Funktionelle grupper

Funktionelle grupper er specifikke grupper af atomer i et organisk molekyle, der har bestemte kemiske karakteristika. Det er typisk de funktionelle grupper i et molekyle, der reagerer, når et molekyle indgår i en reaktion. En funktionel gruppe definerer en stofklasse. De kemiske forbindelser i en stofklasse vil reagere nogenlunde ens. Man kan derved ud fra de forskellige funktionelle grupper i et organisk molekyle få en ide om, hvilke reaktioner molekylet kan indgå i.

 

Enkelt-, dobbelt-, og trippelbindinger i hhv. alkaner, alkener, og alkyner er også funktionelle grupper. Nedenstående er en kort gennemgang af de funktionelle grupper, der er væsentlige for dette undervisningsmateriale.

 

R er en betegnelse for sidekæder, der er bundet til hovedkæden i et molekyle, man kigger på. R bruges indenfor organisk kemi, hvilket betyder, at R grupper skal indeholde en carbonkæde. R bruges ofte hvis man kun vil kigge på en mindre del af et større molekyle eller f.eks. kun én funktionel gruppe. Hvis et molekyle er vist med flere R-grupper, kan R-grupperne både være ens eller forskellige. Hvis grupperne er forskellige vil de typisk være navngivet R1, R2 , R3… osv.

 

Hydroxygrupper er -OH grupper, og kaldes ofte alkoholgrupper. Alkoholer klassificeres som primær, sekundær og tertiær alkohol.  Klassificering afgøres ud fra hvor mange hydrogenatomer, der er bundet til det carbonatom, oxygenet er bundet til.  

Figur 4: Struktur af primær, sekundær og tertiær alkohol.

 

Aminer er derivater af ammoniak (NH3), hvor enten 1, 2 eller alle 3 hydrogenatomer er skiftet ud med en sidekæde, der indeholder carbon. De klassificeres også som hhv. primær, sekundær og tertiær amin. Aminosyrer i proteiner indeholder en primær amin.

 

Figur 5: Struktur af primær, sekundær og tertiær amin.

 

Estere er neutrale forbindelser, der typisk dannes ud fra en kondensationsreaktion mellem en carboxylsyre og alkohol. I figur 6 ses den generelle strukturformel for estere. De består af en carbonyl, hvilket er et carbon der er dobbeltbundet til et oxygen og et oxygenatom.

 

Figur 6: Struktur af ester.

 

Ethere består af et oxygenatom bundet til to carbonatomer. Små ethere med korte sidegrupper er svagt polære. Hvis sidekæderne er lange er etherne upolære.

Figur 7: Stuktur af ether.

 

Aromater er cykliske organiske forbindelser, der indeholder en benzenring (C6H6) eller er en cyklisk forbindelse (bindinger der danner en ring). Elektronegativiteten mellem carbon og hydrogen er relativt lille, og der er ingen forskel i elektronegativiteten mellem carbon og carbon i en C-C binding. Derfor er disse bindinger ikke polære, hvilket gør, at aromatiske ringe er upolære hydrofobe forbindelser. I figur 8 ses en benzenring med to substituenter siddende på.

Figur 8: Struktur af benzen ring med to substituenter.