carbonil Group Definition
o grupare carbonil este o grupare funcțională caracterizată printr-un atom de carbon dublu legat de un oxigen, găsit într-o moleculă mai mare pe bază de carbon. Electronegativitatea oxigenului creează o structură hibridă de rezonanță în care electronii sunt redistribuiți continuu. Aceasta permite moleculei să participe la mai multe reacții.
Prezentare generală a grupului carbonil
puterea unei grupări carbonil provine din diferența de electronegativitate dintre carbon și oxigen., Oxigenul este mult mai electronegativ, ceea ce înseamnă că tinde să tragă electronii departe de carbon. Ca atare, carbonul are mai mult spațiu pentru electroni de la alți atomi din moleculă. Acest lucru permite moleculei globale să preia mai multe structuri diferite, cunoscute sub numele de structuri hibride de rezonanță.deoarece molecula interacționează cu o mare varietate de alte molecule din mediul său, structurile rezonante ale moleculei pot interacționa cu o mare varietate de alte molecule prezente., Fără întreruperea structurii electronilor cauzată de o grupare carbonil, o moleculă de carbon în cea mai mare parte nu ar putea interacționa cu multe alte molecule. în cadrul biologiei, o grupare carbonil într-o moleculă îi permite să sufere numeroasele reacții necesare pentru menținerea vieții. Multe molecule biologice comune conțin o grupare carbonil, care permite celulei capacitatea de a crea noi molecule și de a modifica molecula cu o serie de alte grupuri funcționale.,
structura grupării carbonil
o grupare carbonil poate fi văzută în imaginea de mai jos, R și R’ reprezentând mai mulți atomi de carbon într-un lanț mai mare la care este atașată gruparea carbonil centrală. Grupul carbonil poate fi atașat la mai mulți atomi de carbon, ca în imaginea de mai jos. Sau, o grupare carbonil poate avea atomi unici atașați, ca în cazul dioxidului de carbon.
în Timp ce aceasta este o structură relativ simplă, aceasta duce la o serie de reacții chimice care pot avea loc., Acest lucru se datorează în mare parte tendinței atomului de oxigen de a horde electroni în cadrul legăturilor. Aceasta creează un punct de polaritate, care poate interacționa cu un număr de alți atomi și molecule.
funcția grupării carbonil
legăturile destabilizatoare dintr-o moleculă
gruparea carbonil servește rolului funcțional de destabilizare a legăturilor din lanțul de carbon. Atomul de oxigen electronegativ tinde să atragă mai mulți electroni decât carbonul cu care este legat în cadrul grupării carbonil., Ca atare, carbonul din grupa carbonil va deveni mai pozitiv, deoarece pierde influența electrică a electronilor negativi care sunt atrași spre oxigen. Carbonul este acum numit carbocație, deoarece are o ușoară încărcare pozitivă. Această sarcină ușor pozitivă asupra carbonului grupării carbonil stabilește o mare varietate de reacții posibile care rezultă din schimbarea distribuției electronilor.,pe lângă crearea unei carbocații ușor pozitive în cadrul grupării carbonil, influența atomului de oxigen și carbocația rezultată poate stabiliza formarea unui intermediar carbanion într-unul dintre carbonii adiacenți. Gruparea carbonil este cunoscută informal ca o chiuvetă de electroni, care este capabilă să „absoarbă” electroni suplimentari în moleculă. Acești electroni suplimentari vor curge între carbon și oxigen, creând temporar legături duble care se estompează în zone mai negative și pozitive din punct de vedere electric.,această destabilizare permite o serie de reacții importante. Multe reacții care formează legături carbon-carbon încep cu crearea de nucleofile și electrofile cu grupări carbonil. Carbonul grupării carbonil este capabil să accepte electroni pentru a forma legături carbon-carbon ca electrofil, în timp ce un intermediar carbanion (creat de o altă grupare carbonil) poate servi ca nucleofil și poate dona electronii.,
Utilizare prin Catalizatori
procese Biochimice în organismele manipula activitatea de grupa carbonil prin metale și acizi în mediu reacții va avea loc. Diferiți acizi și metale vor reacționa cu oxigenul, scăzând electronegativitatea acestuia. La rândul său, oxigenul va lua mai puțin electroni din molecula de carbon la care este atașat. Aceasta favorizează formarea intermediarului carbanion negativ în locul unei duble legături carbon-carbon și conduce la formarea de noi legături carbon-carbon., În mod similar, grupurile imine provoacă delocalizarea similară a încărcărilor negative asupra carbonilor și pot facilita aceleași tipuri de reacții.
substanțe chimice comune cu o grupare carbonil
Mai multe substanțe chimice frecvent întâlnite sunt formate cu grupări carbonil. Aldehidele și cetonele, de exemplu, ambele au o grupare carbonil. Aldehidele au gruparea carbonil la sfârșitul unei serii de atomi de carbon legați. Cetonele, pe de altă parte, au gruparea carbonil în mijlocul mai multor atomi de carbon legați., Această diferență creează condiții de legare foarte variabile în cadrul moleculelor, ceea ce influențează modul în care interacționează cu alte substanțe.mai mult, o componentă comună utilizată pentru a crea aminoacizi este acidul carboxilic. Această substanță chimică are o grupare carbonil atașată direct la o grupare de hidroxid, care permite formarea de proteine. Gruparea carbonil creează condițiile necesare pentru ca gruparea hidroxid să fie înlocuită cu o legătură cu n terminusul unui alt aminoacid. Aceasta creează o legătură covalentă între cei doi aminoacizi, care este foarte greu de rupt.,cea mai simplă grupare carbonil este probabil dioxidul de carbon, care este pur și simplu o grupare carbonil cu un atom de oxigen substituit. Această moleculă este creată ca un produs secundar al respirației celulare și este puternic implicată în ciclul carbonului.