Chimie organique
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La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.
Bien qu'il y ait un recouvrement avec la biochimie, cette dernière s'intéresse spécifiquement aux molécules fabriquées par les organismes vivants. La matière organique ainsi que les composés organiques sont au cœur de ces disciplines. On les désignera sous le terme de « substances » organiques.
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[modifier] Historique
Au début du XIXe siècle, les chimistes pensaient généralement que les composés des organismes vivants étaient trop complexes de par leur structure et grâce à une 'force vitale' ou vitalisme que l'homme ne pouvait pas synthétiser, ces composés étaient particuliers du fait qu'ils pouvaient se reproduire. Ils appelèrent ces composés 'organiques' et continuèrent à les ignorer.
La chimie organique s'oppose par ailleurs à la chimie minérale (inorganique ou "générale"), laquelle s'occupe de l'étude des substances issues du monde minéral (la Terre, l'eau et l'atmosphère). Cette séparation tient au fait que jusqu'au début du XIXe siècle, on pensait que contrairement aux substances minérales, il était impossible de synthétiser des substances organiques sans l'intervention d'une force vitale non expliquée. Depuis la synthèse accidentelle de l'urée, par un chimiste allemand Friedrich Wöhler, en 1828, nous savons qu'il n'en est rien, si bien que cette séparation n'a plus lieu d'exister. De 1850 à 1865, le chimiste français Marcellin Berthelot (1827-1907), professeur au Collège de France, se consacre à la synthèse organique et reconstitue le méthane, le méthanol, l'éthyne et le benzène à partir de leurs éléments, et expose ses théories dans son livre La Chimie Organique Fondée sur la Synthèse. Actuellement, on peut synthétiser près d'un million de composés, parmi lesquels rares sont les produits que l'on trouve dans la nature.
La chimie organique se définit maintenant simplement par l'étude des composés à base de carbone autre que les oxydes, les cyanures, les carbonates et les carbures. On l'appelle également la chimie du carbone.
[modifier] Caractéristiques
La raison pour laquelle il existe autant de composés carbonés est la capacité du carbone de former des liaisons covalentes avec lui-même et donc de former de nombreuses chaînes de différentes longueurs, ainsi que des cycles de différentes tailles. La plupart des composés organiques sont fort sensibles à la température et se décomposent généralement au-dessus de 200°C. Ils ont tendance à être peu solubles dans l'eau, en tout cas moins solubles que les sels inorganiques. En revanche, et à l'inverse de tels sels, ils ont tendance à être solubles dans les solvants organiques tels que l'éther ou l'alcool. D'une manière générale, on peut retenir que les semblables (molécules plus ou moins polaires, protiques etc.) dissolvent les semblables.N
[modifier] Représentation
Les composés organiques sont constitués essentiellement d'atomes de carbone et d'hydrogène. Dans un souci de simplification, les chimistes ont pris l'habitude de représenter les molécules qu'ils manipulent sans faire figurer les atomes de carbone et d'hydrogène. Cette représentation est appelée formule topologique.
[modifier] Familles
Article détaillé : Composé organique.[modifier] Composés aliphatiques
Ce sont des chaînes de carbone qui peuvent être modifiées par des groupes fonctionnels.
- Les composés carbonés (hydrocarbures)
- Les alcanes
- Les cycloalcanes
- Les alcènes
- Les alcynes
- Les allènes
- Les composés oxygénés
- Les alcools
- Les éthers
- Les époxydes
- Les oximes
- Les cétals (et les hémi-cétals, les acétals, les hémi-acétals)
- Les cétones
- Les cétones α-β-insaturés
- Les énols
- Les aldéhydes
- Les acides carboxyliques et leurs dérivés:
- Les esters (et les lactones)
- Les amides (et les lactames)
- Les halogénures d'acyles
- Les anhydrides
- Les cétènes
- Les isocyanates
- Les ortho-esters
- Les glucides
- Les composés azotés
- Les amines
- Les imines
- Les énamines
- Les nitriles
- Les iso-nitriles
- Les amides (et les lactames)
- Les isocyanates
- Les oximes
- Les azotures
- Les composés halogénés
- Les composés phosphorés
- Les phosphines
- Les phosphites
- Les phosphates
- Les phosphonates
[modifier] Composés aromatiques
Les composés aromatiques doivent répondre à 3 critères :
- contenir un cycle d'atomes de carbone du genre de celui du benzène ou similaire,
- avoir un système conjugué de types pi-sigma-pi ou p-sigma-pi (avec sigma = simple liaison; pi = double liaison et p = doublet non liant),
- respecter la règle de Hückel.
Si le cycle contient un atome autre que du carbone, on parle d'hétérocycle.
- Les composés du benzène
-
- Le benzène et ses dérivés
- Les benzoïdes (Benzènes polycycliques)
- Les fullerènes
- Les phénols
- Les amines aromatiques
- Les hétérocycles
[modifier] Autres
On peut également citer les composés issus d'autres branches reliées à la chimie organique:
- Les polymères
- Les composés organométalliques
- Les ylures de phosphore
- Les bases très fortes (20<pKa<60) utilisées spécialement en chimie organique :
- les hydrures
- les amidures
- les alcoolates
[modifier] Réactions
- Acylation de Friedel-Crafts
- Alkylation de Friedel-Crafts
- Addition nucléophile
- Addition électrophile
- Aldolisation/Cétolisation
- Catalyseur et réaction d'Adkins
- Crotonisation
- Élimination
- Estérification
- Oxydation de Kornblum
- Oxydation de Swern
- Oxydation d'un alcool
- Réaction de Diels-Alder (Cycloaddition)
- Réaction de Pinner
- Réaction de Wittig
- Réaction de Wolff-Kishner
- Réactions de Wurtz et de Wurtz-Fittig
- Réarrangement de Beckmann
- Réduction de Birch
- Réduction de Clemmensen
- Substitution électrophile aromatique
- Substitution nucléophile
[modifier] Règles élémentaires
[modifier] Voir aussi
[modifier] Articles connexes
- Chronologie de la chimie
- Représentation des molécules
- Nomenclature des molécules organiques
- Isomérie
- Chiralité
- Biophysique
- Carbone
- Oxydation et réduction en chimie organique
