План

1. Різноманітність та значення органічних речовин

2. Класифікація за хімічною будовою

3. Природні органічні речовини

4. Ліпіди

5. Вуглеводи

6. Моносахариди

7. Амінокислоти

8. Нуклеотиди

Різноманітність та значення органічних речовин

Органічні речовини - це сполуки карбону з іншими елементами; у природі утворюються в клітинах живих організмів; мають велику молекулярну масу, високу енергоємність; переважно горючі; властивості визначаються не тільки складом та масою, а й просторовим розташуванням елементів.

Різні клітини можуть дуже відрізнятись за вмістом органічних речовин. При перерахунку на суху масу в клітинах міститься ліпідів - 5-15%, білків - 10-20%, вуглеводів - 0,2-2%, АТФ - 0,1-0,5%, нуклеїнових кислот - 1-2% маси клітин.

Більшість органічних сполук представлено довгими молекулами, складеними із ланцюжка більш простих молекул (полімери).

Номенклатурні системи назв органічних речовин.

Для найменування окремих органічних сполук користуються різними номенклатурними системами. Широко застосовуються льєжські правила і номенклатура JUPAC. Поширені тривіальна, раціональна і женевська системи номенклатури.

За найбільш старою, тривіальною номенклатурою назви органічних сполук носять випадковий характер, напр.: болотяний газ, мурашиний спирт, янтарна кислота і т.д. Такі назви не дають уявлення про будову сполук, і тому тривіальна система не задовольняє вимог теорії і практики органічної хімії. Раціональна і женевська номенклатури основані на принципах наукової систематики органічних сполук: назва речовини дається відповідно до її хімічної будови.

За раціональною номенклатурою в основу найменувань Р.о. покладені назви найпростіших (перших) сполук того або іншого гомологічного ряду. Більш складні сполуки розглядаються як похідні найпростіших, в яких атоми водню заміщені радикалами.

Згідно з женевською номенклатурою основою найменування є назва нормального вуглеводню, що містить те ж число атомів вуглецю, що і найдовший (або найскладніший) безперервний ланцюг вуглецевих атомів в даній сполуці. Початок нумерації головного ланцюга визначається передусім вуглеводневими радикалами, назви яких ставлять перед коренем слова. У разі однакового положення двох радикалів перевага віддається радикалу з меншим числом атомів вуглеводню. Кратні зв’язки, що позначаються закінченням -ен або суфіксом -ен- (подвійний зв’язок) або -ин(ін) (потрійний зв’язок) замість -ан у насиченого вуглеводню, займають друге місце при визначенні порядку нумерації, причому перевага надається потрійному зв’язку. Наступні місця належать функціональним кисневим або сірчаним групам і азотним групам, позначення яких відповідно ставляться в кінці слова і перед назвою вуглеводневих радикалів. Останнє за значенням місце при визначенні початку нумерації належить нефункціональним замісникам (галогенам, нітрозо-, нітро-, азидогрупам), позначення яких ставлять на самому початку назви органічної сполуки. Порядок розташування назв нефункціональних замісників зворотний до їх старшинства при визначенні нумерації. Цифрами позначають положення бічних ланцюгів, груп або кратних зв’язків в головному вуглеводневому ланцюгу; грецькими (іноді латинськими) числівниками – число однакових замінних груп або кратних зв’язків. Приклади: При найменуванні сполук із замкненим ланцюгом атомів загальні принципи женевської номенклатури залишаються незмінними, але є ряд особливостей.

Класифікація за хімічною будовою

За хімічною будовою поділяють на ациклічні і циклічні.

1. Ациклічні – це вуглеводні з відкритим ланцюгом атомів (аліфатичні, або сполуки жирного ряду). В свою чергу вони поділяються на насичені і ненасичені. Насичені – це вуглеводні із загальною формулою СпН2n+2 (парафіни, або алкани). Атоми вуглецю в цих сполуках пов’язані між собою і з атомами водню простими (одинарними) зв’язками: С-С і С-Н. Ненасичені – це вуглеводні із загальною формулою СпН2n (олефіни); СпН2n-2 (ацетиленові або дієнові), СпН_2n-4, СпН_2n-6 і т.д. Олефінові вуглеводні містять подвійний (олефіновий) зв’язок С=С, ацетиленові – потрійний зв’язок С ≡ С, дієнові – два подвійних зв’язки.

2. Циклічні – це сполуки із замкненим (кільцевим, або циклічним) ланцюгом атомів. Вони поділяються на ізоциклічні і гетероциклічні. Ізоциклічні – це вуглеводні із замкненим ланцюгом атомів вуглецю. До них належать:

• а) аліциклічні, або поліметиленові (циклопарафіни і їх похідні);

• б) ароматичні сполуки (бензол, нафталін і їх похідні). В циклічну систему гетероциклічних сполук, крім атомів вуглецю, входять атоми інших елементів (напр., кисню, азоту, сірки).

3. Вуглеводні СпН_2n+2, СпН_2n, СпН_2n-2 і т.д. утворюють гомологічні ряди, в яких кожний подальший член ряду відрізняється від попереднього на групу СН₂ (гомологічна різниця). При заміщенні в гомологічних рядах вуглеводнів одного або декількох атомів водню функціональними групами: Х (будь-який галоген), ОН, NH₂, NO₂, СООН і т.д. відповідно утворюються гомологічні ряди галогенопохідних RX, спиртів RОН, амінів RNH₂, нітросполук RNO₂, кислот RСООН і т. д., де R –радикал (СпН_2n+2, СпН_2n, СпН_2n-2 і т.д.).

До найважливіших класів похідних вуглеводнів належать: галогенопохідні, спирти, ефіри, альдегіди та кетони, органічні кислоти, сірчисті сполуки (тіоспирти, тіоефіри, сульфокислоти), аміни та їх аналоги – фосфини, арсини, стибіни, бісмутини, металорганічні сполуки.

Природні органічні речовини

Природні знаходяться в твердому (вугілля, сланці, тверді бітуми), рідкому (нафта, рідкі бітуми) і газоподібному (пароподібному) стані (газ і газоконденсат). Концентрація розсіяної Р.о. в гірських породах звичайно не перевищує 1-5 мас. %, концентрованої Р.о. в каустобіолітах – у вугіллі 50-99 мас.%, вуглистих і горючих сланцях 20-50 мас.%; нафт. і газоконденсатних скупченнях 5-8 мас.% (відносно маси породи-колектора). У гірських породах вміст Р.о. складає (субкларки): в глинистих 0,9%, алевритистих 0,45%, карбонатних і піщаних породах 0,2%; в атмосфері і гідросфері до 0,1%.

Ліпіди

Ліпіди - це низькомолекулярні сполуки з гідрофобними властивостями, які містяться в усіх живих клітинах.

Властивості: нерозчинні у воді, але добре розчинні в органічних розчинниках (бензині, бензолі, хлороформі та ін.)

Структурними одиницями молекул ліпідів можуть бути або прості вуглеводневі ланцюги або замінники складних циклічних молекул.

Залежно від хімічної природи, ліпіди поділяють на жири і ліпоїди (жироподібні речовини).

Жири (тригліцериди, нейтральні жири) є основною групою ліпідів. Являють собою складні ефіри триатомного спирту гліцерину і жирних кислот або суміш вільних жирних кислот і тригліцеридів (жирові включення або краплини жиру в клітинах діатомових водоростей, жирової тканини свиней, тюленів, китів; рідкі жири (олії) в насінні льону, соняшника, арахісу тощо).

Трапляються в живих клітинах і вільні жирні кислоти: пальмітинова, стеаринова, лінолева, рицинолева.

Ліпоїди - жироподібні речовини, до яких належать фосфатиди, стериди, різні воски і воскоподібні сполуки, а також жиророзчинні сполуки: пігменти (хлорофіли, каротини), вітаміни (А, Д, Е, К). отже, все вищесказане про різноманітність ліпідів в організмі можна представити в вигляді схеми:

Функції ліпідів: 1) Енергетична (у разі повного окислення 1 г. жирів до вуглекислого газу і води виділяється 38,9 кДж енергії). 2) Будівельна (складова) - основна складова клітинних мембран. 3) Захисна - механічний захист від ударів, тепло- і гідроізоляція. 4) Запасаюча - підшкірний жир у ссавців, “жирове тіло” у комах. 5) Джерело ендогенної води (100 г - 105 г води).