Organické kyseliny. Funkční skupina organických kyselin

Obrovské množství sloučenin známých modernímu světu jsou organické kyseliny. V přírodě jsou získávány hlavně z cukrů v důsledku komplexních biochemických reakcí. Jejich role ve všech životních procesech je neocenitelná. Například při biosyntéze glykosidů, aminokyselin, alkaloidů a jiných biologicky reaktivních látek; v metabolismu sacharidů, tuků a bílkovin ... Existuje mnoho vitálních procesů zahrnujících organické kyseliny.

Co je o nich zvláštní? Organické kyseliny získají jedinečné chemické a biologické vlastnosti díky vlastnímu elementárnímu a funkčnímu složení molekul. Určitá sekvence kombinace atomů různé povahy a specificita jejich kombinace dávají látce individuální vlastnosti a zvláštnosti vzájemného působení s ostatními.

Kvalitativní složení organických látek

Hlavní cihla, jakýsi monometr všech živých bytostí, je uhlík nebo, jak se také nazývá, uhlík. Vyrobeny jsou všechny "kostry" - základní struktury, kostry - organických sloučenin a kyselin. Vodík je druhý ve stupni hojnosti, vodík je dalším jménem prvku. Naplňuje uhlíkové valence bez vazby s jinými atomy, což dává molekulám objem a hustotu.

Třetí je kyslík nebo kyslík, kombinuje se s uhlíkem ve skupinách atomů, což dává jednoduché alifatické nebo aromatické látky zcela nové vlastnosti, například oxidační schopnost. Dále, v řadě hojností - dusíku, je jeho přínos ke vlastnostem organických kyselin zvláštní, existuje samostatná třída sloučenin obsahujících aminoskupinu. Také v organických sloučenin síra, fosfor, halogeny a některé další prvky jsou přítomny v mnohem menších množstvích.

V samostatné třídě a další jsou zvýrazněny. organické látky. Nukleové kyseliny jsou fosfor a dusík obsahující biologické polymery tvořené monomery - nukleotidy - které tvoří nejsložitější struktury DNA a RNA.

Odůvodnění chemické individuality

Rozhodujícím faktorem pro rozdíl od ostatních látek je přítomnost sloučeniny ve sloučenině takového spojení atomů, které mají přísnou sekvenci jejich vzájemné vazby a nesou jakýsi druh genetický kód třídy jako funkční skupina organických kyselin. Nazývá se karboxyl, skládá se z jednoho atomu uhlíku, vodíku a dvou kyslíku a ve skutečnosti kombinuje karbonylové (-C = O) a hydroxylové (-OH) skupiny.

Komponenty interagují na elektronické úrovni a vytvářejí jednotlivé vlastnosti kyselin. Konkrétně, adiční reakce karbonylu nejsou v nich obsaženy a schopnost poskytnout proton je několikanásobně vyšší než schopnost poskytnout alkoholy.

Strukturální prvky

Co se děje na elektronické úrovni vzájemného ovlivňování ve funkční skupině třídy organických kyselin? Atom uhlíku je částečně kladný náboj v důsledku vytažení hustoty vazby na kyslík, jehož schopnost udržet je mnohem vyšší. Kyslík z hydroxylové části má neoddělené dvojice elektronů, které se nyní začínají přitahovat k uhlíku. To snižuje hustotu vazby kyslík-vodík, což vede k tomu, že se vodík stává mobilnějším. Pro sloučeninu je možné provést disociaci kyselého typu. Snížení kladného náboje uhlíku způsobuje ukončení toku spojovacích procesů, jak již bylo uvedeno výše.

Role specifických fragmentů

Každá funkční skupina má jednotlivé vlastnosti a dává jim látku, která obsahuje. Přítomnost několika v jednom vylučuje možnost poskytnout jednu nebo jinou reakci, která se dříve odděleně lišila od specifických fragmentů. To je důležitá vlastnost, která charakterizuje organickou chemii. Kyseliny mohou obsahovat skupiny obsahující dusík, síru, fosfor, halogeny atd.

Třída karboxylových kyselin

Nejznámější skupina látek z celé rodiny. Neměli byste předpokládat, že pouze sloučeniny této třídy jsou všechny organické kyseliny. Zástupci uhlíku jsou největší skupinou, ale nikoli jedinou. Existují například sulfonové kyseliny, mají další funkční fragment. Zvláštní stav je charakterizován aromatickými deriváty, které se aktivně podílejí na chemické výrobě fenolů.

Existuje další významná třída, která patří do takové části chemie jako organické hmoty. Nukleové kyseliny jsou odděleny a vyžadují individuální posouzení a popis sloučeniny. O nich je stručně zmíněno výše.

Zástupci uhlíku organické látky obsahují ve svém složení charakteristickou funkční skupinu. Říká se tomu karboxyl, specifika jeho elektronické struktury popsané výše. Jedná se o funkční skupinu, která určuje přítomnost silných kyselých vlastností v důsledku protonu vodíku, který se během disociace snadno oddělí. Slabý je v tomto rozmezí pouze acetát (acetic).

Klasifikace karboxylových kyselin

Podle typu struktury uhlovodíkového skeletu jsou rozlišeny alifatické (přímočaré) a cyklické. Například propionová, heptanová, benzoová, trimethylbenzoová karboxylová kyselina. Při přítomnosti nebo nepřítomnosti vícenásobných vazeb - omezujících a nenasycených - oleje, octové, akrylové, hexenové atd. V závislosti na délce skeletu jsou nižší a vyšší (mastné) karboxylové kyseliny, kategorie těchto řetězců začíná řetězem s deseti uhlíkovými atomy.

Kvantitativní obsah strukturní jednotky, jako je například funkční skupina organických kyselin, je také zásadou klasifikace. Existují jedno-, dvou-, tří- a vícerozměrné. Například, uhličitan vápenatý kyselina, šťavelová, citron a další. Zástupci, kteří kromě hlavní skupiny obsahují specifické skupiny, se nazývají heterofunkční.

Moderní nomenklatura

Dnes v chemické vědě existují dva způsoby, jak pojmenovat sloučeniny. Racionální a systematické názvosloví mají obecně stejná pravidla, ale v některých detailech se liší od sestavování jmen. Historicky, přítomnost triviálních "názvů" sloučenin, které byly dány látkám na základě jejich vlastních chemických vlastností, jsou v přírodě a v jiných okamžicích. Například kyselina butanová se nazývá kyselina máselná, kyselina propenová se nazývá kyselina akrylová, kyselina diureidoctová se nazývá kyselina alantoová, kyselina pentan se nazývá kyselina valerijová atd. Některé z nich mohou být nyní používány v racionální a systematické nomenklatuře.

Fázový algoritmus

Způsob vytváření názvů látek, včetně organických kyselin, je následující. Nejprve musíte najít nejdelší uhlovodíkový řetězec a jeho číslo. První číslo by mělo být v těsné blízkosti větvení konce, aby substituenti atomů vodíku v kostře získali nejmenší lokátory - čísla udávající počet atomů uhlíku, s nimiž jsou spojeny.

Poté musíte zjistit hlavní funkční skupinu a pak identifikovat ostatní, pokud existují. Takže název se skládá z: seřazených v abecedním pořadí a substituentů s odpovídající lokací, hlavní část mluví o délce uhlíkového skeletu a jeho nasycení atomy vodíku; Například pro karboxyl je "-s" a slovo acid je napsáno na konci. Ethan, methandiová, propenová, butinová, hydroxyoctová, pentandiová, 3-hydroxy-4-methoxybenzoová, 4-methylpentan a tak dále.

Hlavní funkce a jejich význam

Mnoho kyselin, organických a anorganických, je neocenitelné pro lidi a jejich aktivity. Když působí zvnějšku nebo jsou produkováni uvnitř, iniciují mnoho procesů, podílejí se na biochemických reakcích, zajišťují správné fungování lidského těla a také ho používají v mnoha dalších oblastech.

Chlorovodík (nebo kyselina chlorovodíková) je základem žaludeční šťávy a neutralizující většinu nepotřebných a nebezpečných bakterií v gastrointestinálním traktu. Kyselina sírová je nepostradatelnou surovinou v chemickém průmyslu. Organická část zástupců této třídy je ještě významnější - mléčné, askorbové, octové a mnoho dalších. Kyseliny mění pH trávicího systému v zásaditém směru, což je nezbytné pro udržení normální mikroflóry. V mnoha dalších aspektech mají nepostradatelný pozitivní účinek na lidské zdraví. Prezentovat průmysl bez použití organických kyselin je naprosto nemožné. To vše funguje pouze díky jejich funkčním skupinám.