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.