Carbonylgruppedefinition
en carbonylgruppe er en funktionel gruppe, der er kendetegnet ved et carbonatom, der er dobbelt bundet til et O .ygen, der findes i et større carbonbaseret molekyle. Elektronegativiteten af ilt skaber en resonanshybridstruktur, hvor elektronerne kontinuerligt omfordeles. Dette gør det muligt for molekylet at deltage i flere reaktioner.
carbonylgruppe oversigt
effekten af en carbonylgruppe kommer fra forskellen i elektronegativitet mellem carbon og O .ygen., O .ygen er meget mere elektronegativ, hvilket betyder, at det har en tendens til at trække elektroner væk fra kulstoffet. Som sådan har kulstoffet mere plads til elektroner fra andre atomer i molekylet. Dette gør det muligt for det samlede molekyle at påtage sig flere forskellige strukturer, kendt som resonanshybridstrukturer.
da molekylet interagerer med det enorme udvalg af andre molekyler i dets miljø, kan molekylets resonansstrukturer interagere med en lang række af de andre molekyler, der er til stede., Uden forstyrrelsen af elektronstrukturen forårsaget af en carbonylgruppe kunne et for det meste carbonmolekyle ikke interagere med så mange andre molekyler.
inden for biologi tillader en carbonylgruppe i et molekyle det at gennemgå de mange reaktioner, der er nødvendige for at opretholde livet. Mange almindelige biologiske molekyler indeholder en carbonylgruppe, som gør det muligt for cellen at skabe nye molekyler og modificere molekylet med en række andre funktionelle grupper.,
Carbonylgruppestruktur
en carbonylgruppe kan ses på billedet nedenfor, hvor R og R’ repræsenterer flere kulstofatomer i en større kæde, som den centrale carbonylgruppe er bundet til. Carbonylgruppen kan være fastgjort til flere kulstofatomer, som i billedet nedenfor. Eller en carbonylgruppe kan have enkeltatomer vedhæfte, som det er tilfældet med kuldio .id.
Mens dette er en forholdsvis enkel struktur, fører det til en række af de kemiske reaktioner, der kan finde sted., Dette skyldes i høj grad tilbøjeligheden af O .ygenatomet til horde elektroner i bindingerne. Dette skaber et polaritetspunkt, som kan interagere med en række andre atomer og molekyler.
Carbonylgruppefunktion
destabiliserende bindinger i et molekyle
carbonylgruppen tjener den funktionelle rolle at destabilisere bindingerne i carbonkæden. Det elektronegative o .ygenatom har en tendens til at tiltrække flere elektroner end det kulstof, det er bundet til inden for carbonylgruppen., Som sådan vil kulstoffet i carbonylgruppen blive mere positivt, da det mister den elektriske indflydelse af de negative elektroner, der trækkes mod iltet. Kulstoffet kaldes nu en carbocation, fordi det har en lille positiv ladning. Denne lidt positive ladning på carbonylgruppens kulstof opstiller en lang række mulige reaktioner, der skyldes ændringen i elektronfordeling.,
Carbonyl-Gruppen som en Elektron Vask
Udover at skabe en svagt positiv carbocation i carbonyl-gruppen, indflydelse af ilt-atom og som følge carbocation kan stabilisere dannelsen af en carbanion mellemprodukt i en af de tilstødende kulstofatomer. Carbonylgruppen er uformelt kendt som en elektronvask, som er i stand til at “opsuge” ekstra elektroner i molekylet. Disse ekstra elektroner vil strømme mellem kulstofatomer og ilt, midlertidigt skabe dobbeltbindinger, der falmer til mere elektrisk negative og positive områder.,
denne destabilisering giver mulighed for en række vigtige reaktioner. Mange reaktioner, der danner carbon-carbon bindinger, startes med oprettelsen af nukleofiler og elektrofiler med carbonylgrupper. Carbonylgruppens kulstof er i stand til at acceptere elektroner for at danne carbon-carbon-bindinger som elektrofil, mens et carbanion-mellemprodukt (skabt af en anden carbonylgruppe) kan tjene som nukleofilen og donere elektronerne.,
Udnyttelse gennem Katalysatorer
Biokemiske processer i organismer manipulere aktivitet carbonyl gruppe metaller og syrer i miljøet reaktioner finder sted. Forskellige syrer og metaller vil reagere med ilt, sænke dets elektronegativitet. Til gengæld vil iltet tage mindre af elektronerne fra carbonmolekylet, det er fastgjort til. Dette favoriserer dannelsen af det negative carbanion-mellemprodukt i stedet for en carbon-carbon-dobbeltbinding og fører til dannelsen af nye carbon-carbon-bindinger., Tilsvarende forårsager imingrupper lignende delokalisering af negative ladninger på kulstofatomer og kan lette de samme slags reaktioner.
almindelige kemikalier med en carbonylgruppe
flere almindeligt forekommende kemikalier dannes med carbonylgrupper. Aldehyder og ketoner har for eksempel begge en carbonylgruppe. Aldehyder har carbonylgruppen i slutningen af en række bundne carbonater. Ketoner har derimod carbonylgruppen midt i flere bundne carbonatomer., Denne forskel skaber meget variable bindingsbetingelser i molekylerne, hvilket påvirker, hvordan de interagerer med andre stoffer.
Endvidere er en fælles komponent, der bruges til at skabe aminosyrer, Carbo .ylsyre. Dette kemikalie har en carbonylgruppe bundet direkte til en hydro .idgruppe, som muliggør dannelse af proteiner. Carbonylgruppen skaber de nødvendige betingelser for, at hydro .idgruppen erstattes med en binding til N-terminalen af en anden aminosyre. Dette skaber en kovalent binding mellem de to aminosyrer, som er meget svært at bryde.,
den enkleste carbonylgruppe er sandsynligvis kuldio .id, som simpelthen er en carbonylgruppe med et substitueret o .ygenatom. Dette molekyle er skabt som et biprodukt af cellulær respiration, og det er stærkt involveret i kulstofcyklussen.