Функціональні групи
Функціональні групи — це група атомів з характерними властивостями, які у зв’язку з вуглецевим скелетом молекули змінюють властивості цієї молекули. Наприклад, наявність певних функціональних груп на молекулі зробить їх гідрофілами, тоді як інші зроблять їх гідрофобними. Ці функціональні групи є невід’ємною частиною органічної хімії та важливими компонентами біологічних молекул, такими як вуглеводи, білки, ліпіди та нуклеїнові кислоти. Кожна функціональна група є унікальним розташуванням атомів і має ім’я для комбінації атомів, які складають групу.
Вуглеводомоль
Міцні, стабільні зв’язки між атомами вуглецю створюють складні молекули, що містять ланцюги, гілки та кільця. Хімія цих сполук називається органічною хімією. Вуглеводомоль є органічними сполуками, що складаються лише з вуглецю та водню. Алкани є насиченими вуглеводнями, тобто вуглеводнями, що містять лише поодинокі зв’язки. Алкенов містить одну або кілька подвійних вуглецевих зв’язків. У Alkynes є один або кілька вуглецевих потрійних зв’язків. Ароматичні вуглеводомоль містять кільцеві структури. Вони також відомі як арильні групи.
Спирти та ефіри
Багато органічних сполук, які не є вуглеводнями, можна вважати похідними вуглеводнів. Похідна вуглеводню може бути утворена шляхом заміни одного або декількох атомів водню вуглеводню функціональною групою, яка містить принаймні один атом елемента, відмінного від вуглецю або водню. Властивості похідних вуглеводнів визначаються значною мірою функціональною групою. Група -OH, відома як гідроксильна група, є функціональною групою спирту. Група -R-O-R – є функціональною групою ефіру.
Альдегіди, кетони, карбонові кислоти та естери
До функціональних груп, пов’язаних з карбонільною групою, відносяться група CHO альдегіду, група CO кетону, група COOH карбонової кислоти і група COOR ефіру. Карбонільна група, подвійний зв’язок вуглецю і кисню, є ключовою структурою в цих класах органічних молекул: Альдегіди містять принаймні один атом водню, приєднаний до атома вуглецю карбонільного, кетони містять дві групи вуглецю, прикріплені до атома карбонільного вуглецю, карбоксильні , прикріплену до атома вуглецю карбонільного, а ефіри містять атом кисню, приєднаний до іншої групи вуглецю, пов’язаної з атомом вуглецю карбонільного. Всі ці сполуки містять окислені атоми вуглецю щодо атома вуглецю групи спирту.
Аміни
Додавання азоту до органічної структури призводить до появи двох сімейств молекул. З’єднання, що містять атом азоту, пов’язані у вуглеводневій структурі, класифікуються як аміни.
Чому гідроксильна група спирту називається функціональною
Гідроксильна група спиртів називається функціональною, тому що багато реакцій спиртів йдуть за її участю. Причому може реагувати як вся гідроксильна група, так і її водень, який за рахунок того, що з’єднаний з вуглецевим ланцюжком через кисень (кисень відтягує електронну щільність на себе!), більш реакційноздатний, ніж водні ланцюга.
Властивості спиртів обумовлені наявністю гідроксильної групи, тому вона і носить назву ” функціональна “.
2С₂Н₅ -О-Н +2 Na = 2C₂H₅- O -Na + H₂
C₂H₅- OH + HBr = C₂H₅ -Br + H ₂ O
Функціональна група спиртів:
Завдання
а) -СООН; б) -СНТ; в) -ВІН; г) –NH2
Напишіть молекулярну, електронну структурну формули молекули метанолу. Вкажіть стрілками напрямок змішування електронної щільності.
2. Етанол реагує з кожною з пари речовин, формули яких:
а) NaOH та СуO; в) Na і СuО;
б) НСl та NaOH; г) NaCl і 02
3. Складіть рівняння реакцій, що відповідають схемі перетворень:
С6Н12О6 – С2Н5ОН – СО2
Вкажіть умови протікання реакцій і назвіть органічні речовини.
4. Чисто ізомерних спиртів складу С3Н80 дорівнює:
а) 3: 6) 4; в) 2: г) 5.
Складіть їх структурні формули та назвіть за систематичною номенклатурою.
Класифікація спиртів
Спирти класифікуються в такий спосіб (у дужках наведено приклади):
- За кількістю гідроксильних груп:
– Одноатомні спирти (метанол);
– Двоатомні спирти (етиленгліколь);
– Триатомні спирти (гліцерин);
– Чотирихатомні спирти (пентаеритрит);
багатоатомні спирти (п’ятиатомний спирт: ксиліт).
- Залежно від насиченості вуглеводневого замісника:
– граничні (насичені) спирти (бутанол);
– Ненасичені (ненасичені) спирти (аліловий спирт, пропаргіловий спирт);
– Ароматичні спирти (бензиловий спирт).
- Залежно від наявності або відсутності циклу у вуглеводневому заміснику:
– Ациклічні (аліфатичні) спирти (етанол);
– Аліциклічні спирти (циклогексанол).
- Залежно від числа заступників при α-вуглецевому атомі:
– первинні спирти (етанол);
– Вторинні спирти (пропанол-2);
– третинні спирти (2-метилпропанол-2).
