Karbonil Csoport Definíció
A karbonil csoport funkcionális csoport jellemzi a szén atom a kettős kötődik az oxigén, belül található egy nagyobb szén-alapú molekula. Az oxigén elektronegativitása rezonancia hibrid struktúrát hoz létre, amelyben az elektronokat folyamatosan újraelosztják. Ez lehetővé teszi a molekula számára, hogy több reakcióban vegyen részt.
karbonilcsoport-áttekintés
egy karbonilcsoport teljesítménye a szén és az oxigén elektronegativitásának különbségéből adódik., Az oxigén sokkal elektronegatívabb, ami azt jelenti, hogy hajlamos az elektronokat eltávolítani a szénből. Mint ilyen, a szénnek több helye van a molekulán belüli más atomokból származó elektronok számára. Ez lehetővé teszi, hogy a teljes molekula több különböző struktúrát vegyen fel, úgynevezett rezonancia hibrid struktúrák.
Mint a molekula együttműködik a hatalmas különféle egyéb molekulák belül a környezet, a rezonancia struktúrák a molekula kölcsönhatásba léphet sokféle más molekulák jelen., A karbonilcsoport által okozott elektronszerkezet megzavarása nélkül a többnyire szénmolekula nem tudott kölcsönhatásba lépni annyi más molekulával.
a biológián belül egy molekulán belüli karbonilcsoport lehetővé teszi, hogy az élet fenntartásához szükséges sok reakcióon megy keresztül. Számos közös biológiai molekula tartalmaz karbonilcsoportot, amely lehetővé teszi a sejt számára, hogy új molekulákat hozzon létre, valamint számos más funkcionális csoporttal módosítsa a molekulát.,
karbonilcsoport szerkezete
az alábbi képen egy karbonilcsoport látható, az R és R ‘ pedig egy nagyobb láncban több karbont képvisel, amelyhez a központi karbonilcsoport kapcsolódik. A karbonilcsoport több karbonhoz is csatlakoztatható, mint az alábbi képen. Vagy egy karbonilcsoportnak egyetlen atomja lehet, mint a szén-dioxid esetében.
bár ez egy viszonylag egyszerű szerkezet, számos kémiai reakcióhoz vezet, amelyek előfordulhatnak., Ez nagyrészt annak köszönhető, hogy az oxigénatom hajlamos az elektronok hordására a kötéseken belül. Ez létrehoz egy pont polaritás, amely kölcsönhatásba léphet számos más atomok és molekulák.
karbonilcsoport funkció
egy molekulán belüli destabilizáló kötések
a karbonilcsoport a szénláncon belüli kötések destabilizálásának funkcionális szerepét szolgálja. Az elektronegatív oxigénatom általában több elektront vonz, mint a karbonilcsoporton belüli szén., Mint ilyen, a karbonilcsoporton belüli szén pozitívabbá válik, mivel elveszíti az oxigén felé húzott negatív elektronok elektromos hatását. A szenet most karbokációnak nevezik, mert enyhe pozitív töltése van. Ez a karbonilcsoport szén-dioxid-kibocsátásának enyhén pozitív töltése számos lehetséges reakciót állít fel, amelyek az elektron eloszlásának változásából származnak.,
karbonilcsoport mint elektron mosogató
amellett, hogy a karbonilcsoporton belül enyhén pozitív karbokációt hoz létre, az oxigénatom és a keletkező karbokáció hatása stabilizálhatja a karbanion közbenső képződését az egyik szomszédos karbonban. A karbonilcsoport informálisan elektron mosogatóként ismert, amely képes “felszívni” az extra elektronokat a molekulában. Ezek az extra elektronok a karbonok és az oxigén között áramlanak, átmenetileg kettős kötéseket hoznak létre, amelyek elektromosan negatívabb és pozitívabb területekre halványulnak.,
Ez a destabilizáció számos fontos reakciót tesz lehetővé. Számos reakció, amely szén-szén kötéseket képez, nukleofilek és elektrofilek karbonilcsoportokkal történő létrehozásával kezdődik. A karbonilcsoport szénje elektrofilként képes elfogadni az elektronokat a szén-szén kötések kialakításához, míg egy karbanion köztes (egy másik karbonilcsoport által létrehozott) szolgálhat nukleofilként és adományozhatja az elektronokat.,
Hasznosítása révén Katalizátorok
Biokémiai folyamatok, szervezetek manipulálni a tevékenység a karbonil csoport keresztül fémek, savak, illetve a környezet reakciók kerül sor. Különböző savak és fémek reagálnak az oxigénnel, csökkentve annak elektronegativitását. Az oxigén viszont kevesebb elektronot vesz igénybe a szénmolekulából, amelyhez kapcsolódik. Ez a szén-szén kettős kötés helyett a negatív karbán közbülső képződését segíti elő, és új szén-szén kötések kialakulásához vezet., Hasonlóképpen, az imincsoportok a negatív töltések hasonló delokalizációját okozzák a karbonokon, és megkönnyíthetik az azonos típusú reakciókat.
közös vegyi anyagok karbonilcsoporttal
számos gyakran előforduló vegyi anyag karbonilcsoportokkal alakul ki. Az aldehidek és a ketonok például karbonilcsoporttal rendelkeznek. Az aldehidek karbonilcsoportja a ragasztott karbonok sorozatának végén van. A ketonok viszont a karbonilcsoport több ragasztott szénatom közepén vannak., Ez a különbség rendkívül változó kötési feltételeket teremt a molekulákon belül, ami befolyásolja, hogy kölcsönhatásba lépnek más anyagokkal.
továbbá az aminosavak létrehozásához használt közös összetevő a karbonsav. Ennek a vegyi anyagnak egy karbonilcsoportja van, amely közvetlenül egy hidroxidcsoporthoz kapcsolódik, amely lehetővé teszi a fehérjék képződését. A karbonilcsoport megteremti a szükséges feltételeket ahhoz, hogy a hidroxidcsoportot egy másik aminosav N végéhez kötéssel helyettesítsék. Ez kovalens kötést hoz létre a két aminosav között, amelyet nagyon nehéz megtörni.,
a legegyszerűbb karbonilcsoport valószínűleg szén-dioxid, amely egyszerűen egy karbonilcsoport, szubsztituált oxigénatommal. Ez a molekula a sejtlégzés melléktermékeként jön létre, és erősen részt vesz a szénciklusban.