Hoa huu co hay hoa hoc huu co la mot phan nganh hoa hoc nghien cuu ve cau truc, tinh chat, thanh phan va phan ung hoa hoc cua nhung hop chat huu co va vat lieu huu co (cac hop chat chua carbon). Nghien cuu cau truc xac đinh thanh phan hoa hoc va cong thuc cua hop chat. Nghien cuu tinh chat bao gom cac tinh chat vat ly va hoa hoc, va đanh gia kha nang phan ung hoa hoc đe hieu đuoc hanh vi cua chung. Nghien cuu cac phan ung huu co bao gom tong hop hoa hoc cac san pham tu nhien, thuoc va polymer, va nghien cuu cac phan tu huu co rieng le trong phong thi nghiem va thong qua nghien cuu ly thuyet (trong silico).
Pham vi cua cac hoa chat đuoc nghien cuu trong hoa hoc huu co bao gom hydrocarbon (hop chat huu co chi chua carbon va hydrogen) cung nhu cac hop chat cua carbon, nhung cung chua cac nguyen to khac, đac biet la oxygen, nitrogen, sulfur(luu huynh), phosphorus (bao gom nhieu trong nganh hoa sinh) va cac halogen.
Trong ky nguyen hien đai, pham vi đuoc mo rong hon nua trong bang tuan hoan, voi cac nguyen to thuoc nhom chinh, bao gom:

Cac hop chat hoa hoc co kim nhom 1 va 2 lien quan đen kim loai kiem (lithium, sodium va potassium) hoac kiem tho (magnesium).
Cac a kim (boron va silicon) hoac cac kim loai khac (aluminium va thiec).
Ngoai ra, cac nghien cuu đuong đai tap trung vao hoa hoc huu co con lien quan đen cac chat huu co khac bao gom lanthanide, nhung đac biet la cac kim loai chuyen tiep nhu kem, copper, palladi, nickel, cobalt, titani va chromi.
Cac hop chat huu co tao thanh nen tang cua tat ca su song tren Trai Đat va tao thanh phan lon cac hoa chat đuoc biet đen. Cac mo hinh lien ket cua cacbon, voi hoa tri bon - lien ket đon, đoi va ba, cong them cac cau truc voi cac electron bat đinh - lam cho cac hop chat huu co rat đa dang ve cau truc va pham vi ung dung cua chung rat lon. Chung tao thanh co so, hoac la thanh phan cua nhieu san pham thuong mai bao gom ca duoc pham; hoa dau va hoa chat nong nghiep, va cac san pham lam tu chung bao gom dau nhon, dung moi; nhua; nhien lieu va chat no. Nghien cuu ve hoa hoc huu co khong chi chong cheo voi cac nganh hoa hoc co kim va hoa sinh, ma con voi hoa hoc duoc pham, hoa hoc polymer va khoa hoc vat lieu.


Lich su Truoc the ky 19, cac nha hoa hoc nhin chung tin rang cac hop chat thu đuoc tu cac sinh vat song đuoc thua huong mot suc song co the phan biet chung voi nhung hop chat vo co. Theo quan điem ve suc song, cac vat chat huu co đuoc so huu mot "suc song" (vital force). Trong suot nua đau the ky XIX, mot vai nghien cuu co he thong đau tien ve cac hop chat huu co đa đuoc cong bo. Khoang nam 1816 Michel Chevreul đa nghien cuu xa phong lam tu nhieu loai mo khac nhau va kiem. Ong đa tach cac acid khac nhau, khi ket hop voi kiem, đe tao ra xa phong. Vi chung la tat ca cac hop chat rieng biet, nen ong đa minh hoa rang no co the tao ra thay đoi ve hoa hoc giua nhung loai mo khac nhau (thuong tu cac nguon huu co), tao ra cac hop chat moi, ma khong co "suc song". Nam 1828 Friedrich Wohler đa tao ra ure, mot thanh phan huu co cua nuoc tieu, tu ammoni cyanat NH4CNO vo co, qua trinh ma ngay nay đuoc goi la tong hop Wohler. Mac du Wohler luon than trong trong viec tuyen bo rang ong đa bac bo cac ly thuyet ve luc song, su kien nay đuoc coi la mot buoc ngoat trong viec đat nen tang đe nganh hoa huu co phat trien.
Nam 1856 William Henry Perkin, trong khi đang co gang che quinine, đa tao ra chat nhuom huu co mot cach tinh co hien đuoc goi la Perkin's mauve. Tu thanh cong ve tai chinh nay cua ong, su phat hien cua ong đa tao nen moi quan tam lon đoi voi hoa huu co.
Buoc đot pha quan trong trong hoa huu co la quan điem ve cau truc hoa hoc đa phat trien mot cach đoc lap va đong thoi boi Friedrich August Kekule va Archibald Scott Couper nam 1858.
Nganh cong nghiep duoc bat đau trong cuoi thap nien cua the ky XIX khi viec san xuat ra axit acetylsalicylic (hay aspirin) o Đuc bat đau boi Bayer.


Đac điem Chat huu co thuong ton tai duoi dang hon hop, khoa hoc hien đai đa phat trien nhieu phuong phap đe đanh gia đo tinh sach, đac biet quan trong phai ke đen la ky thuat sac ky nhu sac ky long hieu nang cao (HPLC) va sac ky khi. Ben canh đo la cac phuong phap thong thuong đe tach chiet nhu chung cat, ket tinh, va chiet bang dung moi.
Cac hop chat huu co thong thuong đuoc đinh danh bang cac thi nghiem hoa hoc, thuong đuoc goi la "phuong phap uot" (dung nhieu cac thuoc thu đe đinh tinh trong dung dich). Tuy vay cac phuong phap đo đa dan đuoc thay the bang cac phuong phap quang pho hay cac may phan tich chuyen sau. Cac phuong phap phan tich sau đuoc liet ke theo thu tu tien ich cung tang dan cua phuong phap:

Pho cong huong tu hat nhan (NMR) la ky thuat đuoc dung pho bien nhat, phuong phap nay cho phep đoc cac thong tin tinh hieu tu cac nguyen tu va cau truc lap the tu đo chuyen chung thanh cac pho tuong quan. Nguyen tac cua phuong phap dua vao su hien dien cua cac đong vi tu nhien cua hydro va carbon, tu đo ma co pho NMR cua 1H va 13C.
Phuong phap phan tich co ban: phuong phap nay pha huy toan phan tu huu co va tu đo xac đinh thanh phan nguyen to cua toan phan tu. Đay la phuong phap so khai nhat lam nen tang cho phuong phap khoi pho.
Phuong phap khoi pho cho thay phan tu khoi cua mot hop chat huu co đay đu, cung voi cac manh phan tu bi vo ra tu su ban pha cua cac đien tu, tu đo co the xac đinh cac cau truc cua no. Cac may khoi pho co đo phan giai cao co the ac đinh đuoc chinh xac cau truc thuc te cua phan tu huu co va đuoc dung đe thay the cho phuong phap phan tich co ban. Truoc đay, phuong phap kho pho co mot so han che la khong the ghi nhan su hien dien cua cac manh trung hoa ve đien, tuy vay su phat trien cua ky thuat ion hoa đa cho phep nhan dien "thong so khoi luong" cua hau het cac hop chat huu co.
Tinh the hoc la phuong phap chac chan đe xac đinh cau truc hinh hoc cua phan tu, đieu kien đe xac đinh hop chat khi co lap đuoc cac tinh the đon cua hop chat, va tinh the nay phai đai dien đuoc cho mau. Mot phan mem tu đong hoa cao cho phep xac đinh cau truc cua tinh the thu đuoc sau đo ra soat ngan hang du lieu cac hop chat huu co trong vai gio đe cho ra đuoc hinh thai tinh the trung khop.
Cac phuong phap quang pho truyen thong nhu pho hong ngoai (IR), may đo đo quay cuc, pho tu ngoai kha kien (UV/VIS) tuy chi cung cap nhung thong tin tuong đoi kem đac hieu ve cau truc cua hop chat huu co nhung van con đuoc su dung kha pho bien đe phan loai va nhan danh cac hop chat huu co.


Tinh chat Tinh chat vat ly cua cac hop chat huu co thuong bao gom đinh tinh va đinh luong. Cac thong so cho qua trinh đinh luong bao gom điem nong chay, điem soi, va chi so khuc xa. Đinh tinh bao gom nhan biet ve mui, đo đong nhat, đo tan, va mau sac.


= Điem nong chay va điem soi =
Hop chat huu co rat de nong chay hay soi. Nguoc lai, trong khi cac vat lieu vo co noi chung co the bi nong chay, nhieu chat khong the đun soi, thay vao đo co xu huong phan huy. Truoc đay, điem nong chay (m.p.) va điem soi (b.p.) cung cap nhung thong tin co ban ve đo tinh khiet va đinh danh so luoc cac hop chat huu co. Chung co moi tuong quan voi tinh phan cuc cua phan tu va khoi luong phan tu. Vai chat huu co, đac biet la cac hop chat đoi xung de bay hoi hon la tan chay. Cac chat huu co thuong khong on đinh o nhiet đo tren 300 °C, noi cach khac, chung de bi phan huy khi vuot qua nhiet đo tren, mac du co mot so ngoai le.


= Đo hoa tan =
Chat huu co khong phan cuc co xu huong ky nuoc, nghia la chung it tan trong nuoc va tan nhieu trong cac dung moi huu co khac. Co mot vai ngoai le voi mot so chat huu co co trong luong phan tu thap nhu ruou, amine, va acid carboxylic nho cac lien ket hydrogene. Cac chat huu co thuong de tan trong dung moi huu co. Dung moi co the la ether tinh khiet hay ruou ethanol, hay hon hop, cung co the la cac dung moi than dau nhu ether dau hoa hoac cac dung moi co vong benzen khac chung cat phan đoan va tinh che lai tu dau hoa. Đo hoa tan trong cac dung moi khac nhau tuy thuoc vao loai dung moi va cac nhom chuc hien dien.


= Tinh chat o the ran =
Cac tinh chat đac biet khac nhau cua tinh the phan tu va polymer huu co voi cac he lien hop đuoc quan tam tuy thuoc vao cac ung dung, vi du: co nhiet va co đien nhu tinh ap đien, tinh dan đien (xem polyme dan đien va chat ban dan huu co) va tinh chat quang đien (vi du: quang hoc phi tuyen tinh). Vi ly do lich su, cac tinh chat nhu vay chu yeu la chu đe cua cac linh vuc khoa hoc polyme va khoa hoc vat lieu.


Danh phap Ten cua cac hop chat huu co la co he thong, theo logic tu mot tap hop cac quy tac, hoac khong he thong, theo cac truyen thong khac nhau. Danh phap he thong đuoc quy đinh boi IUPAC. Danh phap he thong noi chung gom cac phan: Tien to - Ten mach carbon - Hau to (hay phan đinh chuc). Cho rang co hang trieu hop chat huu co đuoc biet đen, viec su dung nghiem ngat cac ten co he thong co the rat cong kenh. Do đo, khuyen nghi rang ten IUPAC nen đuoc theo doi chat che hon đoi voi cac hop chat đon gian, nhung khong can thiet đe ap dung cho cac phan tu phuc tap hon. Đe su dung cach đat ten co he thong, nguoi ta phai biet cac cau truc va ten cua cac cau truc cha me. Cau truc cha me bao gom hydrocarbon khong phan huy, di vong va cac dan xuat đon chuc cua chung.
Danh phap khong he thong đon gian hon va khong mo ho, it nhat la đoi voi cac nha hoa hoc huu co. Ten khong he thong khong chi ra cau truc cua hop chat. Chung pho bien cho cac phan tu phuc tap, bao gom hau het cac san pham tu nhien. Vi du, hop chat LSD (ten khong chinh thuc) co ten he thong la (6aR,9R)-N,N-diethyl-7-methyl-4,6,6a,7,8,9-hexahydroindolo-[4,3-fg] quinoline-9-carboxamide.
Voi viec su dung đien toan ngay cang tang, cac phuong phap đat ten khac đa phat trien du đinh se đuoc giai thich bang may moc. Hai đinh dang pho bien la SMILES va InChI.


= Phac cau truc =
Cac phan tu huu co đuoc mo ta pho bien hon bang hinh minh hoa hoac cong thuc cau truc, su ket hop cua hinh ve va ky hieu hoa hoc. Cong thuc thu gon nhat rat đon gian va khong mo ho. Trong he thong nay, cac điem cuoi va giao điem cua moi dong đai dien cho mot cacbon va cac nguyen tu hydro co the đuoc ghi chu ro rang hoac đuoc gia su la co mat nhu đuoc ngu y boi hoa tri cua cacbon.


Phan loai hop chat huu co Hop chat huu co đuoc phan thanh hai loai chinh la hydrocarbon va dan xuat cua chung. Cac hydrocarbon tiep tuc đuoc phan loai dua tren đo bat bao hoa, con dan xuat cua hydrocarbon đuoc phan loai theo nhom chuc.


= Nhom chuc =

Khai niem ve cac nhom chuc la trung tam trong hoa hoc huu co, vua la phuong tien đe phan loai cac cau truc, vua đe du đoan cac thuoc tinh cua hop chat. Mot nhom chuc la mot module phan tu, va kha nang phan ung cua nhom chuc đo đuoc gia đinh, trong gioi han, giong het nhau giua nhieu loai phan tu. Cac nhom chuc quyet đinh cac tinh chat hoa hoc va vat ly cua cac hop chat huu co. Cac phan tu đuoc phan loai dua tren co so cac nhom chuc cua chung. Alcohol, vi du, tat ca đeu co nhom C-O-H. Tat ca cac alcohol đeu co xu huong ua nuoc, thuong tao thanh ester va thuong co the đuoc chuyen đoi thanh cac halogen tuong ung. Hau het cac nhom chuc co tinh chat di hop tu (cac nguyen tu khac voi C va H). Cac hop chat huu co đuoc phan loai theo cac nhom chuc bao gom, alcohol, carboxylic acid, amine, v.v.


= Hop chat khong vong =
Cac hydrocarbon khong vong (acyclic) đuoc chia thanh ba nhom day đong đang theo trang thai bao hoa cua chung:

Alkane (paraffin): hydrocarbon khong vong, khong co lien ket đoi hoac ba, chi co lien ket đon C-C, C-H
Alkene (olefin): hydrocarbon khong vong co chua mot hoac nhieu lien ket đoi, tuc la di-olefin (dien) hoac poly-olefin.
Alkyn: hydrocarbon khong vong co mot hoac nhieu lien ket ba.
Phan con lai cua nhom đuoc phan loai theo cac nhom chuc co mat. Cac hop chat nay co the la mach khong phan nhanh, mach nhanh hoac mach vong. Muc đo phan nhanh anh huong đen cac đac điem, chang han nhu so octan hoac so cetane trong hoa hoc dau khi.


= Hop chat thom =
Hydrocarbon thom chua lien ket đoi lien hop. Đieu nay co nghia la moi nguyen tu cabbonn trong vong đuoc lai hoa sp2, tang tinh on đinh. Vi du quan trong nhat la benzene, cau truc đuoc phat hien ra boi Kekule, nguoi đau tien đe xuat nguyen tac phan đinh hoac cong huong đe giai thich cau truc cua no. Đoi voi cac hop chat vong "thong thuong", mui thom đuoc tao ra boi su co mat cua cac electron pi 4n + 2 bat đinh, trong đo n la mot so nguyen. Su khong on đinh đac biet (tinh khong thom) đuoc cho la do su hien dien cua cac electron pi lien hop 4n.


= Hop chat di vong =
Cac đac tinh cua hydrocarbon mach vong mot lan nua bi thay đoi neu co cac di hop tu, co the ton tai duoi dang cac nhom the gan vao vong o ben ngoai (exocyclic hay ngoai vong) hoac la thanh vien cua chinh mach vong đo (endocyclic hay noi vong). O truong hop sau, vong nay đuoc goi la mot di vong. Pyridine va furan la nhung vi du ve di vong thom trong khi piperidine va tetrahydrofuran la cac di vong tuong ung. Cac di hop tu cua cac phan tu di vong noi chung co the la oxygen, sulfur (luu huynh) hoac nitrogen, nguyen to cuoi đac biet pho bien trong cac he thong sinh hoa.
Di vong thuong đuoc tim thay trong mot loat cac san pham bao gom thuoc nhuom anilin va thuoc. Ngoai ra, chung pho bien trong mot loat cac hop chat sinh hoa nhu alkaloids, vitamin, steroid va nucleic acid (vi du: DNA, RNA).
Cac vong co the hop nhat voi cac vong khac voi mot canh đe tao ra cac hop chat đa vong. Cac nucleoside thuoc nhom purine la di vong thom đa vong đang chu y. Cac vong cung co the hop nhat tren mot "goc" sao cho mot nguyen tu (hau nhu luon luon la carbon) co hai lien ket voi mot vong va hai lien ket voi vong kia. Cac hop chat nhu vay đuoc goi la hop chat xoan hay hop chat spiro va no rat quan trong trong mot so san pham tu nhien.


= Polymer =
Mot tinh chat quan trong cua cacbon la no de dang tao thanh chuoi, hoac mang, đuoc lien ket boi cac lien ket carbon-carbon. Qua trinh lien ket đuoc goi la trung hop, trong khi cac chuoi, hoac mang, đuoc goi la polymer. Cac hop chat nguon đuoc goi la mot monomer.
Hai nhom polymer chinh ton tai: polymer tong hop va polymer sinh hoc. Polymer tong hop đuoc san xuat nhan tao va thuong đuoc goi la polymer cong nghiep. Polymer sinh hoc xay ra trong mot moi truong tu nhien, hoac khong co su can thiep cua con nguoi.
Cac polymer huu co pho bien la polyethylene (polyethene), polypropylene, nylon, polytetrafluoroethylene (PTFE), polystyrene, polyester, polymethylmethacrylate (đuoc goi la Perspex va plexiglas), va polyvinyl chloride (PVC).


Phan ung trong hoa huu co Cac phan ung hoa huu co thuong gap la:


Xem them Hoa vo co


Tham khao Lien ket ngoai