أهمية الكيمياء العضوية

الكيمياء العضوية هي دراسة التركيب والخصائص والتكوين والتفاعلات وتحضير المركبات المحتوية على الكربون ، والتي لا تشمل فقط الهيدروكربونات ولكن أيضًا المركبات مع أي عدد من العناصر الأخرى ، بما في ذلك الهيدروجين تحتوي معظم المركبات على واحد على الأقل من الكربون والهيدروجين الرابطة ووالنيتروجين والأكسجين والهالوجينات والفوسفور والسيليكون والكبريت.

استخدام الكيمياء العضوية

الكيمياء العضوية هي علم مبدع للغاية حيث يقوم الكيميائيون بإنشاء جزيئات جديدة واستكشاف خصائص المركبات الموجودة. إنها واحدة من أكثر مجالات الدراسة شيوعا بين الكيميائيين وحملة الدكتوراه

المركبات العضوية موجودة في كل مكان حولنا، وتعتبر أساسية للنمو الاقتصادي للولايات المتحدة في صناعات متنوعة مثل البلاستيك والمطاط والوقود والأدوية ومستحضرات التجميل والمنظفات والطلاء والأصباغ والزراعة وغيرها. تعتمد الكيمياء الحيوية والتكنولوجيا الحيوية والطب بشكل كبير على المركبات العضوية ودورها في عمليات الحياة. وتتكون العديد من المواد الحديثة ذات التكنولوجيا العالية جزئيا على الأقل من مركبات عضوية.

يقضي الكيميائيون العضويون معظم وقتهم في تصميم مركبات جديدة وتحسين طرق جمع المركبات التي تم التعرف عليها مسبقًا

أهمية الكيمياء العضوية في الطب 

يعد الطب هو التطبيق الرئيسي للمركبات العضوية، على الرغم من أنه لا يتم تصنيع جميع الأدوية، باستثناء العديد من الأدوية مثل المضادات الحيوية والأدوية المضادة للسرطان والمسكنات ومضادات الاكتئاب والتخدير وأدوية القلب، وما إلى ذلك

تستخدم الكيمياء العضوية في الطب لثلاثة أغراض هي صنع الأدوية ودراسة المرض والتشخيص

• الأدوية لعلاج الأمراض

تتكون العديد من الأدوية المستخدمة لعلاج الأمراض من مركبات عضوية، ولذلك فهي غير قابلة للذوبان في الماء وتمتلك مذاقًا مرًّا، ويمكن نقلها بسهولة إلى أنسجة الجسم.

يحتاج توصيل الدواء إلى الأجزاء الأعمق في أنسجة الجسم إلى زيادة قابليته للذوبان في الدهون، ويمكن تحقيق ذلك من خلال تغيير حصته العضوية، أي أن كمية المحتوى الكربوني ستعطي التأثير المطلوب.

تدرس الكيمياء العضوية كيمياء الدواء وتهدف إلى تحسين كفاءته، وصول الأنسجة وسلامتها، وجعلها آمنة من خلال تقليل سميتها عن طريق عملية التمثيل الغذائي.

• فيزيولوجيا المرضية للأمراض 

يمكن دراسة المرض من خلال إدراك الكيمياء الحيوية والكيمياء العضوية، حيث يمتلك معظم الأمراض مسارًا أو مسارات قبل الوفاة.

مثال: في النقرس ، هناك خلل في التمثيل الغذائي البيورين ، البيورين هي أجزاء مهمة من جزيئات DNA و RNA لا يتفكك حمض اليوريك المتكون أثناء التمثيل الغذائي البيورين في اليوريا ويتراكم ، تتراكم بلورات اليوريا في المفاصل الصغيرة مسببة النقرس ، يمكن دراستها عن طريق التحقق من مستويات حمض اليوريك في الدم مع مستويات الشخص العادي.

وفي حالات العدوى، يتعرض بعض المكونات البيوكيميائية في الجسم للضرر، على سبيل المثال في حالة الملاريا، تتلف الطفيليات محتوى الهيموجلوبين في الدم، مما يؤدي إلى انخفاض مستويات الهيموجلوبين، ويمكن التعرف عليها من خلال التغييرات في المجموعات الوظيفية العضوية بين المرضى العاديين والمرضى

يساعد هذا التغيير في المكونات العضوية على دراسة مسار وشدة المرض.

•  تشخيص المرض

 تستخدم الكيمياء العضوية هنا بعض وسائل التشخيص لاكتشاف الجزء العضوي في المادة المزعجة.

في حالة مرضى السكري، يزداد مستوى السكر في الدم وفي الحالات الشديدة حتى مستويات الكيتون، وتحتوي السكريات على مجموعات الألدهيد (CHO) والكيتونات (C = O)، التي تستخدم في التحليل لتحديد مستويات السكر. كلما زاد تركيز هذه المجموعات، زاد مستوى السكر في الدم، والعكس صحيح. لذلك، يستخدم الكيميائيون العضويون هذه المجموعات في تشخيص المرض، عن طريق التحقق من المجموعة الوظيفية العضوية للمادة المقلقة في الجسم. في حالة مرضى القلب، يتم تحديد مستويات الكولسترول من خلال التحليل.

أهمية الكيمياء العضوية في الغذاء

يتكون الغذاء بشكل كامل من مركبات الكربون، مثل الكربوهيدرات (CHO) والبروتينات (NH2-CH-COOH) والدهون (CH-COO-CH). وحتى الفيتامينات هي عضوية بطبيعتها. يوصي الخبراء بما يتوافق مع متطلبات الجسم خلال الحمل والإصابة بالأمراض واللياقة البدنية، ولذلك ينصح باستخدام البروتينات والفيتامينات وبدائل أخرى. على سبيل المثال، ينصح باستخدام حمض الفوليك خلال الحمل لتقليل فرص الإصابة بفقر الدم في الأم، وينصح بتقليل استهلاك الدهون في النظام الغذائي لمريض القلب. وبالنسبة لأولئك المهتمين بكمال الأجسام، ينصح باستهلاك الأنظمة الغذائية الغنية بالبروتين.

حتى المشروبات المصنوعة من الكحول الإيثيلي مثل البيرة والنبيذ والفودكا تحتوي على مواد عضوية، ويُساعد معرفة الكيمياء العضوية في تنظيم نكهة هذه المشروبات وجودتها وتخزينها.

أهمية الكيمياء العضوية في المنسوجات والملابس

 يتألف القماش من مواد عضوية مثل القطن والصوف والحرير والبوليستر، وتساعد الكيمياء في دراسة وتحسين خصائص المواد المنسوجة مثل المتانة واللون وسهولة التنظيف.

أهمية الكيمياء العضوية  في عوامل التنظيف

 تستخدم المذيبات العضوية على نطاق واسع في الصناعات والمختبرات للتنظيف، وعلى سبيل المثال في استخراج الأدوية من النباتات، حيث يتم إزالة المواد الدهنية من اللب باستخدام الأثير البترولي.

في المنازل والأماكن الأخرى للعيش، نستخدم الفينولات والمواد الأخرى لتنظيف الأرضيات والجدران، وتعتمد عملية التعقيم على الكيمياء العضوية لإزالة الأوساخ وقتل الجراثيم.

بفضل معرفة الكيمياء العضوية بالقطبية، الذوبانية، وعوامل التقسيم، يتم استخدام المذيبات بشكل أفضل في الكيمياء العضوية.

أهمية الكيمياء العضوية في عوامل التعقيم

معظم عوامل التعقيم والمطهرات مثل الفينول والفورمالديهايد وما إلى ذلك هي مركبات الكربون، ونظرًا لخصائصها مثل الذوبانية، يمكن للأس الهيدروجيني قتل الميكروبات وحتى خلايا الجسم البشري .

إنها تقتل البكتيريا والميكروبات الأخرى إما عن طريق إذابة جدار الخلية الميكروبية أو إتلاف طبقات البروتين ، يتم تعزيز كفاءتها من خلال إجراء تعديلات صغيرة في الكيمياء المركبة ، إلى جانب هذه المذيبات ، هناك غازات مثل أكسيد الإيثيلين التي تستخدم لتعقيم الأدوية والمواد المصنعة.

أهمية الكيمياء العضوية في المواد التحليلية 

يتم اختبار المواد الكيميائية مثل الأدوية والمبيدات الحشرية ومستحضرات التجميل كجزء من ضمان الجودة. يتم ذلك باستخدام أنواع مختلفة من المعايرة وتقنيات الكروماتوغرافيا والقياس الطيفي. يستخدم في هذه الاختبارات كواشف مثل الأحماض أو القواعد كعوامل اختزال وأكسدة عضوية. بالإضافة إلى ذلك، فإن مؤشرات نقطة النهاية في المعايرة هي أيضا مركبات عضوية.

أهمية الكيمياء العضوية في الأشياء الثمينة

الأشياء الثمينة مثل الماس والجرافيت والبترول ومن المثير للاهتمام أن المركبات الكربونية لها قيمة عالية ودائمة وهي من أصعب المركبات في العالم.

كلا الماس والجرافيت مركبان من الكربون النقي وحده، دون وجود أي عناصر أخرى في الداخل. وهما يتمتعان بخصائص عالية الاستخدام ومكلفة، وهذه الخصائص هي موضوع دراسات في الكيمياء العضوية 

البترول هو المورد الأكثر قيمة على الأرض للاحتياجات الوقود في العالم، حيث يتم تنويع منتجات البترول بشكل أكبر للاستخدامات المختلفة، ويعد النفط من العوامل التي تؤثر على الاقتصاد العالمي