Organisk kemi: bakgrund

Organisk kemi

Organisk kemi handlar om de föreningar som har grundämnet kol som sin huvudingrediens. DNA, RNA, proteiner, kolhydrater och fetter är exempel på organiska föreningar som finns i allt levande material som människor, djur, växter och mikroorganismer. Organiska föreningar är alltså otroligt viktiga för allt liv på jorden. Det periodiska systemet innehåller mer än 100 grundämnen som bygger upp allt som finns i universum. Organiska föreningar byggs dock upp av relativt få typer av grundämnen: kol (C), väte (H), syre (O), kväve (N), svavel (S) och fosfor (P). Dessa atomer kan kopplas ihop via kemiska bindningar i oändligt många kombinationer där varje atom fungerar ungefär som en legobit. Kol har fyra bindningar, väte en, syre två, kväve tre, svavel oftast två, och fosfor oftast fyra.  

Atomerna kan bilda kedjor och ringar i de mest fantastiska kombinationer och många organiska föreningar är som naturens egna konstverk. En annan viktig klass av organiska föreningar är läkemedel. De flesta läkemedel som finns på ett apotek innehåller en organisk förening som aktiv ingrediens. Ett exempel som säkert alla i Sverige ätit någon gång är acetaminofen som finns i det febernedsättande och smärtlindrande läkemedlet Alvedon.

Ett annat exempel på viktig organisk förening är C-vitamin som vi dagligen får i oss genom att äta citrusfrukter. De kemiska strukturerna för både acetaminofen och C-vitamin ser du nedan både i en fullständig och en förenklad variant. 

Atomerna som representeras av sina enbokstavsförkortningar (C, H, O, N) kopplas samman av kemiska bindningar som visas som streck. De fullständiga strukturerna där alla atomerna är utritade är ofta lite svåra att tyda och därför använder kemisten sig av förenklade strukturen där de flesta väten inte ritas ut och kolatomerna ligger i hörnen mellan bindnigarna. I nästa avsnitt kan du läsa om hur man i laboratoriet kan framställa organiska föreningar.

 

 

Organisk syntes

Organisk syntes handlar om hur kemisten i ett laboratorium framställer organiska föreningar som beskrevs i det förra avsnittet. Naturen tillverkar förstås på egen hand alla de föreningar som behövs för att liv skall kunna finnas. Fördelen med att arbeta med syntes i laboratoriet är att det går att göra helt nya föreningar som inte finns i naturen. Många läkemedel är just helt nya föreningar som har skräddarsytts för att ha speciella egenskaper som gör att sjukdomar kan botas. 

Möjligheten att skapa nya föreningar är oändlig och det är fantastiskt spännande och kittlande att kunna framställa något helt nytt. När man gör organisk syntes använder man sällan de enskilda atomerna som beskrevs i den tidigare rutan utan från byggstenar som i sig byggs upp av ett antal atomer. För att syntesen skall fungera behöver byggstenar reaktiva grupper som kan kopplas samman och bilda kemiska bindningar. Byggstenarna löser man upp i ett lösningsmedel och ofta behöver man också ett reagens som ser till att de reaktiva grupperna bildar bindningarna på rätt sätt.

Att göra organisk syntes kan liknas vid matlagning där olika ingredienser blandas och ofta värmer man för att reaktionerna skall gå snabbare. Nedan ser du syntesen av acetaminofen som sker i ett steg. Två byggstenar reagerar med varandra i lösningsmedlet vatten och bildar acetaminofen och även ättiksyra som en andra produkt. Fosforsyran och värmningen gör att reaktionen går fortare. När reaktionen är färdig måste den önskade produkten acetaminofen renas för att bli av med ättiksyran och lösningsmedlet. Om du räknar varje atomslag på båda sidorna om reaktionspilen ser du att de är lika många.  Den här syntesen är kort och fungerar mycket bra. Komplicerade organiska föreningar kan dock kräva mer än 50(!) syntessteg. 

Forskarhjälpens samarbetspartners 2011

Forskarhjälpen 2011 leddes av Nobelmuseet i samarbete med Uppsala universitet och med finansiering från Stiftelsen för Strategisk Forskning.

Kontakt

Nobelmuseet Stortorget 2, Gamla Stan, Box 2245, 103 16 Stockholm
work 08-534 818 00
Ansvarig utgivare: Olov Amelin

Main sponsors

Idag på museet

Öppettider

09:0020:00

Dagens lunch

Dagens lunch serveras under veckodagar när Nobelmuseet är öppet.