definición de grupo carbonilo
un grupo carbonilo es un grupo funcional caracterizado por un átomo de carbono unido a un oxígeno, que se encuentra dentro de una molécula de carbono más grande. La electronegatividad del oxígeno crea una estructura híbrida de resonancia en la que los electrones se redistribuyen continuamente. Esto permite que la molécula participe en más reacciones.
Descripción general del grupo carbonilo
el poder de un grupo carbonilo proviene de la diferencia en la electronegatividad entre el carbono y el oxígeno., El oxígeno es mucho más electronegativo, lo que significa que tiende a alejar los electrones del carbono. Como tal, el carbono tiene más espacio para los electrones de otros átomos dentro de la molécula. Esto permite que la molécula general tome varias estructuras diferentes, conocidas como estructuras híbridas de resonancia.
como la molécula interactúa con la gran variedad de otras moléculas dentro de su entorno, las estructuras resonantes de la molécula pueden interactuar con una amplia variedad de las otras moléculas presentes., Sin la interrupción de la estructura electrónica causada por un grupo carbonilo, una molécula de carbono en su mayoría no podría interactuar con otras moléculas.
dentro de la biología, un grupo carbonilo dentro de una molécula le permite experimentar las muchas reacciones necesarias para mantener la vida. Muchas moléculas biológicas comunes contienen un grupo carbonilo, que permite a la célula la capacidad de crear nuevas moléculas y modificar la molécula con un número de otros grupos funcionales.,
estructura del grupo carbonilo
Un grupo carbonilo se puede ver en la imagen de abajo, con R y R’ representando más carbonos en una cadena más grande a la que está unido el grupo carbonilo central. El grupo carbonilo puede estar unido a más carbonos, como en la imagen de abajo. O bien, un grupo carbonilo puede tener átomos individuales unidos, como es el caso del dióxido de carbono.
Si bien esta es una estructura relativamente simple, conduce a una serie de reacciones químicas que pueden tener lugar., Esto se debe en gran parte a la propensión del átomo de oxígeno a los electrones de la Horda dentro de los enlaces. Esto crea un punto de polaridad, que puede interactuar con un número de otros átomos y moléculas.
función del grupo carbonilo
enlaces desestabilizadores dentro de una molécula
el grupo carbonilo sirve el papel funcional de desestabilizar los enlaces dentro de la cadena de carbono. El átomo de oxígeno electronegativo tiende a atraer más electrones que el carbono al que está unido dentro del grupo carbonilo., Como tal, el carbono dentro del grupo carbonilo se volverá más positivo, ya que pierde la influencia eléctrica de los electrones negativos que son atraídos hacia el oxígeno. El carbono ahora se llama carbocación porque tiene una ligera carga positiva. Esta carga ligeramente positiva en el carbono del grupo carbonilo establece una amplia variedad de reacciones posibles que resultan del cambio en la distribución de electrones.,
grupo carbonilo como sumidero de electrones
Además de crear un carbocatión ligeramente positivo dentro del grupo carbonilo, la influencia del átomo de oxígeno y el carbocatión resultante pueden estabilizar la formación de un carbanión Intermedio en uno de los carbonos adyacentes. El grupo carbonilo es conocido informalmente como un sumidero de electrones, que es capaz de «absorber» electrones adicionales en la molécula. Estos electrones adicionales fluirán entre los carbonos y el oxígeno, creando temporalmente enlaces dobles que se desvanecen a áreas eléctricamente negativas y positivas.,
Esta desestabilización permite una serie de reacciones importantes. Muchas reacciones que forman enlaces carbono-carbono se inician con la creación de nucleófilos y electrofilos con grupos carbonilos. El carbono del grupo carbonilo es capaz de aceptar electrones para formar enlaces carbono-carbono como electrófilo, mientras que un carbanión intermedio (creado por otro grupo carbonilo) puede servir como nucleófilo y donar los electrones.,
utilización a través de catalizadores
los procesos bioquímicos en los organismos manipulan la actividad del grupo carbonilo a través de metales y ácidos en el medio ambiente. Varios ácidos y metales reaccionarán con el oxígeno, reduciendo su electronegatividad. A su vez, el oxígeno tomará menos electrones de la molécula de carbono a la que está unido. Esto favorece la formación del carbanión intermedio negativo en lugar de un doble enlace carbono-carbono y conduce a la formación de nuevos enlaces carbono-carbono., Del mismo modo, los grupos iminos causan deslocalización similar de cargas negativas en los carbonos y pueden facilitar el mismo tipo de reacciones.
productos químicos comunes con un grupo carbonilo
varios productos químicos comúnmente encontrados se forman con grupos carbonilos. Los aldehídos y las cetonas, por ejemplo, tienen un grupo carbonilo. Los aldehídos tienen el grupo carbonilo al final de una serie de carbonos Unidos. Las cetonas, por otro lado, tienen el grupo carbonilo en el medio de varios átomos de carbono unidos., Esta diferencia crea condiciones de unión altamente variables dentro de las moléculas, lo que influye en cómo interactúan con otras sustancias.
Además, un componente común utilizado para crear aminoácidos es el ácido carboxílico. Esta sustancia química tiene un grupo carbonilo unido directamente a un grupo hidróxido, que permite la formación de proteínas. El grupo carbonilo crea las condiciones necesarias para que el grupo hidróxido sea reemplazado por un enlace al extremo N de otro aminoácido. Esto crea un enlace covalente entre los dos aminoácidos que es muy difícil de romper.,
el grupo carbonilo más simple es probablemente el dióxido de carbono, que es simplemente un grupo carbonilo con un átomo de oxígeno sustituido. Esta molécula se crea como un subproducto de la respiración celular, y está muy involucrada en el ciclo del carbono.