コア コンセプト
このチュートリアルでは、正確に官能基とは何かを学びます 有機化学においてなぜ重要なのか。また、問題解決を支援するために、有機化合物のさまざまなクラスのグループを簡単に識別する方法も学びます。
他の記事で取り上げるトピック
- 酸と塩基
- 正式な請求
- 共鳴
- シクロアルカン
- 酸塩基特性
官能基とは?
官能基は、異なる特性と反応性を持つ原子の特定のグループです。存在する他の原子に関係なく、これらのグループは同一に役立ちます 親分子へのプロパティ。たとえば、これは、アルコールがメチルアルコール、エチルアルコール、またはイソプロピルアルコールの一部であっても、同じように作用することを意味します.
さらに、これらの官能基は、多くの場合、化合物の主要な酸性または塩基性部位として機能します。これにより、さまざまな有機反応の反応部位になりやすくなります。
なじみのない有機分子は気が遠くなるように思えるかもしれませんが、これらのグループを特定することを学ぶことは、あらゆる化合物をそのコア特性と潜在的な反応に分解するのに大いに役立ちます.以下でそれらを見ていきましょう!
官能基のカテゴリー
それらを認識して覚えやすくするために、構造上の特性に基づいてさまざまなグループを分類することができます。
※下の各図において、「R」は残りの有機分子を表します。単一の化合物に異なる側鎖がある場合、R、R'、R* などで表されます。
炭化水素
炭化水素は、炭素原子と水素原子だけで構成されています。炭化水素官能基は、アルカン、アルケン、アルキン、および芳香族炭化水素 (アレーン) です。
酸素含有官能基
酸素を含む基には、カルボニル (炭素-酸素二重結合) があってもなくてもかまいません。カルボニルを含まない官能基は、エーテル、アルコール、およびエポキシドです。カルボニルを含むこれらの基は、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、およびカルボン酸誘導体です。
カルボン酸誘導体は、カルボニル基と追加のアシル基の両方を含む別個の基です。エステル、無水物、ハロゲン化アシル (ハロゲンも含む)、およびアミド (窒素も含む) は、すべてカルボン酸誘導体です。エステルは、エステル化と呼ばれるプロセスによって形成されます。
窒素含有官能基
窒素を含む一次基は、アミノ、アミン、アミド、およびニトリルです。イミン、アゾ、アジドなどの他の基は重要ですが、出現頻度は低くなります。
硫黄含有官能基
チオール、チオエーテル、およびジスルフィドは、硫黄を含む最も一般的な官能基です。硫黄を含むグループを覚える簡単な方法は、硫黄グループと酸素グループの類似点に気付くことです。たとえば、アルコールの酸素を置換してチオールを取得します。または、エーテルの酸素を置換してチオエーテルを取得します。
ハロゲン含有官能基
ハロゲン化アルキルとハロゲン化アシルは、ハロゲンを持つ唯一の真の官能基です。それらは、炭素に一重結合した単一の F、Cl、Br、または I 原子を含むため、簡単に認識できます
より大きな化合物における官能基
有機化学で遭遇する可能性が高い主な官能基を確立したので、それを有利に利用する時が来ました.ほとんどの有機分子は炭素と水素から構成されているため、グループを特定する最も簡単な方法は、個別の原子 (酸素、窒素、硫黄、またはハロゲン) を探すことです。そこから、上記のリストから対応するカテゴリを参照してください。以下の例を見てみましょう:
最初にすべきことは、両方の酸素原子に注目することです。そのうちの 1 つはカルボニルの一部であり、もう 1 つはアシル基の一部です。
酸素含有基のカテゴリーに目を向けて、選択肢を制限し始めます。初期パラメーターに適合する唯一のグループは、カルボン酸とエステルです。
カルボニルに結合した酸素-水素アルコール基がないため、この分子はカルボン酸を含むことができません。しかし、エステル基を見ると、この分子が完全に一致することがわかります。酸素-炭素アシル基を持つカルボニルがあります。
エステルの特性を見ると、化合物がどのように振る舞うかがわかります。あなたがしなければならなかったのは、官能基を見つけることだけです!
さらに読む
個々の機能グループの特定のプロパティの詳細については、以下のトピックを参照してください:
- アルケン、アルカン、アルキン、アレーン
- アルデヒド、ケトン、カルボン酸、およびカルボン酸誘導体
- アルコール、エポキシド、エーテル
- チオールとチオエーテル
- ハロゲン化アルキルとハロゲン化アシル
官能基をマスターしたら、次のトピックから始めることで、有機化学のトピックについてさらに学ぶことができます。
- 求核剤
- 求電子剤
- 立体異性体とキラル中心
- グループからの脱退
- カルボカチオン安定性
- 構造異性とは?
- 有機化合物のスペクトル分析
