In der organischen Chemie sind funktionelle Gruppen Lexikon spezifische Gruppen von Atomen oder Obligationen innerhalb von Molekülen, die für die charakteristischen chemischen Reaktionen jener Moleküle verantwortlich sind. Dieselbe funktionelle Gruppe wird dieselbe oder ähnliche chemi Reaktion (En) unabhängig von der Größe des Moleküls erleben, dessen es ein Teil ist. Jedoch kann seine Verhältnisreaktionsfähigkeit von nahe gelegenen funktionellen Gruppen modifiziert werden. Funktionelle Gruppen sind gewöhnlich carboxilyc Säuren und D-Verbundener Zucker.

Das Wort ist häufig synonymisch an die "funktionelle Gruppe," gewöhnt, aber, gemäß der IUPAC Definition, ist eine Hälfte ein Teil eines Moleküls, das entweder ganze funktionelle Gruppen oder Teile von funktionellen Gruppen als Unterbauten einschließen kann. Zum Beispiel hat ein ester (RCOOR') eine ester funktionelle Gruppe (COOR) und wird aus einer alkoxy Hälfte (-ODER') und einer acyl Hälfte (RCO-), oder gleichwertig zusammengesetzt, es kann in carboxylate (RCOO-) und alkyl (-R') Hälften geteilt werden. Jede Hälfte kann zusätzliche funktionelle Gruppen zum Beispiel enthalten, Methyl para-hydroxybenzoate enthält ein Phenol funktionelle Gruppe innerhalb der acyl Hälfte.

Das Kombinieren der Namen von funktionellen Gruppen mit den Namen des Elternteilalkanes erzeugt eine starke systematische Nomenklatur, um organische Zusammensetzungen zu nennen.

Die Atome von funktionellen Gruppen werden mit einander und mit dem Rest des Moleküls durch covalent Obligationen verbunden. Als die Gruppe von covalently Atom-Bären eine Nettoanklage gebunden hat, wird auf die Gruppe richtiger als ein Polyatomion oder ein kompliziertes Ion verwiesen. Jede Untergruppe von Atomen einer Zusammensetzung kann auch einen Radikalen genannt werden, und wenn ein covalent Band homolytically gebrochen wird, werden die resultierenden Bruchstück-Radikalen als freie Radikale verwiesen.

Das erste Kohlenstoff-Atom nach dem Kohlenstoff, der der funktionellen Gruppe anhaftet, wird den Alpha-Kohlenstoff genannt; das zweite, der Beta-Kohlenstoff, das dritte, der Gammakohlenstoff, usw. Wenn es eine andere funktionelle Gruppe an einem Kohlenstoff gibt, kann es mit dem griechischen Brief z.B genannt werden, das Gammaamin in Gamma-Aminobutanoic Säure ist auf dem dritten Kohlenstoff der der carboxylic sauren Gruppe beigefügten Kohlenstoff-Kette.

Synthetische Chemie

Organische Reaktionen werden erleichtert und von den funktionellen Gruppen der Reaktionspartner kontrolliert. Im Allgemeinen sind alkyls unreaktiv und schwierig zu kommen, um auswählend an den gewünschten Positionen mit wenigen Ausnahmen zu reagieren. Im Gegensatz, ungesättigter Kohlenstoff funktionelle Gruppen, und Kohlenstoff-Sauerstoff und Kohlenstoff-Stickstoff funktionelle Gruppen haben eine verschiedenere Reihe von Reaktionen, die auch auswählend sind. Es kann notwendig sein, eine funktionelle Gruppe im Molekül zu schaffen, um es reagieren zu lassen. Zum Beispiel, um Iso-Oktan (das ideale 8-Kohlenstoff-Benzin) vom unfunctionalized alkane isobutane (ein 4-Kohlenstoff-Benzin) zu synthetisieren, ist isobutane der erste dehydrogenated in isobutene. Das enthält die alkene funktionelle Gruppe, und jetzt kann dimerize mit einem anderen isobutene, um iso-octene zu geben, der dann katalytisch hydrogenated zum Iso-Oktan mit unter Druck gesetztem Wasserstoffbenzin ist.

Kristallographie

Die Internationale Vereinigung der Kristallographie in seinem Crystallographic Informationsdateiwörterbuch definiert "Hälfte", um getrennte nichtverpfändete Bestandteile zu vertreten. So, würde 3 Hälften (2 Na und ein SO) enthalten. Das Wörterbuch definiert "chemische Formel-Hälfte": "Formel mit jedem getrennten verpfändeten Rückstand oder als eine getrennte Hälfte gezeigtem Ion".

Functionalization

Functionalization ist die Hinzufügung funktioneller Gruppen auf die Oberfläche eines Materials durch chemische Synthese-Methoden. Die funktionelle Gruppe hat beigetragen kann gewöhnlichen Synthese-Methoden unterworfen werden, eigentlich jede Art der organischen Zusammensetzung auf die Oberfläche beizufügen.

Functionalization wird für die Oberflächenmodifizierung von Industriematerialien angestellt, um gewünschte Oberflächeneigenschaften wie Überzüge des wasserabstoßenden Mittels für Kraftfahrzeugwindschutzscheiben und non-biofouling, wasserquellfähige Überzüge für Kontaktlinsen zu erreichen. Außerdem sind funktionelle Gruppen an funktionelle Moleküle der Verbindung von covalently zur Oberfläche von chemischen und biochemischen Geräten wie Mikroreihe und mikroelektromechanische Systeme gewöhnt.

Katalysatoren können einem Material beigefügt werden, das functionalized gewesen ist. Zum Beispiel ist Kieselerde functionalized mit einem alkyl Silikon, worin der alkyl ein Amin funktionelle Gruppe enthält. Ein ligand wie ein EDTA Bruchstück wird auf das Amin synthetisiert, und ein Metall cation ist complexed ins EDTA Bruchstück. Der EDTA wird auf die Oberfläche nicht adsorbiert, aber durch ein dauerhaftes chemisches Band verbunden.

Funktionelle Gruppen sind auch an Covalently-Verbindungsmoleküle wie Leuchtstofffärbemittel, nanoparticles, Proteine, DNA und andere Zusammensetzungen von Interesse für eine Vielfalt von Anwendungen wie Abfragung und grundlegende chemische Forschung gewöhnt.

Tisch von allgemeinen funktionellen Gruppen

Der folgende ist eine Liste von allgemeinen funktionellen Gruppen. In den Formeln zeigen die Symbole R und R' gewöhnlich einen beigefügten Wasserstoff oder eine Kohlenwasserstoff-Seitenkette jeder Länge an, aber können sich manchmal auf jede Gruppe von Atomen beziehen.

Kohlenwasserstoffe

Funktionelle Gruppen, genannt, die nur Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten, aber sich in der Zahl und Ordnung von π Obligationen ändern. Jeder unterscheidet sich im Typ (und Spielraum) der Reaktionsfähigkeit.

Es gibt auch eine Vielzahl von verzweigten oder ruft alkanes an, die besondere Namen, z.B, Tert-Butyl, bornyl, cyclohexyl usw. haben.

Kohlenwasserstoffe können beladene Strukturen bilden: positiv beladener carbocations oder negativer carbanions. Carbocations werden häufig-um genannt. Beispiele sind tropylium und triphenylmethyl cations und das cyclopentadienyl Anion.

Gruppen, die Halogene enthalten

Haloalkanes sind eine Klasse des Moleküls, das durch ein Band des Kohlenstoff-Halogens definiert wird. Dieses Band kann (im Fall von einem iodoalkane) relativ schwach oder (als im Fall von einem fluoroalkane) ziemlich stabil sein. Im Allgemeinen, mit Ausnahme von Fluorinated-Zusammensetzungen, haloalkanes erleben sogleich nucleophilic Ersatz-Reaktionen oder Beseitigungsreaktionen. Der Ersatz auf dem Kohlenstoff, der Säure eines angrenzenden Protons, der lösenden Bedingungen, usw. können alle das Ergebnis der Reaktionsfähigkeit beeinflussen.

Gruppen, die Sauerstoff enthalten

Zusammensetzungen, die C-O Obligationen enthalten, besitzt jeder sich unterscheidende Reaktionsfähigkeit, die auf der Position und Kreuzung des C-O Bandes gestützt ist, infolge der elektronzurückziehenden Wirkung von sp haben Sauerstoff gekreuzt (carbonyl Gruppen), und die Spenden-Effekten von sp haben Sauerstoff (Alkohol-Gruppen) gekreuzt.

Gruppen, die Stickstoff enthalten

Zusammensetzungen, die Stickstoff in dieser Kategorie enthalten, können C-O Obligationen, solcher als im Fall von amides enthalten.

Gruppen, die Schwefel enthalten

Zusammensetzungen, die Schwefel enthalten, stellen einzigartige Chemie wegen ihrer Fähigkeit aus, mehr Obligationen zu bilden, als Sauerstoff, ihre leichtere Entsprechung auf dem Periodensystem. Nomenklatur von Substitutive (gekennzeichnet als Präfix im Tisch) wird über die funktionelle Klassennomenklatur (gekennzeichnet als Nachsilbe im Tisch) für Sulfide, Disulfide, sulfoxides und sulfones bevorzugt.

Gruppen, die Phosphor enthalten

Zusammensetzungen, die Phosphor enthalten, stellen einzigartige Chemie wegen ihrer Fähigkeit aus, mehr Obligationen zu bilden, als Stickstoff, ihre leichteren Entsprechungen auf dem Periodensystem.

Gruppen, die Bor enthalten

Zusammensetzungen, die Bor enthalten, stellen einzigartige Chemie wegen ihr das teilweise Füllen von Oktetten aus und deshalb als Säuren von Lewis handelnd.

Siehe auch

• Für eine Liste aller funktionellen Gruppen:

Links

• IUPAC Blaues Buch (organische Nomenklatur)
• IUPAC ligand Abkürzungen (pdf)
• _chemical_formula_moiety im CIF Wörterbuch
• Funktionelle Gruppensynthese von organischem-reaction.com