有機化学の分野では、官能基とは、特定の分子に結合して安定性を高める置換原子または置換原子のグループです。これらの部分 (さまざまな他の化合物に見られる分子の一部) は、それらが結合している分子が関与する化学反応に関与しています。
有機化学では、官能基は、物質の特定の化学反応を担う物質内の原子または結合の集まりです。官能基は、物質固有の化学反応を担う原子または結合で構成されています。どの化学物質に含まれているかは問題ではありません。同じ官能基は、どこで見つかっても同じように振る舞い、反応します。
サイズは異なるが同じ官能基を持つ 2 つの分子が、類似または同一の化学プロセスに関与する可能性があります。化合物に官能基があるということは、その化合物の挙動や化学反応を高い精度で予測できることを示唆しています。官能基は、タンパク質、炭水化物、脂肪に含まれています。
有機化合物の官能基の検出
天然有機化学は、炭素を含む有機分子の構造、特性、および相互作用に関係する化学のサブフィールドです。有機化学は、とりわけ、炭化水素、炭素と水素を含む化合物、および炭素に基づくが他の元素を含む組成物の研究に関係しています。有機金属化合物は、地球上のすべての生命の構成要素であり、そのさまざまな用途は膨大です。それらは、医薬品、石油化学製品、塗料、食品、プラスチック、爆発物などの主成分です。
分子内の官能基の存在は、問題の分子の溶解度、および他の分子と複合体を形成する可能性に影響を与えます。溶液の溶解度は、溶質と溶媒の官能基がうまく相互作用すると上昇します。たとえば、-OH (ヒドロキシル) 基は砂糖と水の両方に存在するため、この 2 つを組み合わせると、砂糖は水に簡単に溶けます。
官能基検出試験
最も重要な機能グループのいくつかと、それらを識別するために使用されるテストを見てみましょう。
飽和脂肪族炭化水素と不飽和脂肪族炭化水素を区別する反応
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臭素添加のテスト。
付加プロセスの結果、不飽和炭化水素やその他の不飽和結合を持つ化学物質が臭素溶液を変色させ、黄色に見える原因となります。
次の手順に従う必要があります:臭素の 1% 酢酸溶液を、酢酸または他の有機溶媒に溶解した約 0.5 ミリリットルの材料に滴下します。試験管の内容物を完全に混合する必要があります。臭素のピンク色は、多重結合の総数が飽和するまで急速に消えていきます。
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リーマンによる過マンガン酸カリウムのテスト
KMnO4 の溶液は、不飽和結合化学物質の存在下で脱色することが観察されています。これは、マンガン濃度が+7から+2に減少した結果です。反応中、溶液がアルカリ性になる（KOHが生成する）ため、二酸化マンガンの茶色の沈殿物が反応混合物中に発生する可能性があります。
次の手順に従う必要があります:調査した材料約 1 ml に、アセトン中の KMnO4 の 0.1% アセトン溶液を滴下します。 KMnO4 を 1 滴加えるごとに溶液をよく混ぜ、ピンク色が完全に消えるまで待ちます。生成される脱色溶液の量とそれが脱色する速度は、調査対象物質の分子に存在する多重結合の数に依存します。
アルコールの特徴的な反応
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ルーカス テスト
使用するアルコールの種類に応じて、第一級、第二級、および第三級アルコールはルーカス試薬 (濃塩酸中の無水塩化亜鉛溶液) と異なる反応を示します。反応がない場合、一級アルコール (炭素原子が 6 個未満のもの) は透明でやや暗い溶液として得られます。 2 級アルコールを使用すると、溶液 2 に濁りが生じ、1 ～ 1.5 時間後に 2 相溶液が形成されます。第三級アルコールの存在下では、溶液の濁りおよび溶液の二相への分離が比較的迅速に起こる。第三級アルコールと濃塩酸との反応は、ZnCl2 が存在しなくても起こります。
次の手順に従う必要があります:5 ml のルーカス試薬で、それぞれ第一級、第二級、および第三級アルコールを含む、すりつぶしたストッパー付きの 3 つの乾いた試験管を満たします。この手順をさらに 3 回繰り返します (0.5 ml)。実験室のラックにそれらを片付ける前に、ある程度の混合時間を考慮して、濁度と二相溶液の展開にそれぞれの場合に必要な時間差を決定してください。
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メタノール検出のためのエステル化試験。
サリチル酸は酸の一種です。化合物メチルエステル (サリチル酸メチル) は、濃硫酸の存在下でメチルアルコールとサリチル酸を加熱することによって生成されます。濃硫酸は、プロセスで触媒および水結合剤として機能します。
次の手順に従う必要があります:1 ml のメタノールに、サリチル酸のピンチと約 1 ml の濃 H2SO4 を加えて希釈します。混合後、サンプルを湯浴に数分間入れます。数分後、サリチル酸メチルに関連する独特の樹脂の香りが現れます.
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エタノール検出のためのヨードホルム検査
第一級アルコールに関しては、エタノールのみがヨウ素化反応を受けます。
次の手順に従う必要があります。 約 1 mL のヨウ化カリウム溶液 (ルゴール液) 中のヨウ素を 0.5 mL のエタノール溶液 (ルゴール液) に加えます。次に、ヨウ素の黄色味がなくなるまで、絶えず攪拌しながら 5% の NaOH 水溶液を 1 滴ずつ (一度に 2 ～ 4 滴) 加えます。チューブの内容物を混合して 60o C に加熱すると、独特の香りとヨードホルムの黄色の結晶を検出することができます。
脂肪族アミンの特徴的な反応
各アミノ酸のα炭素原子にある一級 (1o) アミノ基と亜硝酸との反応により、α-ヒドロキシ酸、窒素ガス、および水が形成されます。
次の手順に従う必要があります。少量の亜硝酸ナトリウム塩 (NaNO2) を 1 ml の 2 M 硫酸溶液に溶解し、よく混ぜます。生成された一酸化窒素ガスの安定したバブリングを観察します。次に、フード コンパートメントで、数滴のアミノ酸 (グリシン) 溶液をチューブに加え、よく振ります。大量の窒素ガスが泡立ち、チューブの壁に着地する気泡を生成することを観察します。
結論
有機分子の官能基は、分子の炭素骨格に結合した原子のグループで構成されています。有機物質を区別する化学反応は、官能基の形成に関与しています。それらは炭素骨格よりも安定性が低く、結果として化学プロセスに関与する傾向があります.
有機化学における官能基は、分子の特徴である化学反応を担う分子内の原子の特定のグループです。有機化学では、官能基はそれらの分子に特徴的な化学反応を担っています。
