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유기화학

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유기화합물은 탄소를 주성분으로 하는 화합물이다. 탄소는 그들의 3차원적 결합으로 구조의 크기와 다양성 면에서 특이성을 나타낸다. 자연계에서는 광합성을 통해 이산화탄소와 물이 결합하여 산소와 탄수화물이라는 유기화합물로 전환된다.

식물체의 구조를 단단하게 하는 성분인 셀룰로오스와 식물체의 에너지 저장형인 녹말은 모두가 중합체성 탄수화물이다. 이렇게 광합성에 의해 생성되는 간단한 탄수화물은 동식물에서 발견되는 수많은 유기화합물의 원료가 되는데, 탄소가 수소·산소·질소·황·인 등의 다른 원소와 결합할 경우 이들 화합물의 구조는 매우 다양하게 된다. 유기화학의 주된 관심은 이들 천연에서 산출되는 탄소화합물을 분리·정제하고 그 구조를 연구하는 데 있다. 천연 유기물질에는 개미에 존재하는 포름산(HCO₂H), 과일 등을 발효시킬 때 생기는 에틸알코올(C₂H₅OH), 대황 잎에 있는 옥살산(C₂H₂O₄) 등 간단한 것에서부터 페니실린, 비타민 B₁₂,단백질, 핵산 등 거대하고 복잡한 분자까지 다양한 물질이 존재한다. 유기체에서 미량 존재하는 순수한 천연물을 분리하는 것은 매우 어렵지만, 일단 순수한 형태로 분리되면 현대의 분석기기 기술을 이용해 10^－6g 정도만으로도 물질의 세부구조를 확인할 수 있다. 유기화합물들의 구조적 특성과 함께 물리적·화학적 성질간의 상관관계를 연구하는 분야가 유기물리화학이다. 또한 일단 작용기가 각각 어떤 특성을 가지고 있는가 하는 것이 밝혀지면 원하는 성질을 가진 새로운 분자를 고안·합성할 수 있는데, 합성화학은 이러한 특수한 화합물을 합성하는 분야이다. 어떤 천연물들은 유기체에서 수집·정제하는 것보다 합성하는 것이 훨씬 쉽다. 따라서 비타민 C 같은 물질은 매년 수t씩 합성되고 있다. 또한 원하는 화합물을 합성하기 위해서는 각 원자들이 정확한 순서와 3차원적 구조로 배열되어야만 하는데, 수많은 가능성 가운데 오직 하나만이 천연에서 산출되는 분자와 동일한 배열을 갖는다. 이상에서 본 바와 같이 유기화학은 화학의 여러 분야 중 가장 광범위한 영역을 포함한다고 할 수 있다.