Organic chemistry

A química orgânica é um ramo da química focado no estudo científico de compostos e materiais que contêm carbono. Seu trabalho envolve determinar as fórmulas estruturais de substâncias orgânicas, analisar suas propriedades físicas e químicas e avaliar sua reatividade química para explicar como se comportam. A área também abrange a síntese química de produtos naturais, fármacos e polímeros, além do estudo de moléculas orgânicas individuais tanto em laboratório quanto por métodos teóricos computacionais. Os produtos químicos estudados incluem hidrocarbonetos — compostos formados apenas por carbono e hidrogênio — bem como compostos à base de carbono que também contêm elementos como oxigênio, nitrogênio, enxofre, fósforo (comuns em bioquímicos) e os halogênios. Uma área relacionada, a química organometálica, examina compostos com ligações carbono–metal. Os compostos orgânicos são a base de toda a vida conhecida e constituem a maioria dos produtos químicos conhecidos. Como o carbono pode formar ligações simples, duplas e triplas, além de estruturas com elétrons deslocalizados, esses compostos são estruturalmente diversos e têm uma vasta gama de usos. Eles são a base de muitos produtos comerciais, como fármacos, petroquímicos, agroquímicos, lubrificantes, solventes, plásticos, combustíveis e explosivos. O estudo da química orgânica se sobrepõe à química organometálica, bioquímica, química medicinal, química de polímeros e ciência dos materiais. A química orgânica geralmente é ensinada em nível universitário. É considerada uma disciplina muito desafiadora, embora esforços a tenham tornado mais acessível aos estudantes. Antes do século XVIII, os químicos geralmente acreditavam que os compostos de organismos vivos continham uma "força vital" que os diferenciava dos compostos inorgânicos. Essa ideia era chamada de vitalismo. No início do século XIX, começaram os estudos sistemáticos de compostos orgânicos. Por volta de 1816, Michel Chevreul estudou sabões feitos de gorduras e álcalis, separando os ácidos que formavam o sabão. Ele mostrou que mudanças químicas podiam ser feitas nas gorduras — tradicionalmente de fontes orgânicas — sem qualquer força vital. Em 1828, Friedrich Wöhler sintetizou ureia (um componente da urina) a partir de sais inorgânicos (cianato de potássio e sulfato de amônio) no que hoje é chamado de síntese de Wöhler. Embora o próprio Wöhler tenha sido cauteloso, esta foi a primeira vez que uma substância orgânica foi feita em laboratório sem materiais de partida biológicos, e hoje é vista como a refutação do vitalismo. Depois de Wöhler, Justus von Liebig ajudou a organizar a química orgânica e é considerado um de seus principais fundadores. Em 1856, William Henry Perkin criou acidentalmente o corante orgânico malva de Perkin ao tentar produzir quinina; seu sucesso financeiro despertou grande interesse na área. Um avanço fundamental ocorreu em 1858, quando Friedrich August Kekulé e Archibald Scott Couper propuseram independentemente o conceito de estrutura química. Eles sugeriram que átomos de carbono tetravalentes poderiam se ligar para formar uma rede de carbono, e que os padrões de ligação atômica poderiam ser deduzidos a partir de reações químicas. A indústria farmacêutica começou na década de 1890, quando a Bayer fabricou pela primeira vez o ácido acetilsalicílico (aspirina). Em 1910, Paul Ehrlich e sua equipe desenvolveram a arsfenamina à base de arsênio (Salvarsan) como o primeiro tratamento eficaz para a sífilis, lançando a prática da quimioterapia. Ehrlich promoveu as ideias de fármacos "bala mágica" e melhoria sistemática de medicamentos, e seu laboratório também contribuiu para o desenvolvimento do antissoro para difteria e para a padronização de soros terapêuticos. As primeiras reações e aplicações orgânicas muitas vezes vieram da sorte e de observações inesperadas, mas a segunda metade do século XIX viu estudos mais sistemáticos. O desenvolvimento do índigo sintético é um exemplo: os métodos sintéticos de Adolf von Baeyer fizeram a produção de índigo a partir de plantas cair de 19.000 toneladas em 1897 para 1.000 toneladas em 1914; em 2002, 17.000 toneladas de índigo sintético foram produzidas a partir de petroquímicos. No início do século XX, polímeros e enzimas foram reconhecidos como grandes moléculas orgânicas, e o petróleo foi demonstrado como tendo origem biológica. A síntese total de compostos orgânicos complexos — como glicose, terpineol, compostos relacionados ao colesterol e, mais tarde, ácido lisérgico e vitamina B12 — cresceu em complexidade, permitindo a criação de hormônios humanos e seus derivados. A descoberta do petróleo e o surgimento da indústria petroquímica avançaram ainda mais a química orgânica.