Chapter 21: Biochemistry

Back to chapter

21.1:

Fonksiyonel Gruplar

JoVE Core
Química

É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou comece sua avaliação gratuita.

JoVE Core Química

Functional Groups

Próximo Vídeo
21.2: Polymers

Idiomas

COMPARTILHAR

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

Fonksiyonel gruplar, bir molekülün özelliklerini etkileyen kovalent bağlı atom setleridir. Aynı fonksiyonel grupları içeren moleküller genellikle benzer özellikler gösterir ve benzer reaksiyonlara uğrar. Fonksiyonel grupların adlandırılması, organik kimya ve biyokimyada yararlı olan bir moleküldeki atomların hızlı bir şekilde tanımlanmasını sağlar.Hidrokarbonlar organik moleküllerin temelidir ve değişen sayıda karbon ve hidrojen atomu içerir. Bunlara alkanlar, alkenler ve alkinler dahildir. Alkanlardaki karbon atomları tekli bağlarla birbirine bağlanırken alkenler ve alkinler sırasıyla çift veya üçlü bağlar içerir.Hidrokarbonlar kapalı halkalar oluşturabilir. Halka yalnızca tek bağlar içeriyorsa, buna sikloalkan denir. Karbonlar, tek ve çift bağlar dönüşümlü olarak birbirine bağlanırsa, buna aromatik halka veya aril grubu denir.Karbon içermeyen en basit gruplardan biri, bir oksijen atomu ve bir hidrojen atomu içeren hidroksil grubudur. Metanol, su ve karbonhidratlar gibi birkaç bileşiğin önemli bir bileşenidir. Bir başka fonksiyonel grup kategorisi, bir çift bağ ile birbirine bağlanmış bir karbon ve bir oksijen içeren karbonil gruplarıdır.Karbonil içeren gruplar;aldehitler, ketonlar, esterler ve karboksil grupları gibi fonksiyonel grupları içerir. Aldehitler, hidrojene ve bir karbonile bağlı bir değişken veya R grubuna sahipken, ketonların iki değişken grubu vardır. R grupları genellikle hidrokarbonları temsil eder, ancak başka gruplar veya atomlar olabilir.Aldehitler ve ketonlar karbonhidratlarda anahtar fonksiyonel gruplardır. Esterler, bir R grubu ve bir oksijen ile çevrili bir karbonil grubundan oluşurken, karboksilik asitler veya karboksil grupları, bir R grubu ve bir alkol ile çevrelenmiştir. Lipidler esterler içerir ve amino asitler karboksilik asitler içerir.Amino asitler ayrıca amin veya amino grubu adı verilen başka bir ortak işlevsel gruba sahiptir. Bir amin, hidrojen ve R gruplarının bir kombinasyonuna bağlı bir yalın çifti olan bir nitrojene sahiptir. Amino asitler, proteinlerin yapı taşlarıdır.Bir fosfat grubu, dört oksijene bağlı bir fosfordur ve genellikle tüm canlı organizmaların genetik materyali olan DNA’da bulunur. İşlevlerini değiştirmek için proteinlere de eklenebilir.

21.1:

Fonksiyonel Gruplar

Fonksiyonel gruplar, bir molekülün karbon iskeletine bağlandığında, bu molekülün özelliklerini değiştiren karakteristik özelliklere sahip bir atom grubudur. Örneğin, bir molekül üzerinde belirli fonksiyonel grupların varlığı onları hidrofilik hale getirirken, diğerleri onları hidrofobik hale getirecektir. Bu fonksiyonel gruplar organik kimyanın vazgeçilmez bir parçasıdır ve karbonhidratlar, proteinler, lipitler ve nükleik asitler gibi biyolojik moleküllerin önemli bileşenleridir. Her fonksiyonel grup, atomların benzersiz bir şekilde düzenlemesidir ve grubu oluşturan atomların kombinasyonu için bir ad atanır.

Hidrokarbonlar
Karbon atomları arasındaki güçlü ve kararlı bağlar, zincirleri, dalları ve halkaları içeren karmaşık moleküller üretir. Bu bileşiklerin kimyasına organik kimya denir. Hidrokarbonlar sadece karbon ve hidrojenden oluşan organik bileşiklerdir. Alkanlar doymuş hidrokarbonlardır-yani sadece tek bağlar içeren hidrokarbonlardır. Alkenler bir veya daha fazla karbon-karbon çift bağı içerirler. Alkinler bir veya daha fazla karbon-karbon üçlü bağı içerirler. Aromatik hidrokarbonlar halka yapıları içerirler. Aril grupları olarak da bilinirler.

Alkoller ve Eterler
Hidrokarbon olmayan birçok organik bileşik, hidrokarbon türevleri olarak düşünülebilir. Bir hidrokarbon türevi, bir hidrokarbonun bir veya daha fazla hidrojen atomunun, karbon veya hidrojen dışındaki bir elementin en az bir atomunu içeren fonksiyonel bir grupla değiştirilmesiyle oluşturulabilir. Hidrokarbon türevlerinin özellikleri büyük ölçüde fonksiyonel grup tarafından belirlenir. Bir hidroksil grubu olarak bilinen–OH grubu, bir alkolün fonksiyonel grubudur. –R–O–R–grubu, bir eterin fonksiyonel grubudur.

Aldehitler, Ketonlar, Karboksilik Asitler ve Esterler
Karbonil grubu ile ilgili fonksiyonel gruplar arasında bir aldehitin &#8211CHO grubu, bir ketonun &#8211COO grubu, bir karboksilik asidin&#8211 COOH grubu ve bir esterin &#8211COOR grubu bulunur. Bir karbon&#8211oksijen çift bağı olan karbonil grubu, bu organik molekül sınıflarındaki anahtar yapıdır: Aldehitler, karbonil karbon atomuna bağlı en az bir hidrojen atomu içerirler. Ketonlar, karbonil karbon atomu bağlanmış iki karbon grupları içerir ve karboksilik asitler, karbonil karbon atomuna bağlı hidroksil grubu içerirler. Esterler, karbonil karbon atomuna bağlı bir karbon grubuna bağlı bir oksijen atomu içerirler. Bu bileşiklerin tümü, bir alkol grubunun karbon atomuna göre oksitlenmiş karbon atomları içerir.

Aminler
Azotun organik bir çerçeveye eklenmesi iki molekül ailesine yol açar. Bir hidrokarbon çerçevesinde bağlanmış bir azot atomu içeren bileşikler aminler olarak sınıflandırılır.

Bu metin bu kaynaklardan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 20.1: Hydrocarbons, Openstax, Chemistry 2e, Section 20.2: Alcohols and Ethers, Openstax, Chemistry 2e, Section 20.3: Aldehydes, Ketones, Carboxylic Acids, and Esters, ve Openstax, Chemistry 2e, Section 20.4: Amines and Amides.