Цікава органічна хімія. Цікаві факти про хімію.

1. В цю саму хвилину Поки Ви читаєте цю статтю, Ваші очі використовують органічна сполука - ретиналь,...
2. органічні сполуки
3. Властивості органічних сполук
4. А як щодо смаку?
5. Органічна хімія і промисловість
6. Це ще не все. Це лише початок
7. Все про надходження на спеціальність Хімічні технології та інженерія
8. продовження навчання
9. Наші галереї
10. Ось кілька останніх статей:

В цю саму хвилину

Поки Ви читаєте цю статтю, Ваші очі використовують органічна сполука - ретиналь, який перетворює світлову енергію в нервові імпульси. Поки Ви сидите в зручній позі, м'язи спини підтримують правильну поставу завдяки хімічним розщепленню глюкози з вивільненням необхідної енергії. Як Ви розумієте, прогалини між нервовими клітинами так само заповнені органічними речовинами - медіаторами (або нейространсміттерамі), які допомагають всім нейронам стати одним цілим. І дана злагоджена система працює без участі Вашої свідомості! Так глибоко, як біологи, тільки хіміки-органіки розуміють, наскільки філігранно створена людина, як логічно влаштовані внутрішні системи органів і їх життєвий цикл. Звідси випливає, що вивчення органічної хімії - основа розуміння нашого життя! А якісне вивчення - це шлях в майбутнє, бо нові ліки створюються насамперед в хімічних лабораторіях. Наша кафедра бажає познайомити Вас ближче з цією прекрасною наукою.

11-цис-ретиналь, поглинає світло

серотонін - нейромедіатор

Органічна хімія як наука

Органічна хімія як наука виникла в кінці дев'ятнадцятого століття. Вона виникла на перехрещення різних сфер життя - від отримання їжі до лікування мільйонів людей, які не підозрюють про роль хімії в їх житті. Хімія займає унікальне місце в структурі розуміння Всесвіту. Це наука про молекулах, але органічна хімія є чимось більшим, ніж це визначення. Органічна хімія в буквальному сенсі сама себе створює, немов росте. Органічна хімія, займаючись вивченням не тільки природних молекул має можливість самій створювати нові речовини, структури, матерії. Дана особливість подарувала людству полімери, барвники для одягу, нові ліки, парфуми. Деякі вважають, що синтетичні матеріали можуть завдати шкоди людині, або бути екологічно небезпечними. Однак, як часом відрізнити чорне від білого, так і встановити тонку грань між «небезпекою для людини» і «комерційною вигодою» дуже складно. У цьому питанні так само допоможе кафедра Органічного синтезу і нанотехнологій (ОСіНТ).

органічні сполуки

Органічна хімія формувалася, як наука про життя, раніше вважалося, що вона сильно відрізняється від неорганічної хімії в лабораторії. Потім вчені вважали, що органічна хімія - це хімія вуглецю, особливо сполук кам'яного вугілля. У наш час органічна хімія об'єднує всі з'єднання вуглецю як живий, так і неживої природи.

Доступні для нас органічні сполуки виходять або з живих організмів, або з викопних матеріалів (нафта, вугілля). Прикладом субстанцій з природних джерел є ефірні масла - ментол (смак м'яти) і цис-жасмон (аромат квіток жасмину). Ефірні масла отримують перегонкою з водяною парою; подробиці розкриються при навчанні на нашій кафедрі.

Уже в 16 столітті був відомий алкалоїд - хінін, який отримують з кори хінного дерева (Південна Америка) і використовують проти малярії.

Єзуїти, що відкрили дане властивість хініну, звичайно ж не знали його структури. Тим більше в ті часи не стояло питання про синтетичному отриманні хініну - що вдалося здійснити лише в 20 столітті! Ще цікава історія, пов'язана з хініном - це відкриття фіолетового пігменту мовеина Вільямом Перкін в 1856 році. Навіщо він це зробив і які результати його відкриття - так само можна дізнатися на нашій кафедрі.

Але повернемося до історії становлення органічної хімії. У 19 столітті (часи У. Перкина) основним джерелом сировини для хімічної промисловості було вугілля. Суха перегонка вугілля давала коксовий газ, який використовувався для обігріву та приготування їжі, кам'яновугільну смолу, багату на ароматичні карбоциклические і гетероциклічні сполуки (бензол, фенол, анілін, тіофен, піридин). На нашій кафедрі Вам розкажуть, чим вони відрізняються і яке вони мають значення в органічному синтезі.

Бензол, піридин, фенол, анілін, тіофен

Фенол має антисептичні властивості (тривіальне назва - карболова кислота), а анілін став основою розвитку барвистою промисловості (отримання анілінових барвників). Дані барвники як і раніше комерційно доступні, наприклад, Бісмарк-Браун (коричневий) показує, що більша частина ранніх праць з хімії була проведена в Німеччині:

Бісмарк-Браун

Однак в 20 столітті, нафта випередила вугілля в якості основного джерела органічної сировини і енергії, тому газоподібні метан (природний газ), етан, пропан стали доступним енергетичним ресурсом.

У той же час, хімічна промисловість розділилася на масову і тонку. Перша займається виробництвом фарб, полімерів - речовин, які не мають складну будову, однак, вироблених у величезній кількості. А тонка хімічна промисловість, правильніше сказати - тонкий органічний синтез займається отриманням ліків, ароматів, смакових добавок, в набагато менших обсягах, що, однак більш прибутково. В даний час відомо близько 16 мільйонів органічних сполук. Скільки ще можливо? У цій області, органічний синтез не має обмежень. Уявіть собі, що Ви створили найдовшу алкільну ланцюг, однак Ви можете легко додати ще один вуглецевий атом. Цей процес нескінченний. Але не слід думати, що всі ці мільйони з'єднань - звичайні лінійні вуглеводні; вони охоплюють всі види молекул з дивно різноманітними властивостями.

аліфатичні сполуки

Властивості органічних сполук

Які ж фізичні властивості органічних сполук?

Вони можуть бути кристалічними як цукор, або пластичними як парафін, вибухонебезпечними як ізооктан, летючими як ацетон.

Забарвлення з'єднань так само може бути найрізноманітніша. Людство вже стільки синтезувало барвників, що створюється враження, що вже не залишилося таких кольорів, які не можна отримати за допомогою синтетичних барвників.

Наприклад, можна скласти таку таблицю яскраво забарвлених речовин:

Однак крім цих характеристик, органічні речовини мають запах, який допомагає їх диференціювати. Цікавий приклад - захисна реакція скунсів. Запах секрету скунсів обумовлюють сірчисті з'єднання - Меркаптани:

Компоненти секретів скунсів

Але найжахливіший запах був «пронюхали» в місті Фрайбурзі (1889), під час спроби синтезу тіоацетона розкладанням тримера, коли довелося евакуювати населення міста, оскільки «неприємний запах, яких швидко поширився по великій площі в місті, викликає непритомність, блювоту і тривожні стани ». Лабораторію закрили.

Але цей досвід вирішили повторити хіміки наукової станції Ессо (Esso) на південь від Оксфорда. Передамо їм слово:

«Останнім часом, проблеми запаху вийшли за межі наших гірших очікувань. За часів ранніх експериментів, пробка вискочила з пляшки з відходами та одразу була замінена, а наші колеги із сусідньої лабораторії (200 ярдів) негайно відчули нудоту і блювоту.

Двоє з наших хіміків, які просто вивчали крекінг незначних кількостей трітіоацетона знайшли себе як об'єкт ворожих поглядів в ресторані і були осоромлені, коли офіціантка застосувала дезодорант навколо них. Запахи «кинули виклик» очікуваним ефектів розведення, оскільки працівники лабораторії не вважали запахи нестерпними ... і по-справжньому заперечували свою відповідальність, так як вони працювали в закритих системах. Щоб переконати їх у зворотному, вони були розподілені з іншими спостерігачами по всій території лабораторії на відстанях до чверті милі. Потім одна крапля ацетон гем-дитіол, а пізніше маточного розчину перекристалізації трітіоацетона була розміщена на годинному склі в витяжній шафі. Запах був виявлений за вітром в лічені секунди ». Тобто запах цих сполук посилюється при зниженні концентрації.

Існує два претендета на цю жахливий сморід - дитіол пропан (вищевказаний гем-дитіол), або 4-метил-4сульфаніл-пентанон-2:

Навряд чи хтось знайдеться щоб визначити з них лідера.

Однак, неприємний запах має свою область застосування. Природний газ, що надходить в наші будинки містить невелику кількість ароматизатора - третбутіл тіолу. Невелика кількість - це стільки, що люди здатні відчути одну частину тіолу в 50 мільярдах частин метану.

Навпаки, деякі інші сполуки мають чудові запахи. Щоб спокутувати честь сірчистих сполук ми повинні послатися на трюфель, який хрюшки можуть понюхати через метр грунту і чий смак і запах настільки чудові що вони коштують дорожче, ніж золото. За аромат троянд відповідають дамаскенони. Якщо Ви маєте можливість понюхати запах однієї краплі, то Ви, ймовірно, будете розчаровані, так як вона пахне як скипидар, або камфора. А на наступний ранок Ваш одяг (і Ви в тому числі) будете дуже сильно пахнути трояндами. Так само, як і трітіоацетон, цей запах посилюється при розведенні.

Компонент аромату трюфелів

Демаскенон - аромат троянд

А як щодо смаку?

Всім відомо, що діти можуть спробувати на смак побутову хімію (засіб для чищення ванни, туалету і т.д.). Перед хіміками постало завдання, щоб нещасні діти більше не захотіли спробувати якусь хімію в яскравій пакувал. Зверніть увагу, що це складне з'єднання є сіллю:

Бітрекс денатоніум бензоат

Деякі інші речовини надають «дивне» вплив на людину, викликаючи комплекси психічних відчуттів - галюцинації, ейфорію і т.д. До них відносяться наркотики, етиловий спирт. Вони дуже небезпечні, тому що викликають залежність і знищують людину як особистість.

Давайте не забувати і про інших істот. Відомо, що кішки люблять спати в будь-який час. Нещодавно вчені отримали з спинномозкової рідини бідних кішок речовина, що дозволяє їм швидко засипати. Воно так само діє і на людину. Це дивно просте з'єднання:

Ініціатор сну - цис-9,10-октадеценоамід

Подібна структура, що носить назву коньюгированной Линолевая Кислота (КЛК) володіє протипухлинними свойствми:

КЛК- протираковий засіб цис-9-транс-11 сполучена лінолева кислота

Ще одна цікава молекула - ресвератол, може бути відповідає за благотворний вплив червоного вина в профілактиці серцевих захворювань:

Ресвератол з шкурки виноградинок

В якості третьої прикладу «їстівних» молекул (після КЛК і ресвератрола) візьмемо вітамін С. Моряки далекого плавання часів епохи Великих географічних відкриттів страждали на захворювання скорбут (цингу), коли відбуваються дегенеративні процеси м'яких тканин, особливо ротової порожнини. Брак цього вітаміну і викликає цингу. Аскорбінова кислота (тривіальне назва вітаміну С) є універсальним антиоксидантом, вона нейтралізує вільні радикали, захищаючи людей від раку. Деякі вважають, що великі дози вітаміну С захищають нас від застуди, але це ще не доведено.

Вітамін С

Органічна хімія і промисловість

Витами С у великих колличествах отримують в Швейцарії, на фармацевтичному заводі Roshe (не плутати з Рошен). У всьому світі обсяги промисловості органічного синтезу обчислюються як кілограмів (дрібнотоннажні виробництва), так і мільйонами тонн (великотоннажні виробництва). Це гарна новина для студентів-органиков, тому що дефіциту робочих місць (так само як і надлишку випускників) тут немає. Іншими словами професія інженера-хіміка дуже актуальна.

Деякі прості з'єднання можна отримувати як з нафти, так і з рослин. Етиловий спирт використовують як сировину для отримання гуми, пластмас, інших органічних сполук. Його можна отримати каталітичної гідратацією етилену (з нафти), або шляхом ферментації відходів цукрової промисловості (як в Бразилії, де використання етанолу в якості палива дозволило поліпшити екологічну ситуацію).

Варто окремо згадати полімерну промисловість. Вона поглинає найбільшу частину продуктів переробки нафти в вигляді мономерів (стирол, акрилати, вінілхлорид, етилен). Виробництво синтетичних волокон має оборот більш ніж 25 мільйонів тонн на рік. В отримання полівінілхлориду залучено близько 50 000 людей з річним випуском 20 мільйонів тонн.

Слід так само згадати виробництво клеїв, герметиків, покриттів. Наприклад, відомим суперклеєм (на основі метил цианоакрилата) Ви можете приклеїти майже все.

Ціаноакрилат - основний компонент суперклею

Мабуть, найбільш відомим барвником є індиго, який раніше виділяли з рослин, а зараз отримують синтетично. Індиго - це колір синіх джинсів. Для забарвлення поліефірних волокон використовуються, наприклад, бензодіфуранони (як дісперсол), які надають тканині відмінний червоний колір. Для фарбування полімерів використовують фталоцианинов у вигляді комплексів з залізом, або міддю. Вони так само знаходять застосування в якості компонента активного шару CD, DVD, Blu Ray дисків. Новий клас «високопродуктивних» барвників на основі DPP (1,4-diketopyrrolo [3,4-c] pyrroles) розроблений Ciba-Geidy.

індиго

Фотографія спочатку була чорно-білою: галоїди срібла взаємодіючи зі світлом вивільняли атоми металу, які і відтворювали зображення. Пофарбовані фотографії в кольоровій плівці марки Кодак виникали як наслідок хімічної реакції між двома безбарвними реагентами. Один з них, як правило ароматичний амін:

Від фотомистецтва можна легко перейти в солодке життя.

Підсолоджувачі, такі як класичний цукор отримують у величезних масштабах. Інші підсолоджувачі, як аспартам (1965) і сахарин (1879) виробляються в аналогічних обсягах. Аспартам являє собою дипептид з двох натуральних амінокислот:

Фармацевтичні компанії виробляють лікарські субстанції від багатьох хвороб. Прикладом комерційно успішного, революційного препарату є Ранитидин (від виразкової хвороби) і Силденафіл (Віагра, сподіваємося Ви в курсі кому і навіщо вона потрібна).

Успіх цих препаратів пов'язаний як з лікувальною ефективністю, так і прибутковістю:

Це ще не все. Це лише початок

Ще залишилося багато цікавого про органічної хімії, тому навчання на кафедрі ОСіНТ є пріоритетним не тільки для любителів хімії, а й для абітурієнтів, яким цікавий навколишній світ, які бажають розширити рамки свого сприйняття і розкрити свій потенціал.

Все про надходження на спеціальність Хімічні технології та інженерія

надходження
на 1 курс

Все найважливіше для абітурієнта
дивіться тут

Детальніше

продовження навчання

Надходження на 2-4 курс, в магістратуру та аспірантуру. Всі форми навчання!

Детальніше

Наші
галереї

Краще 1 раз побачити
Ніж 100 разів почути!
Дивіться наші фотографії

Детальніше

Ось кілька останніх статей:

• 

  Говорили про те який буває етиловий спирт з чого його роблять, як фальсифікують і проводять аналізи, і чого варто остерігатися. ...

• 

  Гліцерин застосування - харчові продукти, косметика і вибухові речовини Читаючи етикетки косметичних засобів, ми часто помічаємо в їх складі гліцерин. ...

• 

  Не так давно Пепсі оголосила, що вони більше не будуть використовувати підсолоджувач аспартам, штучний цукрозамінник, в дієтичної Пепсі (на території ...

• 

  За доброю традицією зустріч Нового року у більшості людей не обходиться без відкритої пляшки шампанського. Напій в келиху з його ...

• 

  СКЛАД БАРВИ ДЛЯ ВОЛОССЯ барвники І ПІГМЕНТИ Сьогодні, стійка фарба для волосся широко використовуються, або щоб прикрити сиве волосся, або ...

Поділитися