ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ
- ఒక ఆర్గానిక్ సమ్మేళనం యొక్క మూడు ప్రాతినిధ్యాలు, 5α-డైహైడ్రోప్రొజెస్టెరాన్ (5α-DHP), ఒక స్టెరాయిడ్ హార్మోన్. రంగును చూపే అణువుల కోసం, కార్బన్ పరమాణువులు నలుపు రంగులో, హైడ్రోజన్లు బూడిద రంగులో మరియు ఆక్సిజన్లు ఎరుపు రంగులో ఉంటాయి. లైన్ యాంగిల్ ప్రాతినిధ్యంలో, ప్రతి లైన్ చివర మరియు బహుళ లైన్ల శీర్షం వద్ద కార్బన్ పరమాణువులు ఉన్నట్లు భావించబడుతుంది, మరియు మిగిలిన అవసరమైన వాలెన్స్‌లను (4 వరకు) భర్తీ చేయడానికి హైడ్రోజన్ పరమాణువులు ఉన్నట్లు భావించబడుతుంది.
-
లైన్-యాంగిల్ ప్రాతినిధ్యం -
బాల్-అండ్-స్టిక్ ప్రాతినిధ్యం -
స్పేస్-ఫిల్లింగ్ ప్రాతినిధ్యం
ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ (Organic chemistry) అనేది కెమిస్ట్రీలోని ఒక ఉపశాఖ (subdiscipline). ఇది ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాలు (organic compounds) మరియు ఆర్గానిక్ పదార్థాలు (organic materials) (అంటే కార్బన్ పరమాణువులను కలిగి ఉన్న వివిధ రూపాల్లోని పదార్థం) యొక్క నిర్మాణం, ధర్మాలు మరియు చర్యల గురించి చేసే శాస్త్రీయ అధ్యయనం.[1] ఇది ఆర్గానిక్ పదార్థాల యొక్క నిర్మాణ ఫార్ములాను నిర్ణయించడానికి వాటి నిర్మాణాన్ని అధ్యయనం చేయడం, భౌతిక మరియు రసాయన ధర్మాలను విశ్లేషించడం మరియు ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాల ప్రవర్తనను అర్థం చేసుకోవడానికి వాటి రసాయన చర్యాశీలతను మూల్యాంకనం చేయడం వంటి అంశాలను కలిగి ఉంటుంది. ఆర్గానిక్ చర్యల అధ్యయనంలో సహజ ఉత్పత్తులు, ఔషధాలు మరియు పాలిమర్లు యొక్క రసాయన సంశ్లేషణ (chemical synthesis) మరియు ప్రయోగశాలలో లేదా సిద్ధాంతపరమైన (in silico) అధ్యయనాల ద్వారా వ్యక్తిగత ఆర్గానిక్ అణువుల అధ్యయనం ఉంటాయి.
ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీలో అధ్యయనం చేయబడే రసాయనాల పరిధిలో హైడ్రోకార్బన్లు (కేవలం కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్ మాత్రమే కలిగి ఉన్న సమ్మేళనాలు) మరియు కార్బన్ ఆధారిత సమ్మేళనాలు ఉంటాయి, కానీ ఇవి ఇతర మూలకాలను కూడా కలిగి ఉంటాయి,[1][2] ముఖ్యంగా ఆక్సిజన్, నైట్రోజన్, సల్ఫర్, ఫాస్పరస్ (అనేక జీవరసాయనాలు - biochemicals లో చేర్చబడ్డాయి) మరియు హాలోజన్లు. ఆర్గానోమెటాలిక్ కెమిస్ట్రీ అనేది కార్బన్–లోహం బంధాలను కలిగి ఉన్న సమ్మేళనాల అధ్యయనం.[3]
ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాలు అన్ని తెలిసిన జీవానికి పునాది మరియు తెలిసిన రసాయనాలలో ఎక్కువ భాగాన్ని కలిగి ఉంటాయి. కార్బన్ యొక్క బంధన నమూనాలు, దాని నాలుగు వాలెన్స్ - సాధారణ సింగిల్, డబుల్ మరియు ట్రిపుల్ బంధాలు, మరియు డీలోకలైజ్డ్ ఎలక్ట్రాన్లు కలిగిన నిర్మాణాలు - ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాల శ్రేణిని నిర్మాణపరంగా వైవిధ్యభరితంగా చేస్తాయి మరియు వాటి అనువర్తనాల పరిధిని అపారంగా చేస్తాయి. ఇవి ఔషధాలు (pharmaceuticals); పెట్రోకెమికల్స్ మరియు అగ్రికెమికల్స్, మరియు వాటి నుండి తయారైన లూబ్రికెంట్లు, ద్రావకాలు; ప్లాస్టిక్లు; ఇంధనాలు మరియు పేలుడు పదార్థాలు వంటి అనేక వాణిజ్య ఉత్పత్తులకు పునాదిగా లేదా భాగాలుగా ఉంటాయి. ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ అధ్యయనం ఆర్గానోమెటాలిక్ కెమిస్ట్రీ మరియు బయోకెమిస్ట్రీ తోనే కాకుండా, మెడిసినల్ కెమిస్ట్రీ, పాలిమర్ కెమిస్ట్రీ మరియు మెటీరియల్స్ సైన్స్ లతో కూడా అతివ్యాప్తి చెందుతుంది.[1]
విద్యాపరమైన అంశాలు
ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ సాధారణంగా కళాశాల లేదా విశ్వవిద్యాలయ స్థాయిలో బోధించబడుతుంది.[4] ఇది చాలా సవాలుతో కూడుకున్న కోర్సుగా పరిగణించబడుతుంది, కానీ విద్యార్థులకు అందుబాటులో కూడా ఉంచబడింది.[5]
చరిత్ర
ప్రధాన వ్యాసం: రసాయన శాస్త్ర చరిత్ర జీవశాస్త్రం మరియు ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ కాలక్రమం
18వ శతాబ్దానికి ముందు, రసాయన శాస్త్రవేత్తలు సాధారణంగా జీవుల నుండి పొందిన రసాయన సమ్మేళనాలు ఒక జీవశక్తిని (vital force) కలిగి ఉంటాయని, అది వాటిని అకర్బన సమ్మేళనాల (inorganic compounds) నుండి వేరు చేస్తుందని నమ్మేవారు. వైటలిజం (జీవశక్తి సిద్ధాంతం) భావన ప్రకారం, ఆర్గానిక్ పదార్థం ఒక "జీవశక్తి"ని కలిగి ఉంటుంది.[6] పంతొమ్మిదవ శతాబ్దపు మొదటి భాగంలో, ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాలపై కొన్ని మొదటి క్రమబద్ధమైన అధ్యయనాలు నివేదించబడ్డాయి. 1816 ప్రాంతంలో మిచెల్ చెవ్రెయుల్ వివిధ కొవ్వులు మరియు క్షారాల నుండి తయారైన సబ్బులపై అధ్యయనాన్ని ప్రారంభించారు. ఆయన క్షారంతో కలిసినప్పుడు సబ్బును ఉత్పత్తి చేసే ఆమ్లాలను వేరు చేశారు. ఇవన్నీ వ్యక్తిగత సమ్మేళనాలు కాబట్టి, "జీవశక్తి" లేకుండానే వివిధ కొవ్వులలో (సాంప్రదాయకంగా ఆర్గానిక్ వనరుల నుండి వచ్చేవి) రసాయన మార్పును తీసుకురావడం మరియు కొత్త సమ్మేళనాలను ఉత్పత్తి చేయడం సాధ్యమని ఆయన నిరూపించారు. 1828లో ఫ్రెడ్రిక్ వోలర్ మూత్రం యొక్క ఒక భాగమైన ఆర్గానిక్ రసాయన యూరియా (కార్బామైడ్)ను, అకర్బన ప్రారంభ పదార్థాల (లవణాలు పొటాషియం సైనైట్ మరియు అమ్మోనియం సల్ఫేట్) నుండి ఉత్పత్తి చేశారు, దీనిని ఇప్పుడు వోలర్ సంశ్లేషణ (Wöhler synthesis) అని పిలుస్తారు. వోలర్ స్వయంగా తాను వైటలిజాన్ని తిరస్కరించానని చెప్పుకోవడానికి జాగ్రత్తగా ఉన్నప్పటికీ, ఆర్గానిక్ అని భావించబడే ఒక పదార్థాన్ని జీవ (ఆర్గానిక్) ప్రారంభ పదార్థాలు లేకుండా ప్రయోగశాలలో సంశ్లేషణ చేయడం ఇదే మొదటిసారి. ఈ సంఘటన ఇప్పుడు వైటలిజం సిద్ధాంతాన్ని నిజంగానే తిరస్కరించినట్లుగా సాధారణంగా అంగీకరించబడింది.[7]
వోలర్ తర్వాత, జస్టస్ వాన్ లీబిగ్ ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ యొక్క వ్యవస్థీకరణపై పనిచేశారు, ఆయన దీని ప్రధాన స్థాపకులలో ఒకరిగా పరిగణించబడ్డారు.[8]
1856లో, విలియం హెన్రీ పెర్కిన్, క్వినైన్ను తయారు చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నప్పుడు, ప్రమాదవశాత్తు ఇప్పుడు పెర్కిన్స్ మావ్ అని పిలువబడే ఆర్గానిక్ రంగును ఉత్పత్తి చేశారు. ఆయన ఆవిష్కరణ, దాని ఆర్థిక విజయం ద్వారా విస్తృతంగా తెలియజేయబడింది, ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీపై ఆసక్తిని బాగా పెంచింది.[9]
ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీకి ఒక కీలకమైన పురోగతి రసాయన నిర్మాణ భావన, దీనిని 1858లో ఫ్రెడ్రిక్ ఆగస్ట్ కెకులే మరియు ఆర్చిబాల్డ్ స్కాట్ కౌపర్ ఇద్దరూ స్వతంత్రంగా అభివృద్ధి చేశారు.[10] ఇద్దరు పరిశోధకులు టెట్రావాలెంట్ కార్బన్ పరమాణువులు ఒకదానికొకటి అనుసంధానించబడి కార్బన్ లాటిస్‌ను ఏర్పరుస్తాయని, మరియు తగిన రసాయన చర్యల యొక్క నైపుణ్యవంతమైన వివరణల ద్వారా పరమాణు బంధన యొక్క వివరణాత్మక నమూనాలను గ్రహించవచ్చని సూచించారు.[11]
ఔషధ పరిశ్రమ యుగం 19వ శతాబ్దపు చివరి దశాబ్దంలో ప్రారంభమైంది, అప్పుడు జర్మన్ కంపెనీ బేయర్, అసిటైల్సాలిసిలిక్ యాసిడ్‌ను మొదటిసారిగా తయారు చేసింది—దీనిని సాధారణంగా ఆస్పిరిన్ అని పిలుస్తారు.[12] 1910 నాటికి పాల్ ఎర్లిచ్ మరియు అతని ప్రయోగశాల బృందం సిఫిలిస్ యొక్క మొదటి ప్రభావవంతమైన వైద్య చికిత్సగా ఆర్సెనిక్-ఆధారిత ఆర్స్‌ఫెనమైన్ (సాల్వర్‌సన్)ను అభివృద్ధి చేయడం ప్రారంభించారు, తద్వారా కీమోథెరపీ వైద్య పద్ధతిని ప్రారంభించారు. ఎర్లిచ్ "మ్యాజిక్ బుల్లెట్" ఔషధాల భావనలను మరియు ఔషధ చికిత్సలను క్రమపద్ధతిలో మెరుగుపరచడాన్ని ప్రాచుర్యంలోకి తెచ్చారు.[13][14] అతని ప్రయోగశాల డిఫ్తీరియా కోసం యాంటిసెరాను అభివృద్ధి చేయడంలో మరియు చికిత్సా సీరమ్‌లను ప్రామాణీకరించడంలో నిర్ణయాత్మక సహకారాన్ని అందించింది.[15]
ఆర్గానిక్ చర్యలు మరియు అనువర్తనాల ప్రారంభ ఉదాహరణలు తరచుగా అదృష్టం మరియు ఊహించని పరిశీలనల కోసం తయారీ కలయిక వల్ల కనుగొనబడ్డాయి. అయితే 19వ శతాబ్దపు ద్వితీయార్థం ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాల క్రమబద్ధమైన అధ్యయనాలను చూసింది. సింథటిక్ ఇండిగో అభివృద్ధి దీనికి నిదర్శనం. అడాల్ఫ్ వాన్ బేయర్ అభివృద్ధి చేసిన సింథటిక్ పద్ధతుల వల్ల మొక్కల వనరుల నుండి ఇండిగో ఉత్పత్తి 1897లో 19,000 టన్నుల నుండి 1914 నాటికి 1,000 టన్నులకు పడిపోయింది. 2002లో, 17,000 టన్నుల సింథటిక్ ఇండిగో పెట్రోకెమికల్స్ నుండి ఉత్పత్తి చేయబడింది.[17]
20వ శతాబ్దపు ప్రారంభంలో, పాలిమర్లు మరియు ఎంజైములు పెద్ద ఆర్గానిక్ అణువులని చూపబడ్డాయి, మరియు పెట్రోలియం జీవ మూలానికి చెందినదని చూపబడింది.
సంక్లిష్ట ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాల బహుళ-దశల సంశ్లేషణను టోటల్ సింథసిస్ అంటారు. సంక్లిష్ట సహజ సమ్మేళనాల టోటల్ సింథసిస్ గ్లూకోజ్ మరియు టెర్పినోల్ వరకు సంక్లిష్టతను పెంచింది. ఉదాహరణకు, కొలెస్ట్రాల్-సంబంధిత సమ్మేళనాలు సంక్లిష్ట మానవ హార్మోన్లు మరియు వాటి సవరించిన ఉత్పన్నాలను సంశ్లేషణ చేయడానికి మార్గాలను తెరిచాయి. 20వ శతాబ్దం ప్రారంభం నుండి, టోటల్ సింథసిస్ యొక్క సంక్లిష్టత లైసెర్జిక్ యాసిడ్ మరియు విటమిన్ B12 వంటి అధిక సంక్లిష్టత కలిగిన అణువులను చేర్చడానికి పెరిగింది.[18]
పెట్రోలియం ఆవిష్కరణ మరియు పెట్రోకెమికల్ పరిశ్రమ అభివృద్ధి ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ అభివృద్ధిని ప్రేరేపించాయి. వివిధ రసాయన ప్రక్రియల ద్వారా వ్యక్తిగత పెట్రోలియం సమ్మేళనాలను రకాల సమ్మేళనాలుగా మార్చడం వల్ల ప్లాస్టిక్లు, సింథటిక్ రబ్బరు, ఆర్గానిక్ అంటుకునే పదార్థాలు (adhesives), మరియు వివిధ ధర్మాలను మార్చే పెట్రోలియం సంకలితాలు మరియు ఉత్ప్రేరకాలు (catalysts) వంటి అనేక పారిశ్రామిక మరియు వాణిజ్య ఉత్పత్తులను సాధ్యం చేసే ఆర్గానిక్ చర్యలు ఏర్పడ్డాయి.
జీవ జీవులలో సంభవించే రసాయన సమ్మేళనాలలో ఎక్కువ భాగం కార్బన్ సమ్మేళనాలు, కాబట్టి ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ మరియు బయోకెమిస్ట్రీ మధ్య అనుబంధం చాలా దగ్గరగా ఉంటుంది, బయోకెమిస్ట్రీని ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ యొక్క ఒక శాఖగా పరిగణించవచ్చు. బయోకెమిస్ట్రీ చరిత్ర సుమారు నాలుగు శతాబ్దాల పాటు విస్తరించి ఉన్నప్పటికీ, ఈ రంగంపై ప్రాథమిక అవగాహన 19వ శతాబ్దపు చివరలో మాత్రమే అభివృద్ధి చెందడం ప్రారంభమైంది మరియు బయోకెమిస్ట్రీ అనే పదం 20వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో రూపొందించబడింది. ఈ రంగంలో పరిశోధన ఇరవయ్యవ శతాబ్దం అంతటా పెరిగింది, పెరుగుదల రేటు తగ్గడానికి ఎటువంటి సూచన లేదు, ఇది BIOSIS ప్రివ్యూస్ మరియు బయోలాజికల్ అబ్‌స్ట్రాక్ట్స్ వంటి అబ్‌స్ట్రాక్షన్ మరియు ఇండెక్సింగ్ సేవల తనిఖీ ద్వారా ధృవీకరించవచ్చు, ఇవి 1920లలో ఒకే వార్షిక వాల్యూమ్‌గా ప్రారంభమయ్యాయి, కానీ 20వ శతాబ్దం చివరి నాటికి ఇది చాలా భారీగా పెరిగి, సాధారణ వినియోగదారునికి ఆన్‌లైన్ ఎలక్ట్రానిక్ డేటాబేస్గా మాత్రమే అందుబాటులో ఉంది.[19]
లక్షణీకరణ
ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాలు తరచుగా మిశ్రమాలుగా ఉంటాయి కాబట్టి, స్వచ్ఛతను అంచనా వేయడానికి వివిధ పద్ధతులు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి; ఈ అనువర్తనం కోసం క్రోమాటోగ్రఫీ పద్ధతులు చాలా ముఖ్యమైనవి, వీటిలో HPLC మరియు గ్యాస్ క్రోమాటోగ్రఫీ ఉన్నాయి. సాంప్రదాయ విభజన పద్ధతులలో స్వేదనం (distillation), స్ఫటికీకరణ (crystallization), బాష్పీభవనం (evaporation), అయస్కాంత విభజన మరియు ద్రావణి వెలికితీత (solvent extraction) ఉన్నాయి.
ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాలు సాంప్రదాయకంగా "వెట్ మెథడ్స్" అని పిలువబడే వివిధ రసాయన పరీక్షల ద్వారా లక్షణీకరించబడ్డాయి, కానీ అటువంటి పరీక్షలు ఎక్కువగా స్పెక్ట్రోస్కోపిక్ లేదా ఇతర కంప్యూటర్-ఇంటెన్సివ్ విశ్లేషణ పద్ధతుల ద్వారా భర్తీ చేయబడ్డాయి.[20] ఉపయోగం యొక్క సుమారు క్రమంలో, ప్రధాన విశ్లేషణాత్మక పద్ధతులు:
- న్యూక్లియర్ మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ (NMR) స్పెక్ట్రోస్కోపీ అనేది అత్యంత సాధారణంగా ఉపయోగించే పద్ధతి,[21] ఇది తరచుగా కోరిలేషన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీని ఉపయోగించి పరమాణు అనుసంధానాన్ని మరియు స్టీరియోకెమిస్ట్రీని కూడా పూర్తిగా కేటాయించడానికి అనుమతిస్తుంది. ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ యొక్క ప్రధాన ఘటక పరమాణువులు - హైడ్రోజన్ మరియు కార్బన్ - సహజంగా NMR-ప్రతిస్పందించే ఐసోటోపులతో ఉంటాయి, అవి వరుసగా 1H మరియు 13C.
- ఎలిమెంటల్ అనాలిసిస్ అనేది అణువు యొక్క మూలక కూర్పును నిర్ణయించడానికి ఉపయోగించే ఒక విధ్వంసక పద్ధతి.
- మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ ఒక సమ్మేళనం యొక్క అణు భారం (molecular weight)ను మరియు ఫ్రాగ్మెంటేషన్ నమూనాల నుండి దాని నిర్మాణాన్ని సూచిస్తుంది.[22] హై-రిజల్యూషన్ మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ సాధారణంగా ఒక సమ్మేళనం యొక్క ఖచ్చితమైన ఫార్ములాను గుర్తించగలదు మరియు ఎలిమెంటల్ అనాలిసిస్‌కు బదులుగా ఉపయోగించబడుతుంది. పూర్వ కాలంలో, మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ కొంత అస్థిరతను ప్రదర్శించే తటస్థ అణువులకు మాత్రమే పరిమితమైంది, కానీ అధునాతన అయనీకరణ పద్ధతులు దాదాపు ఏదైనా ఆర్గానిక్ సమ్మేళనం యొక్క "మాస్ స్పెక్"ను పొందడానికి అనుమతిస్తాయి.
- పదార్థం యొక్క సింగిల్ క్రిస్టల్ అందుబాటులో ఉన్నప్పుడు అణు జ్యామితిని (molecular geometry) నిర్ణయించడానికి క్రిస్టలోగ్రఫీ ఉపయోగపడుతుంది. అత్యంత సమర్థవంతమైన హార్డ్‌వేర్ మరియు సాఫ్ట్‌వేర్ తగిన స్ఫటికాన్ని పొందిన గంటల వ్యవధిలోనే నిర్మాణాన్ని నిర్ణయించడానికి అనుమతిస్తాయి.
ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ, ఆప్టికల్ రొటేషన్, మరియు UV/VIS స్పెక్ట్రోస్కోపీ వంటి సాంప్రదాయ స్పెక్ట్రోస్కోపిక్ పద్ధతులు సాపేక్షంగా అస్పష్టమైన నిర్మాణ సమాచారాన్ని అందిస్తాయి కానీ నిర్దిష్ట అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగంలో ఉన్నాయి. వక్రీభవన సూచిక (Refractive index) మరియు సాంద్రత కూడా పదార్థ గుర్తింపు కోసం ముఖ్యమైనవి.
ధర్మాలు
ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాల యొక్క భౌతిక ధర్మాలు సాధారణంగా పరిమాణాత్మక మరియు గుణాత్మక లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. పరిమాణాత్మక సమాచారంలో ద్రవీభవన స్థానం, మరిగే స్థానం, ద్రావణీయత మరియు వక్రీభవన సూచిక ఉంటాయి. గుణాత్మక ధర్మాలలో వాసన, స్థిరత్వం మరియు రంగు ఉంటాయి.
ద్రవీభవన మరియు మరిగే ధర్మాలు
ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాలు సాధారణంగా కరుగుతాయి మరియు చాలా వరకు మరిగుతాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, అకర్బన పదార్థాలు సాధారణంగా కరగగలిగినప్పటికీ, చాలా వరకు మరిగవు, మరియు బదులుగా క్షీణించే ధోరణిని కలిగి ఉంటాయి. పూర్వ కాలంలో, ద్రవీభవన స్థానం (m.p.) మరియు మరిగే స్థానం (b.p.) ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాల స్వచ్ఛత మరియు గుర్తింపుపై కీలక సమాచారాన్ని అందించాయి. ద్రవీభవన మరియు మరిగే స్థానాలు అణువుల ధ్రువణత (polarity) మరియు వాటి అణు భారంతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. కొన్ని ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాలు, ముఖ్యంగా సౌష్టవమైనవి, ఉత్పతనం (sublime) చెందుతాయి. ఉత్పతనం చెందే ఆర్గానిక్ సమ్మేళనానికి బాగా తెలిసిన ఉదాహరణ పారా-డైక్లోరోబెంజీన్, ఇది ఆధునిక మాత్‌బాల్స్ యొక్క వాసన కలిగిన భాగం. ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాలు సాధారణంగా 300 °C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద చాలా స్థిరంగా ఉండవు, అయినప్పటికీ కొన్ని మినహాయింపులు ఉన్నాయి.
ద్రావణీయత
తటస్థ ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాలు హైడ్రోఫోబిక్ (నీటిని వికర్షించేవి)గా ఉంటాయి; అంటే, అవి ఆర్గానిక్ ద్రావణాల కంటే నీటిలో తక్కువ ద్రావణీయతను కలిగి ఉంటాయి. అయనీకరణ సమూహాలను కలిగి ఉన్న ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాలు మరియు హైడ్రోజన్ బంధం జరిగే తక్కువ అణు భారం కలిగిన ఆల్కహాల్, అమైన్ మరియు కార్బాక్సిలిక్ యాసిడ్లు దీనికి మినహాయింపులు. లేకపోతే, ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాలు ఆర్గానిక్ ద్రావణాలలో కరిగే ధోరణిని కలిగి ఉంటాయి. ద్రావణీయత ఆర్గానిక్ ద్రావితం మరియు ఆర్గానిక్ ద్రావణిని బట్టి విస్తృతంగా మారుతుంది.
ఘన స్థితి ధర్మాలు
అణు స్ఫటికాలు (molecular crystals) మరియు కన్జుగేటెడ్ సిస్టమ్స్ కలిగిన ఆర్గానిక్ పాలిమర్ల యొక్క వివిధ ప్రత్యేక ధర్మాలు అనువర్తనాలను బట్టి ఆసక్తికరంగా ఉంటాయి, ఉదాహరణకు థర్మో-మెకానికల్ మరియు ఎలక్ట్రో-మెకానికల్ వంటి పీజోఎలెక్ట్రిసిటీ, విద్యుత్ వాహకత (చూడండి వాహక పాలిమర్లు మరియు ఆర్గానిక్ సెమీకండక్టర్లు), మరియు ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ (ఉదా. నాన్-లీనియర్ ఆప్టిక్స్) ధర్మాలు. చారిత్రక కారణాల వల్ల, అటువంటి ధర్మాలు ప్రధానంగా పాలిమర్ సైన్స్ మరియు మెటీరియల్స్ సైన్స్ రంగాలకు సంబంధించినవి.
నామకరణం
ప్రధాన వ్యాసం: ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ యొక్క IUPAC నామకరణం
ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాల పేర్లు క్రమబద్ధమైనవి (నియమాల సమితిని అనుసరించి తార్కికంగా ఉంటాయి) లేదా క్రమరహితమైనవి (వివిధ సంప్రదాయాలను అనుసరిస్తాయి). క్రమబద్ధమైన నామకరణం IUPAC (ఇంటర్నేషనల్ యూనియన్ ఆఫ్ ప్యూర్ అండ్ అప్లైడ్ కెమిస్ట్రీ) నుండి స్పెసిఫికేషన్ల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. క్రమబద్ధమైన నామకరణం ఆసక్తి ఉన్న అణువులోని పేరెంట్ స్ట్రక్చర్ పేరుతో ప్రారంభమవుతుంది. ఈ పేరెంట్ పేరు అప్పుడు నిర్మాణాన్ని అస్పష్టత లేకుండా తెలియజేయడానికి ప్రిఫిక్స్‌లు, సఫిక్స్‌లు మరియు సంఖ్యల ద్వారా సవరించబడుతుంది. మిలియన్ల కొద్దీ ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాలు తెలిసినందున, క్రమబద్ధమైన పేర్ల కఠినమైన ఉపయోగం భారంగా ఉంటుంది. అందువల్ల, IUPAC సిఫార్సులు సాధారణ సమ్మేళనాల కోసం దగ్గరగా అనుసరించబడతాయి, కానీ సంక్లిష్ట అణువుల కోసం కాదు. క్రమబద్ధమైన నామకరణాన్ని ఉపయోగించడానికి, పేరెంట్ నిర్మాణాల నిర్మాణాలు మరియు పేర్లు తెలిసి ఉండాలి. పేరెంట్ నిర్మాణాలలో అన్‌సబ్‌స్టిట్యూటెడ్ హైడ్రోకార్బన్లు, హెటెరోసైకిల్స్ మరియు వాటి మోనోఫంక్షనలైజ్డ్ ఉత్పన్నాలు ఉంటాయి.
క్రమరహిత నామకరణం సరళమైనది మరియు అస్పష్టత లేనిది, కనీసం ఆర్గానిక్ కెమిస్టులకు. క్రమరహిత పేర్లు సమ్మేళనం యొక్క నిర్మాణాన్ని సూచించవు. ఇవి సంక్లిష్ట అణువులకు సాధారణం, వీటిలో చాలా సహజ ఉత్పత్తులు ఉంటాయి. అందువల్ల, అనధికారికంగా పిలువబడే లైసెర్జిక్ యాసిడ్ డై ఇథైలామైడ్ క్రమబద్ధంగా (6aR,9R)-N,N-డైఇథైల్-7-మిథైల్-4,6,6a,7,8,9-హెక్సాహైడ్రోఇండోలో-[4,3-fg] క్వినోలిన్-9-కార్బాక్సామైడ్ అని పిలువబడుతుంది.
కంప్యూటింగ్ వినియోగం పెరగడంతో, యంత్రాల ద్వారా అర్థం చేసుకోవడానికి ఉద్దేశించిన ఇతర నామకరణ పద్ధతులు అభివృద్ధి చెందాయి. రెండు ప్రసిద్ధ ఫార్మాట్లు SMILES మరియు InChI.
నిర్మాణ చిత్రాలు
ఆర్గానిక్ అణువులు చిత్రాలు లేదా నిర్మాణ ఫార్ములాలు, చిత్రాలు మరియు రసాయన చిహ్నాల కలయికల ద్వారా మరింత సాధారణంగా వివరించబడతాయి. బాండ్-లైన్ ఫార్ములా సరళమైనది మరియు అస్పష్టత లేనిది. ఈ వ్యవస్థలో, ప్రతి లైన్ యొక్క ముగింపు బిందువులు మరియు ఖండనలు ఒక కార్బన్‌ను సూచిస్తాయి, మరియు హైడ్రోజన్ పరమాణువులను స్పష్టంగా సూచించవచ్చు లేదా టెట్రావాలెన్స్ కార్బన్ ద్వారా సూచించబడినట్లుగా ఉన్నాయని భావించవచ్చు.
చరిత్ర
1880 నాటికి కొత్త సింథటిక్ మరియు విశ్లేషణాత్మక పద్ధతుల సహాయంతో కనుగొనబడిన రసాయన సమ్మేళనాల సంఖ్యలో విస్ఫోటనం సంభవించింది. గ్రిగ్నార్డ్ ఈ పరిస్థితిని "చావోస్ లే ప్లస్ కంప్లీట్" (పూర్తి గందరగోళం) అని వర్ణించారు, ఎందుకంటే సంప్రదాయం లేకపోవడం వల్ల, ఒకే సమ్మేళనానికి బహుళ పేర్లు ఉండటం సాధ్యమైంది. ఇది 1892లో జెనీవా రూల్స్ సృష్టికి దారితీసింది.[23]
ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాల వర్గీకరణ
ఫంక్షనల్ గ్రూపులు
ప్రధాన వ్యాసం: ఫంక్షనల్ గ్రూపు
ఫంక్షనల్ గ్రూపుల భావన ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీలో కేంద్రమైనది, నిర్మాణాలను వర్గీకరించడానికి మరియు ధర్మాలను అంచనా వేయడానికి ఒక సాధనంగా. ఫంక్షనల్ గ్రూపు అనేది ఒక మాలిక్యులర్ మాడ్యూల్, మరియు ఆ ఫంక్షనల్ గ్రూపు యొక్క చర్యాశీలత వివిధ అణువులలో ఒకేలా ఉంటుందని పరిమితులతో భావించబడుతుంది. ఫంక్షనల్ గ్రూపులు ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాల రసాయన మరియు భౌతిక ధర్మాలపై నిర్ణయాత్మక ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. అణువులు వాటి ఫంక్షనల్ గ్రూపుల ఆధారంగా వర్గీకరించబడతాయి. ఉదాహరణకు, ఆల్కహాల్‌లు అన్నీ C-O-H సబ్‌యూనిట్‌ను కలిగి ఉంటాయి. అన్ని ఆల్కహాల్‌లు కొంతవరకు హైడ్రోఫిలిక్ (నీటిని ఇష్టపడేవి)గా ఉంటాయి, సాధారణంగా ఎస్టర్లను ఏర్పరుస్తాయి, మరియు సాధారణంగా సంబంధిత హాలైడ్లుగా మార్చబడతాయి. చాలా ఫంక్షనల్ గ్రూపులు హెటెరోఅటమ్స్ (C మరియు H కాకుండా ఇతర పరమాణువులు) కలిగి ఉంటాయి. ఆర్గానిక్ సమ్మేళనాలు ఫంక్షనల్ గ్రూపుల ప్రకారం వర్గీకరించబడతాయి, ఉదా. ఆల్కహాల్‌లు, కార్బాక్సిలిక్ యాసిడ్లు, అమైన్లు, మొదలైనవి. ఫంక్షనల్ గ్రూపులు అణువు యొక్క చుట్టుపక్కల భాగాలపై వాటి ఎలక్ట్రానిక్ ప్రభావం కారణంగా అణువును మరింత ఆమ్ల లేదా క్షార స్వభావం కలిగినవిగా చేస్తాయి.
అణువు యొక్క అడిషన్/ఫంక్షనల్ గ్రూపు యొక్క pKa (అకా క్షారత్వం - basicity) పెరిగేకొద్దీ, కొలిచినప్పుడు, డైపోల్ బలం పెరుగుతుంది. ఫంక్షనల్ గ్రూపు వైపు (అధిక pKa కాబట్టి గ్రూపు యొక్క క్షార స్వభావం) నిర్దేశించబడిన డైపోల్ దాని వైపు చూపిస్తుంది మరియు దూరం పెరిగేకొద్దీ బలం తగ్గుతుంది. డైపోల్ దూరం (ఆంగ్స్ట్రామ్స్లో కొలుస్తారు) మరియు ఫంక్షనల్ గ్రూపు వైపు స్టెరిక్ హిండరెన్స్ చుట్టుపక్కల వాతావరణం మరియు pH స్థాయిపై ఇంటర్‌మాలిక్యులర్ మరియు ఇంట్రామాలిక్యులర్ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
విభిన్న ఫంక్షనల్ గ్రూపులు వేర్వేరు pKa విలువలు మరియు బంధ బలాలు (సింగిల్, డబుల్, ట్రిపుల్) కలిగి ఉంటాయి, ఇది తక్కువ pKaతో పెరిగిన ఎలక్ట్రోఫిలిసిటీకి మరియు అధిక pKaతో పెరిగిన న్యూక్లియోఫైల్ బలానికి దారితీస్తుంది. మరింత క్షార/న్యూక్లియోఫిలిక్ ఫంక్షనల్ గ్రూపులు మరొక అణువుపై (ఇంటర్‌మాలిక్యులర్) లేదా అదే అణువులో (ఇంట్రామాలిక్యులర్) తక్కువ pKa ఉన్న ఎలక్ట్రోఫిలిక్ ఫంక్షనల్ గ్రూపుపై దాడి చేయాలని కోరుకుంటాయి. అసిైల్ లేదా కార్బొనిల్ గ్రూపు వంటి పరిధిలోకి వచ్చే నికర ఆమ్ల pKa ఉన్న ఏదైనా గ్రూపు దాడికి గురవుతుంది. pKa పెరగడంతో దాడికి గురయ్యే అవకాశం తగ్గుతుంది కాబట్టి, అత్యల్ప కొలిచిన pKa విలువలు కలిగిన అసిైల్ క్లోరైడ్ భాగాలు దాడికి గురయ్యే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఆ తర్వాత కార్బాక్సిలిక్ యాసిడ్లు (pKa = 4), థియోల్స్ (13), మాలోనేట్లు (13), ఆల్కహాల్‌లు (17), ఆల్డిహైడ్లు (20), నైట్రైల్స్ (25), ఎస్టర్లు (25), ఆపై అమైన్లు (35).[24] అమైన్లు చాలా క్షార స్వభావం కలిగినవి, మరియు గొప్ప న్యూక్లియోఫైల్స్/దాడి చేసేవి.
అలిఫాటిక్ సమ్మేళనాలు
ప్రధాన వ్యాసం: అలిఫాటిక్ సమ్మేళనం అలిఫాటిక్ హైడ్రోకార్బన్లు వాటి సంతృప్త మరియు అసంతృప్త సమ్మేళనాల స్థితి ప్రకారం మూడు హోమోలోగస్ సిరీస్ సమూహాలుగా విభజించబడ్డాయి:
- ఆల్కేన్లు (పారాఫిన్లు): ఎటువంటి డబుల్ బంధం లేదా ట్రిపుల్ బంధం లేని అలిఫాటిక్ హైడ్రోకార్బన్లు, అంటే కేవలం C-C, C-H సింగిల్ బంధాలు
- ఆల్కీన్లు (ఒలిఫిన్లు): ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ డబుల్ బంధాలను కలిగి ఉన్న అలిఫాటిక్ హైడ్రోకార్బన్లు, అంటే డై-ఒలిఫిన్లు (డైన్లు) లేదా పాలి-ఒలిఫిన్లు.
- ఆల్కైన్లు (ఎసిటిలీన్లు): ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ట్రిపుల్ బంధాలను కలిగి ఉన్న అలిఫాటిక్ హైడ్రోకార్బన్లు.
మిగిలిన సమూహం ప్రస్తుతం ఉన్న ఫంక్షనల్ గ్రూపుల ప్రకారం వర్గీకరించబడింది. అటువంటి సమ్మేళనాలు "స్ట్రెయిట్-చైన్", బ్రాంచ్డ్-చైన్ లేదా సైక్లిక్ కావచ్చు. బ్రాంచింగ్ యొక్క స్థాయి పెట్రోలియం కెమిస్ట్రీలో ఆక్టేన్ నంబర్ లేదా సెటేన్ నంబర్ వంటి లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుంది.
సంతృప్త (అలిసైక్లిక్) సమ్మేళనాలు మరియు అసంతృప్త సమ్మేళనాలు రెండూ సైక్లిక్ ఉత్పన్నాలుగా ఉంటాయి. అత్యంత స్థిరమైన రింగులు ఐదు లేదా ఆరు కార్బన్ పరమాణువులను కలిగి ఉంటాయి, కానీ పెద్ద రింగులు (మాక్రోసైకిల్స్) మరియు చిన్న రింగులు సాధారణం. అతి చిన్న సైక్లోఆల్కేన్ కుటుంబం మూడు-సభ్యుల సైక్లోప్రొపేన్ ((CH2)3). సంతృప్త సైక్లిక్ సమ్మేళనాలు కేవలం సింగిల్ బంధాలను మాత్రమే కలిగి ఉంటాయి, అయితే ఆరోమాటిక్ రింగులు ప్రత్యామ్నాయ (లేదా కన్జుగేటెడ్) డబుల్ బంధాన్ని కలిగి ఉంటాయి. సైక్లోఆల్కేన్లు బహుళ బంధాలను కలిగి ఉండవు, అయితే సైక్లోఆల్కీన్లు మరియు సైక్లోఆల్కైన్లు కలిగి ఉంటాయి.
ఆరోమాటిక్ సమ్మేళనాలు
ఆరోమాటిక్ హైడ్రోకార్బన్లు కన్జుగేటెడ్ డబుల్ బంధాలను కలిగి ఉంటాయి. దీని అర్థం రింగులోని ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు sp2 హైబ్రిడైజ్ చేయబడింది, ఇది అదనపు స్థిరత్వానికి అనుమతిస్తుంది. అత్యంత ముఖ్యమైన ఉదాహరణ బెంజీన్, దీని నిర్మాణాన్ని కెకులే రూపొందించారు, ఆయన దాని నిర్మాణాన్ని వివరించడానికి మొదటిసారిగా డీలోకలైజేషన్ లేదా రెసొనెన్స్ సూత్రాన్ని ప్రతిపాదించారు. "సాంప్రదాయ" సైక్లిక్ సమ్మేళనాల కోసం, ఆరోమాటిసిటీ 4n + 2 డీలోకలైజ్డ్ పై ఎలక్ట్రాన్ల ఉనికి ద్వారా అందించబడుతుంది, ఇక్కడ n ఒక పూర్ణాంకం. 4n కన్జుగేటెడ్ పై ఎలక్ట్రాన్ల ఉనికి ద్వారా ప్రత్యేక అస్థిరత (యాంటీఆరోమాటిసిటీ) అందించబడుతుంది.
హెటెరోసైక్లిక్ సమ్మేళనాలు
ప్రధాన వ్యాసం: హెటెరోసైక్లిక్ సమ్మేళనం హెటెరోఅటమ్స్ ఉంటే సైక్లిక్ హైడ్రోకార్బన్ల లక్షణాలు మళ్ళీ మారుతాయి, ఇవి రింగుకు బాహ్యంగా (ఎక్సోసైక్లిక్) లేదా రింగులో ఒక భాగంగా (ఎండోసైక్లిక్) ఉండవచ్చు. రెండో సందర్భంలో, రింగును హెటెరోసైకిల్ అని పిలుస్తారు. పిరిడిన్ మరియు ఫ్యూరాన్ ఆరోమాటిక్ హెటెరోసైకిల్స్‌కు ఉదాహరణలు, అయితే పైపెరిడిన్ మరియు టెట్రాహైడ్రోఫ్యూరాన్ సంబంధిత అలిసైక్లిక్ హెటెరోసైకిల్స్. హెటెరోసైక్లిక్ అణువుల హెటెరోఅటమ్ సాధారణంగా ఆక్సిజన్, సల్ఫర్ లేదా నైట్రోజన్, వీటిలో రెండోది జీవరసాయన వ్యవస్థలలో ప్రత్యేకంగా సాధారణం.
హెటెరోసైకిల్స్ అనిలిన్ రంగులు మరియు మందులతో సహా అనేక రకాల ఉత్పత్తులలో సాధారణంగా కనిపిస్తాయి. అదనంగా, ఇవి ఆల్కలాయిడ్లు, విటమిన్లు, స్టెరాయిడ్లు మరియు న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు (ఉదా. DNA, RNA) వంటి అనేక రకాల జీవరసాయన సమ్మేళనాలలో విస్తృతంగా ఉన్నాయి.
వలయాలు ఇతర వలయాలతో ఒక అంచు వద్ద కలిసి పాలీసైక్లిక్ సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తాయి. ప్యూరిన్ న్యూక్లియోసైడ్ క్షారాలు ముఖ్యమైన పాలీసైక్లిక్ ఆరోమాటిక్ హెటెరోసైకిల్స్. వలయాలు ఒక "మూల" (corner) వద్ద కూడా కలవవచ్చు, తద్వారా ఒక పరమాణువు (దాదాపు ఎల్లప్పుడూ కార్బన్) ఒక వలయానికి రెండు బంధాలను మరియు మరొక వలయానికి రెండు బంధాలను కలిగి ఉంటుంది. ఇటువంటి సమ్మేళనాలను స్పైరో సమ్మేళనాలు అని పిలుస్తారు మరియు ఇవి అనేక సహజ ఉత్పత్తులలో ముఖ్యమైనవి.
పాలిమర్లు
ప్రధాన వ్యాసం: Polymer
కార్బన్ యొక్క ఒక ముఖ్యమైన లక్షణం ఏమిటంటే, ఇది కార్బన్-కార్బన్ బంధాల ద్వారా అనుసంధానించబడిన గొలుసులను లేదా నెట్‌వర్క్‌లను సులభంగా ఏర్పరుస్తుంది. ఈ అనుసంధాన ప్రక్రియను పాలిమరైజేషన్ అని పిలుస్తారు, అయితే ఈ గొలుసులను లేదా నెట్‌వర్క్‌లను పాలిమర్లు అని పిలుస్తారు. మూల సమ్మేళనాన్ని మోనోమర్ అని పిలుస్తారు.
పాలిమర్లలో రెండు ప్రధాన సమూహాలు ఉన్నాయి: కృత్రిమ పాలిమర్లు మరియు బయోపాలిమర్లు. కృత్రిమ పాలిమర్లు కృత్రిమంగా తయారు చేయబడతాయి మరియు వీటిని సాధారణంగా పారిశ్రామిక పాలిమర్లు అని పిలుస్తారు.[25] బయోపాలిమర్లు సహజ వాతావరణంలో లేదా మానవ ప్రమేయం లేకుండా సంభవిస్తాయి.
జీవ అణువులు (Biomolecules)
బయోమాలిక్యులర్ కెమిస్ట్రీ అనేది ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీలో ఒక ప్రధాన విభాగం, దీనిని తరచుగా జీవరసాయన శాస్త్రవేత్తలు అధ్యయనం చేస్తారు. అనేక సంక్లిష్ట బహుళ-క్రియాత్మక సమూహ అణువులు జీవులలో ముఖ్యమైనవి. కొన్ని పొడవైన గొలుసు కలిగిన బయోపాలిమర్లు, వీటిలో పెప్టైడ్స్, DNA, RNA మరియు జంతువులలోని స్టార్చ్‌లు మరియు మొక్కలలోని సెల్యులోజ్‌ల వంటి పాలీశాకరైడ్‌లు ఉంటాయి. ఇతర ప్రధాన తరగతులు అమైనో ఆమ్లాలు (పెప్టైడ్స్ మరియు ప్రోటీన్ల యొక్క మోనోమర్ బిల్డింగ్ బ్లాక్స్), కార్బోహైడ్రేట్లు (పాలీశాకరైడ్‌లతో సహా), న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు (DNA మరియు RNA వంటి పాలిమర్లు) మరియు లిపిడ్లు. అంతేకాకుండా, జంతు జీవరసాయన శాస్త్రంలో క్రెబ్స్ చక్రం ద్వారా శక్తి ఉత్పత్తికి సహాయపడే అనేక చిన్న అణువుల మధ్యంతరాలు ఉంటాయి మరియు జంతువులలో అత్యంత సాధారణ హైడ్రోకార్బన్ అయిన ఐసోప్రేన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. జంతువులలోని ఐసోప్రేన్‌లు ముఖ్యమైన స్టెరాయిడ్ నిర్మాణాలను (కొలెస్ట్రాల్) మరియు స్టెరాయిడ్ హార్మోన్ సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తాయి; మరియు మొక్కలలో టెర్పెన్లు, టెర్పెనాయిడ్లు, కొన్ని ఆల్కలాయిడ్లు మరియు వివిధ జాతుల మొక్కల లాటెక్స్‌లో ఉండే బయోపాలిమర్ పాలీఐసోప్రెనాయిడ్స్ అనే హైడ్రోకార్బన్ల తరగతిని ఏర్పరుస్తాయి, ఇది రబ్బరు తయారీకి ఆధారం. జీవశాస్త్రవేత్తలు సాధారణంగా పైన పేర్కొన్న జీవ అణువులను నాలుగు ప్రధాన సమూహాలుగా వర్గీకరిస్తారు, అవి: ప్రోటీన్లు, లిపిడ్లు, కార్బోహైడ్రేట్లు మరియు న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు. పెట్రోలియం మరియు దాని ఉత్పన్నాలను సేంద్రీయ అణువులుగా పరిగణిస్తారు, ఇది ఈ చమురు జీవుల శిలాజాల నుండి వస్తుంది, అంటే జీవ అణువుల నుండి వస్తుంది అనే వాస్తవంతో స్థిరంగా ఉంటుంది.[26] ఇవి కూడా చూడండి: పెప్టైడ్ సంశ్లేషణ, ఒలిగోన్యూక్లియోటైడ్ సంశ్లేషణ మరియు కార్బోహైడ్రేట్ సంశ్లేషణ.
చిన్న అణువులు (Small molecules)
ఫార్మకాలజీలో, సేంద్రీయ సమ్మేళనాల యొక్క ఒక ముఖ్యమైన సమూహం చిన్న అణువులు, వీటిని "చిన్న సేంద్రీయ సమ్మేళనాలు" అని కూడా పిలుస్తారు. ఈ సందర్భంలో, ఒక చిన్న అణువు అనేది జీవక్రియలో చురుకుగా ఉండే కానీ పాలిమర్ కాని ఒక చిన్న సేంద్రీయ సమ్మేళనం. ఆచరణలో, చిన్న అణువులు సుమారు 1000 g/mol కంటే తక్కువ మోలార్ ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి.
ఫుల్లెరీన్లు (Fullerenes)
ఫుల్లెరీన్లు మరియు కార్బన్ నానోట్యూబ్‌లు, గోళాకార మరియు గొట్టపు నిర్మాణాలను కలిగి ఉన్న కార్బన్ సమ్మేళనాలు, మెటీరియల్స్ సైన్స్ సంబంధిత రంగంలో చాలా పరిశోధనలను ప్రేరేపించాయి. మొదటి ఫుల్లెరీన్‌ను 1985లో యునైటెడ్ కింగ్‌డమ్‌కు చెందిన సర్ హెరాల్డ్ డబ్ల్యూ. క్రోటో మరియు యునైటెడ్ స్టేట్స్‌కు చెందిన రిచర్డ్ ఇ. స్మాలీ మరియు రాబర్ట్ ఎఫ్. కర్ల్ జూనియర్ కనుగొన్నారు. హీలియం వాయువు వాతావరణంలో గ్రాఫైట్ రాడ్లను ఆవిరి చేయడానికి లేజర్‌ను ఉపయోగించి, ఈ రసాయన శాస్త్రవేత్తలు మరియు వారి సహాయకులు 60 కార్బన్ పరమాణువులతో (C60) కూడిన పంజరం వంటి అణువులను పొందారు, ఇవి 12 పెంటాగోనల్ మరియు 20 హెక్సాగోనల్ ముఖాలతో కూడిన బోలు గోళాన్ని ఏర్పరచడానికి సింగిల్ మరియు డబుల్ బంధాల ద్వారా అనుసంధానించబడ్డాయి—ఇది ఫుట్‌బాల్ లేదా సాకర్ బాల్‌ను పోలి ఉండే డిజైన్. 1996లో ఈ ముగ్గురికి వారి మార్గదర్శక ప్రయత్నాలకు నోబెల్ బహుమతి లభించింది. C60 అణువుకు అమెరికన్ ఆర్కిటెక్ట్ ఆర్. బక్మిన్‌స్టర్ ఫుల్లర్ పేరు మీద బక్మిన్‌స్టర్‌ఫుల్లెరీన్ (లేదా సరళంగా, బక్కీబాల్) అని పేరు పెట్టారు, దీని జియోడెసిక్ డోమ్ అదే నిర్మాణ సూత్రాలపై నిర్మించబడింది.
ఇతరాలు
కార్బన్ నుండి నైట్రోజన్, ఆక్సిజన్ మరియు హాలోజన్‌లకు బంధాలను కలిగి ఉన్న సేంద్రీయ సమ్మేళనాలను సాధారణంగా విడిగా వర్గీకరించరు. ఇతరాలను కొన్నిసార్లు ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీలోని ప్రధాన సమూహాలలో ఉంచుతారు మరియు ఆర్గానోసల్ఫర్ కెమిస్ట్రీ, ఆర్గానోమెటాలిక్ కెమిస్ట్రీ, ఆర్గానోఫాస్పరస్ కెమిస్ట్రీ మరియు ఆర్గానోసిలికాన్ కెమిస్ట్రీ వంటి శీర్షికల క్రింద చర్చిస్తారు.
సేంద్రీయ చర్యలు (Organic reactions)
ప్రధాన వ్యాసం: Organic reaction సేంద్రీయ చర్యలు అనేవి సేంద్రీయ సమ్మేళనాలతో కూడిన రసాయన చర్యలు. ఈ చర్యలలో చాలా వరకు క్రియాత్మక సమూహాలతో (functional groups) సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. ఈ చర్యల యొక్క సాధారణ సిద్ధాంతం కీలక పరమాణువుల ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటీ, బంధ బలాలు మరియు స్టెరిక్ హిండరెన్స్ వంటి లక్షణాల యొక్క జాగ్రత్తగా విశ్లేషణను కలిగి ఉంటుంది. ఈ కారకాలు స్వల్పకాలిక రియాక్టివ్ ఇంటర్మీడియట్ల సాపేక్ష స్థిరత్వాన్ని నిర్ణయించగలవు, ఇవి సాధారణంగా చర్య యొక్క మార్గాన్ని నేరుగా నిర్ణయిస్తాయి.
ప్రాథమిక చర్య రకాలు: సంకలన చర్యలు, ఎలిమినేషన్ చర్యలు, ప్రతిక్షేపణ చర్యలు, పెరిసైక్లిక్ చర్యలు, పునర్వ్యవస్థీకరణ చర్యలు మరియు రెడాక్స్ చర్యలు. ఒక సాధారణ చర్యకు ఉదాహరణ ప్రతిక్షేపణ చర్య, దీనిని ఇలా వ్రాయవచ్చు:
- Nu- + C → C + X-
ఇక్కడ X అనేది ఏదైనా క్రియాత్మక సమూహం మరియు Nu అనేది ఒక న్యూక్లియోఫైల్.
సాధ్యమయ్యే సేంద్రీయ చర్యల సంఖ్య అనంతం. అయినప్పటికీ, అనేక సాధారణ లేదా ఉపయోగకరమైన చర్యలను వివరించడానికి ఉపయోగించగల కొన్ని సాధారణ నమూనాలు గమనించబడతాయి. ప్రతి చర్యకు ఒక దశల వారీ చర్య యంత్రాంగం ఉంటుంది, ఇది వరుసగా ఎలా జరుగుతుందో వివరిస్తుంది—అయితే దశల వివరణాత్మక వివరణ కేవలం రియాక్టెంట్ల జాబితా నుండి ఎల్లప్పుడూ స్పష్టంగా ఉండదు.
ఏదైనా నిర్దిష్ట చర్య యంత్రాంగం యొక్క దశల వారీ కోర్సును బాణం నెట్టే పద్ధతులను ఉపయోగించి సూచించవచ్చు, ఇందులో ప్రారంభ పదార్థాలు ఇంటర్మీడియట్ల ద్వారా తుది ఉత్పత్తులకు మారినప్పుడు ఎలక్ట్రాన్ల కదలికను ట్రాక్ చేయడానికి వక్ర బాణాలు ఉపయోగించబడతాయి. కొన్ని సేంద్రీయ చర్యల యంత్రాంగం కొనసాగుతున్న చర్చలకు విషయాలుగా మిగిలిపోయాయి మరియు పూర్తిగా వివరించబడలేదు.[27]
సేంద్రీయ సంశ్లేషణ (Organic synthesis)
ఇవి కూడా చూడండి: Chemical synthesis, Organic synthesis సింథటిక్ ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ అనేది ఒక అనువర్తిత శాస్త్రం, ఇది ఇంజనీరింగ్‌తో సరిహద్దులను కలిగి ఉంటుంది, అంటే "ఆచరణాత్మక ప్రయోజనాల కోసం పనుల రూపకల్పన, విశ్లేషణ మరియు/లేదా నిర్మాణం".[28] ఒక నవల సమ్మేళనం యొక్క సేంద్రీయ సంశ్లేషణ అనేది ఒక సమస్య-పరిష్కార పని, ఇక్కడ సరైన ప్రారంభ పదార్థాల నుండి సరైన చర్యలను ఎంచుకోవడం ద్వారా లక్ష్య అణువు కోసం సంశ్లేషణ రూపొందించబడుతుంది. సంక్లిష్ట సమ్మేళనాలు కావలసిన అణువును వరుసగా నిర్మించే పదుల సంఖ్యలో చర్య దశలను కలిగి ఉండవచ్చు. అణువులోని క్రియాత్మక సమూహాల రియాక్టివిటీని ఉపయోగించుకోవడం ద్వారా సంశ్లేషణ కొనసాగుతుంది. ఉదాహరణకు, ఒక కార్బొనిల్ సమ్మేళనాన్ని ఎనోలేట్‌గా మార్చడం ద్వారా న్యూక్లియోఫైల్‌గా లేదా ఎలక్ట్రోఫైల్‌గా ఉపయోగించవచ్చు; రెండింటి కలయికను ఆల్డాల్ చర్య అని పిలుస్తారు. ఆచరణాత్మకంగా ఉపయోగకరమైన సంశ్లేషణలను రూపొందించడానికి ఎల్లప్పుడూ ప్రయోగశాలలో అసలు సంశ్లేషణను నిర్వహించడం అవసరం. సంక్లిష్ట అణువుల కోసం నవల సింథటిక్ మార్గాలను సృష్టించే శాస్త్రీయ అభ్యాసాన్ని టోటల్ సింథసిస్ అని పిలుస్తారు.
సంశ్లేషణను రూపొందించే వ్యూహాలలో రెట్రోసింథసిస్ ఒకటి, దీనిని ఇ.జె. కోరీ ప్రాచుర్యంలోకి తెచ్చారు, ఇది లక్ష్య అణువుతో ప్రారంభమవుతుంది మరియు తెలిసిన చర్యల ప్రకారం దానిని ముక్కలుగా చేస్తుంది. ముక్కలు, లేదా ప్రతిపాదిత పూర్వగాములు (precursors), అందుబాటులో ఉన్న మరియు ఆదర్శంగా చౌకైన ప్రారంభ పదార్థాలు చేరుకునే వరకు అదే చికిత్సను పొందుతాయి. అప్పుడు, సంశ్లేషణను ఇవ్వడానికి రెట్రోసింథసిస్ వ్యతిరేక దిశలో వ్రాయబడుతుంది. ఒక "సింథటిక్ ట్రీ"ని నిర్మించవచ్చు ఎందుకంటే ప్రతి సమ్మేళనం మరియు ప్రతి పూర్వగామికి బహుళ సంశ్లేషణలు ఉంటాయి.
ఇవి కూడా చూడండి
ప్రధాన వ్యాసం: Outline of organic chemistry
సూచనలు
- ↑ 1.0 1.1 1.2 Clayden, J.; Greeves, N. and Warren, S. (2012) Organic Chemistry. Oxford University Press. pp. 1–15. ISBN 0-19-927029-5.
- ↑ Morrison, Robert T.; Boyd, Robert N. and Boyd, Robert K. (1992) Organic Chemistry, 6th ed., Benjamin Cummings. ISBN 978-0136436690.
- ↑ Elschenbroich, C. (2006) Organometallics 3rd Ed., Wiley-VCH
- ↑ Blackie, Margaret A.L.; Arnott, Gareth; Kaschula, Catherine H. (2023-09-12). “Engaging Organic Chemistry Students in Knowledge Building”. Journal of Chemical Education. 100 (9): 3302–3308. Bibcode 2023JChEd.100.3302B. doi:10.1021/acs.jchemed.2c00980. ISSN 0021-9584.
- ↑ Holme, Thomas A. (2023-06-13). “A Snapshot of Organic Chemistry Instruction and Curriculum over the Past 100 Years”. Journal of Chemical Education. 100 (6): 2093–2095. Bibcode 2023JChEd.100.2093H. doi:10.1021/acs.jchemed.3c00467. ISSN 0021-9584.
- ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. doi:10.1016/C2009-0-30414-6. ISBN 978-0-08-037941-8.
- ↑ Henry Marshall Leicester; Herbert S. Klickstein (1951). A Source Book in Chemistry, 1400-1900. Harvard University Press. p. 309.
- ↑ Royal Society of London (1 January 1875). “Obituary Notices of Fellows Deceased”. Proceedings of the Royal Society of London. 24: xxvii–xxxvii. Bibcode 1875RSPS...24D...1.. Retrieved 5 November 2014.
- ↑ Kiefer, D. M. (1993). “Organic Chemicals' Mauve Beginning”. Chem. Eng. News. 71 (32): 22–23. doi:10.1021/cen-v071n032.p022.
- ↑ “August Kekulé and Archibald Scott Couper”. Science History Institute. June 2016. Archived from the original on 21 March 2018. Retrieved 20 March 2018.
- ↑ Streitwieser, Andrew; Heathcock, Clayton H.; Kosower, Edward M. (2017). Introduction to Organic Chemistry. New Delhi: Medtech (Scientific International, reprint of revised 4th edition, Macmillan, 1998). pp. 3–4. ISBN 978-93-85998-89-8.
- ↑ Roberts, Laura (7 December 2010) History of Aspirin. The Telegraph
- ↑ Bosch F; Rosich L (2008). “The contributions of Paul Ehrlich to pharmacology: A tribute on the occasion of the centenary of his Nobel Prize”. Pharmacology. 82 (3): 171–9. doi:10.1159/000149583. PMC PMC2790789. PMID 18679046.
- ↑ “Paul Ehrlich, the Rockefeller Institute, and the first targeted chemotherapy”. Rockefeller University. Retrieved 3 Aug 2012.
- ↑ “Paul Ehrlich”. Science History Institute. June 2016. Retrieved 20 March 2018.
- ↑ Vardanyan R, Hruby V (2006). “Antibiotics”. Synthesis of Essential Drugs. pp. 425–498. ISBN 978-0-444-52166-8. doi:10.1016/B978-044452166-8/50032-7.
- ↑ Steingruber, Elmar (2004) "Indigo and Indigo Colorants" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a14_149.pub2
- ↑ Nicolaou, K.C.; Sorensen, E.J. (1996). Classics in Total Synthesis: Targets, Strategies, Methods. Wiley. ISBN 978-3-527-29231-8.
- ↑ Allan, Barbara. Livesey, Brian (1994). How to Use Biological Abstracts, Chemical Abstracts and Index Chemicus. Gower. ISBN 978-0-566-07556-8
- ↑ Shriner, R.L.; Hermann, C.K.F.; Morrill, T.C.; Curtin, D.Y. and Fuson, R.C. (1997) The Systematic Identification of Organic Compounds. John Wiley & Sons, ISBN 0-471-59748-1
- ↑ “NMR (Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy)”. ILV - Institut Lavoisier de Versailles. 2019-03-30. Retrieved 2026-10-02.
- ↑ Mohrig, Jerry R.; Hammond, Christina Noring; Schatz, Paul F. (2010). Techniques in organic chemistry: miniscale, standard taper microscale, and Williamson microscale (in en-US). (3 ed.). New York: W.H. Freeman. pp. 405–406. ISBN 978-1-4292-1956-3.
- ↑ Evieux, E. A. (1954-06-01). “The Geneva Congress on Organic Nomenclature, 1892”. Journal of Chemical Education. 31 (6): 326. Bibcode 1954JChEd..31..326E. doi:10.1021/ed031p326. ISSN 0021-9584.
- ↑ “The pKa Table Is Your Friend” (in en-US). Master Organic Chemistry. 2010-06-18. Retrieved 2021-03-16.
- ↑ "industrial polymers, chemistry of." Encyclopædia Britannica. 2006
- ↑ Meinschein (2), W. G.. “Origin of Petroleum”. AAPG.org. Retrieved 3 May 2024.
- ↑ Croll, Elizabeth A.; Kwon, Ohyun (June 2024). “Mechanism of the Mitsunobu Reaction: An Ongoing Mystery”. Synthesis. 56 (12): 1843–1850. doi:10.1055/a-2232-8633. PMC PMC11661848. PMID 39711915. ISSN 0039-7881.
- ↑ Organic Synthesis. ISBN 978-0-12-800720-4. Retrieved 2024-10-25.
బాహ్య లింకులు
వికీబుక్స్: Organic chemistry వికీకోట్: Organic chemistry వికీమీడియా కామన్స్: Organic chemistry
- MIT.edu, ఓపెన్ కోర్స్‌వేర్: ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ I
- Haverford.edu, ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ లెక్చర్స్, వీడియోలు మరియు టెక్స్ట్
- Organic-Chemistry.org, ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ పోర్టల్ – ఇటీవలి సారాంశాలు మరియు (పేరు) చర్యలు
- Orgsyn.org, ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ సింథసిస్ జర్నల్
- Pearson Channels, ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ వీడియో లెక్చర్స్ మరియు ప్రాక్టీస్ ప్రాబ్లమ్స్
- Khanacademy.org, Khan Academy - ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ
- ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ: స్ట్రక్చర్, ఫంక్షన్, అండ్ ప్రాక్టీస్ - విలియం టక్కర్
- ఇంట్రడక్టరీ ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ - కరోల్ హిగ్గిన్‌బోథమ్
మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Organic chemistry” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Organic_chemistry ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.
