חשיבותה של כימיה אורגנית

סרינה קווג'י
תואר פרופסור לביולוגיה

כימיה מייצגת יקום רחב של תגובות וארגונים של חומר, מרמות תת-אטומיות ועד למולקולות הגדולות ביותר. בתוך תחום מדע רחב זה ישנם שני סוגים גדולים המבדילים בין תרכובות כימיות על סמך היסודות המרכיבים אותן. מלכתחילה יש לנו תרכובות אנאורגניות, הקיימות בצורה כזו או אחרת בכל החומר. המרכיב את היקום ואשר מחקרו מאפשר לנו להבין את התגובות היסודיות הקיימות בין האטומים לבין מולקולות; ואילו במונח השני אנו מוצאים אזור המוקדש כולו למולקולות שהרכבן מרוכז באלמנט בסיס בפרט, פחמן, וזו הסיבה שתחום מדעי זה נודע בשמות: כימיה של פחמן, כימיה אורגנית ואפילו כימיה של פחמן. חַיִים.

מולקולות לכל החיים

אם פחמן לא היה מסוגל לבסס את הזיקה הכימית והארגונית שיש לו עם מימן בשלב הראשון ולאחר מכן עם אלמנטים כמו חנקן, חמצן, גופרית ואפילו הלוגנים, לא רק שלא תהיה לנו כימיה אורגנית לדבר עליה, אלא שהחיים עצמם לא היה אפשרי כפי שאנו מכירים אותו, מהארגונים המולקולריים הבסיסיים ביותר כמו וירוסים, לבני אדם וצורות חיים אחרות עליון.

למרות שמבחינה מדעית לא נשללת האפשרות שהשילוב המקרי הזה של יסודות שאיתם נבנה כל החומר האורגני על הפלנטה יכול נוצרו באמצעות אלמנט בסיס אחר במקום פחמן, כדי לאפשר גם את הופעת התאים הראשונים, ללא ספק, השפע הגדול של פחמן זמין ביקום, אפשרו לו לקחת אחריות כזו, שכן לחלוטין כל המולקולות המהוות את הבסיס לכימיה של החיים, אורגניים בטבעם בלבד, שייכים לאחת משלוש הקבוצות המבניות הגדולות, חלבונים, שומנים ופחמימות או אפילו שילוב בין שתי קבוצות, כמו למשל במקרה של הליפופרוטאינים המהווים חלק מהכולסטרול המומס בדם שלנו והגליקוליפידים המרכיבים את הממברנות תאים, מולקולות שבלעדיהן חיים בהחלט לא יכלו להיווצר, מכיוון שלא היה מבנה מולקולרי שיכול להכיל חלל דמוי ממברנה מופחתת, מוגנת ומבוקרת, כל שאר המולקולות האורגניות התואמות את הפונקציות השונות של מה שאנו מכירים כתהליכים מטבוליים והפעילויות של אורגניזם חי.

פונקציות מולקולריות

בנוסף להצגת מאפיינים ספציפיים לפי סוג הקשרים שנוצרים בין אטומי הפחמן, המעניקים להם את האיכות להיות אלקנים, אלקנים או אלקנים, כימיה אורגנית הצליחה גם להבחין בתכונות המסוימות שיש למולקולות אורגני בהתאם לסוגי התצורה השונים, בין אם השרשרת המרכזית שלו ליניארית, או אם, להיפך, היא מתחברת בקצותיה ויוצרות מחזור.

באותו אופן, הכימיה האורגנית מסווגת מולקולות לפי המבנים הרדיקליים שלהן, כלומר הענפים המשניים המחוברים לשרשרת הראשית. כאשר סניפים אלו קיימים, במיוחד בקצוות השרשרת הראשית, יש להם את היכולת להקנות תכונות ספציפיות ל- מולקולה, לפיה הם סווגו מבחינה תפקודית כ: 1) אלכוהולים, 2) פנולים, 3) אתרים, 4) אלדהידים, 5) קטונים, 6) חומצות קרבוקסיליות ו-7) אמינים.

כל הסיווג הזה לפי מבנה המולקולות אפשר את התפתחותם של לימודי הכימיה האורגנית כמדע, וכך נוצרת ההתקדמות הגדולה שנעשתה בהבנת התופעות הכימיות השונות המשפיעות על החיים, הן לחיוב והן שלילי. במובן זה, חשיבותה של כימיה אורגנית מורחבת מהתרומות שהיא סיפקה ללימוד והבנה של כל אחד מהתהליכים המטבוליים, גילוי אפילו של ה-DNA עצמו והקשר בין גנים, ביטוייהם ושינוייהם, לכל אחד מתחומי הטכנולוגיה שאנו נהנים מהם על בסיס יומיומי, שכן אם כימיה אורגני, לא היה ניתן לגלות, לעבד ולנצל את המוצרים השונים המתקבלים מנפט וכמובן, התעשייה הזו עצמה אפילו לא הייתה נוצרת, לא הרבה פחות מורחבת.

פולימרים טבעיים

בהחלט, מדהים היכולת שיש לכימיה אורגנית ליצור קשרים בין מולקולות וכיצד אלו מצליחות להגיע לרמות "עצומות" של ארגון, עד כדי יכולת למצוא מקרומולקולות אותנטיות המורכבות ממספר רב של פולימרים, שבתורם ניתן למצוא כמולקולות עצמאיות פונקציונלי, כמו במקרה של חלבונים ענקיים, אשר במבנה שלהם יש לא פחות מ-50 חומצות אמינו, אלו הן חלקי מפתח בפיתוח של מספר רב של תהליכים מטבוליים.

כמו כן, זה קורה עם עוד מגוון גדול של פולימרים שכבר סונתזים בצורה תעשייתית, שאפשרו פיתוח של מתחמים, שנועדו להקל על חיי האנושות, הודות לכל הפונקציונליות שהכימיה האורגנית מציעה לתעשיות ול- טֶכנוֹלוֹגִיָה.

הפניות

צ'אנג, ר. (1997). כִּימִיָה. מהדורה רביעית (ראשונה בספרדית). מקגרו-היל. מקסיקו.

מוריסון, ר. T., & Boyd, R. לא. (1998). כימיה אורגנית. הוא. חינוך פירסון. מדריד, ספרד.

סולומון, ג. (1978). כימיה אורגנית. המוציא לאור ג'ון ווילי ובניו. שימושים.

WADE, ל. G., et al. (2004). כימיה אורגנית. הוא. מוציא לאור של פירסון חינוך. מדריד, ספרד.

וולף, ד. (1995). כימיה כללית, אורגנית וביולוגית. מהדורה שנייה (בספרדית). מקגרו-היל. מקסיקו.