนวนของหมู่แทนที่ และขึ้นอยู่กับตัวทำละลาย อะตอมแต่ละตัวในโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์เชื่อมโยงกันด้วยพันธะโควาเลนต์ที่มีขั้วหรือไม่มีขั้ว (อิเล็กตรอนคู่ทั่วไปจะถูกเลื่อนไปยังอะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวีตีสูงกว่า) ดังนั้นสารประกอบเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสารที่มีขั้วและไม่มีขั้ว ตามกฎ “สิ่งที่ละลายได้เหมือนกัน” สารที่มีขั้วจะละลายอย่างรวดเร็วในตัวทำละลาย เช่น น้ำหรือ เมทานอล สารเหล่านี้ส่วนใหญ่รวมถึงสารประกอบสายสั้นซึ่งประกอบด้วยหมู่ไฮดรอกซิล คาร์บอกซิล หรือเอสเทอร์หนึ่งหมู่หรือหลายหมู่ ในทำนองเดียวกัน สารประกอบที่ไม่มีขั้ว (มีสายโซ่คาร์บอนยาวและปกติไม่มีหมู่แทนที่) สามารถละลายได้อย่างอิสระในหมู่แทนที่ไม่มีขั้ว เช่น เบนซิน โทลูอีน หรือเฮกเซน

เคมีอินทรีย์เป็นสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ที่มีการจัดระเบียบอย่างดี สารประกอบอินทรีย์ซึ่งได้รับการวิเคราะห์ในฟิลด์นั้น จะผ่านปฏิกิริยาที่ทำงานตามกลไกที่กำหนด ลักษณะปฏิกิริยาหลักของเคมีอินทรีย์ ได้แก่ :

• ส่วนที่เพิ่มเข้าไป,
• การแทน,
• กำจัด
• จัดเรียงใหม่,
• ปฏิกิริยาที่รุนแรง

การสังเคราะห์ทางอุตสาหกรรมเคมีอินทรีย์

การสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ในระดับอุตสาหกรรมมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับกระบวนการที่ใช้เทคโนโลยีอนินทรีย์ การติดตั้งที่ใช้ในการรับผลิตภัณฑ์อินทรีย์และอนินทรีย์มักสร้างขึ้นภายในโรงงานผลิตแห่งเดียว เนื่องจากการใช้หรือการผลิตทั้งสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ในกระบวนการเดียว

อุตสาหกรรมการสังเคราะห์สารอินทรีย์ในปัจจุบันประกอบด้วย:

• ปิโตรเคมีสังเคราะห์,
• การประมวลผลของก๊าซสังเคราะห์
• การผลิตและการแปรรูปไฮโดรคาร์บอน

การสังเคราะห์เชิงอุตสาหกรรมในเคมีอินทรีย์เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตสารประกอบอินทรีย์ที่มีโครงสร้างค่อนข้างง่ายในปริมาณมาก ใช้เป็นตัวทำละลายหรือสารตั้งต้น ส่วนใหญ่ยังนำไปใช้เป็นวัตถุดิบในกระบวนการทางเทคโนโลยีอื่นๆ เช่น การผลิต พลาสติก ยา สีย้อม สาร ลดแรงตึงผิว หรือเรซินสังเคราะห์ นอกจากการผลิตก๊าซสังเคราะห์และไฮโดรคาร์บอนแล้ว เทคโนโลยีอินทรีย์ยังเน้นไปที่การผลิตแอลกอฮอล์ในอุตสาหกรรม (เมทานอล เอทานอล โพรพานอล ฯลฯ) อะซิติกอัลดีไฮด์ ฟอร์มาลดีไฮด์ กรดคาร์บอกซิลิก ฟีนอล และสารประกอบคลอโรอินทรีย์