Функциональные группы различной природы

Классификация органических веществ по типу функциональной группы

Огромное разнообразие существующих сегодня органических веществ, а также потребность в синтезе новых соединений с заданными свойствами приводит к необходимости постоянного совершенствования и расширения системы классификации (систематизации). Органические вещества можно рассматривать как некий «пазл», в котором составные части должны идеально подходить друг к другу и к основе. Основой органического вещества является углеродный скелет, а составные части — это функциональные группы, гетероатомы, кратные связи. Классификация также необходима для того, чтобы правильно называть соединения, причем называть так, чтобы все химики понимали, о каком веществе идет речь. Поэтому классификация лежит в основе Международной номенклатуры органических соединений.

В основе классификации органических веществ можно выделить несколько основных подходов:

1. Строение углеводородной цепи: замкнутые (циклические) и разомкнутые; линейные и разветвленные УВ.
2. Наличие кратных связей: насыщенные или предельные (только одинарные связи) и ненасыщенные или непредельные (двойные и тройные связи) УВ.
3. Наличие функциональных групп и замещающих атомов: кислородсодержащие, азотсодержащие, галлоидзамещенные УВ.
4. Наличие гетероатома (N, O, S в структуре цикла): гетероциклические УВ.
5. Биологическое (природное) происхождение: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, гормоны, витамины.
6. Наличие в структуре соединений помимо C, H, N, O и S, других химических элементов, в том числе металлов: элементорганические (металлорганические) соединения.

Схема классификации в зависимости от строения углеродной цепи приведена на рисунке.

Некоторые соединения могут быть одновременно отнесены к нескольким классам. Например, 2-амино-1-гидрокси-4-нитробензол содержит сразу три функциональные группы, позволяющие отнести его к карбоциклическим (в основе лежит бензол), азотсодержащим (амино- и нитрогруппы) и кислородсодержащим (гидроксильная группа) соединениям.

Понятие о функциональной группе

Определение

Функциональная группа — это совокупность атомов, определяющая характерные химические свойства целого класса веществ.

Иногда к понятию функциональной группы относят также понятие радикал (метил, этил, пропил и т. д.). Однако хотя это и близкие понятия, но отличительным свойством функциональной группы является наличие одинаковых химических свойств, характерных для всего класса веществ, имеющих такую группу в своей структуре. С этой точки зрения алкильные радикалы такими свойствами не обладают.

Классификация органических веществ по типу функциональной группы

По типу функциональных групп органические соединения делят на следующие классы (R-предельный углеводородный радикал):

Ответьте на вопросы:

1.Какое значение имеет в химии классификация веществ?

2.По каким признакам принято классифицировать органические вещества?

3.Какие вещества называют производными углеводородов?

4.Какие признаки положены в основу современной классификации органических соединений? Приведите примеры.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Познавательно:

Доврачебная помощь при приступе бронхиальной астмы Неотложная помощь Астматический статус. — Это синдром острой дыхательной недостаточности.
Анализ актива баланса Актив баланса содержит информацию о вложении капитала предприятия в конкретное имущество и материальные ценности.
Эффективность деятельности организаций Понятие «эффективность» в экономической литературе излагается неоднозначно.
Эластичность спроса и предложения В общем говоря, эластичность – степень реагирования одной переменной величины в ответ на изменение другой, связанной с первой.
Реализация права: понятие и формы. Реализация права – это фактическое осуществление предписаний правовых норм в поведении субъектов.

Источник

Ациклические соединения

. В этом случае учитывается число связей атома углерода с другими углеродными атомами.

Цепь, содержащая только первичные и вторичные атомы углерода, называется

не разветвленной или нормальной

перед названием соединения).

Цепь, в которую входят третичные или четвертичные атомы углерода, является

(в названии часто обозначается приставкой

— первичный;

— вторичный;

— третичный.

В зависимости от природы атомов, составляющих цикл, различают карбоциклические и гетероциклические соединения.

содержат в цикле только атомы углерода. Они делятся на две существенно различающихся по химическим свойствам группы: алифатические циклические — сокращенно

Карбоциклические соединения

содержат в цикле, кроме атомов углерода, один или несколько атомов других элементов — гетероатомов ( от греч. heteros— другой, иной) — кислород, азот, серу и др.

Гетероциклические соединения

Классификация соединений по функциональным группам

Соединения, в состав которых входят только углерод и водород, называются

Другие, более многочисленные, органические соединения можно рассматривать как производные углеводородов, которые образуются при введении в углеводороды

, содержащих другие элементы.

В зависимости от природы функциональных групп органические соединения делят на

. Некоторые наиболее характерные функциональные группы и соответствующие им классы соединений приведены в таблице:

Классы органических соединений

Примечание: к функциональным группам иногда относят двойную и тройную связи.

В состав молекул органических соединений могут входить две или более одинаковых или различных функциональных групп.

Например: HO- CH₂— CH₂ -OH (этиленгликоль); NH₂ -CH₂ — COOH (аминокислота глицин).

Все классы органических соединений взаимосвязаны. Переход от одних классов соединений к другим осуществляется в основном за счет превращения функциональных групп без изменения углеродного скелета. Соединения каждого класса составляют

Источник

II. Классификация органических соединений в зависимости от характера функциональной группы.

Все органические соединения можно рассматривать как углеводороды или их производные, полученные введением в молекулу функциональных групп.

В зависимости от природы функциональных групп органические соединения делятся на классы, основные из которых приведены в таблице 1.

Название функцио­нальной группы

— ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ГРУППА — это реакционно-способный атом или группа атомов (или реакционный центр), отличных от углерода и водорода, определяющие принадлежность соединения к определенному классу и характеризующие его свойства.

1 Соединения с одной функциональной группой называют монофункциональными, например: С₂Н₅С1 — хлорэтан, СН₃ОН – метанол и т.д.

2 Соединения, содержащие несколько одинаковых функциональных групп называются полифункциональными, например:

3 Соединения, содержащие различные функциональные группы, называются гетерофункциональными, например. СН₂(С1)-СООН- монохлоруксусная кислота, СН₂(NН₂)-СООН — аминоэтановая кислота (глицин Большинства лекарственных веществ имеют полифункциональный характер.

Функциональные группы можно объединить по общности ряда свойств и классифицировать по трем основным свойствам:

1 функциональные группы, обусловливающие кислый характер вещества:

сульфгидрильная или меркаптогруппа

2 функциональные группы, обусловливающие основные свойства вещества: первичная аминогруппа (в алифатических и ароматических соединениях) свободная и замещенная;

аминная третичная – третичный азот является непременным элементом молекул алкалоидов и гетероциклических соединений; гидразинная (—H₂N—NH₂).

3 Функциональные группы, которые не проявляют ни кислые, ни основные свойства:

оксиметильная или первичноспиртовая

простой эфир

сложноэфирная

ненасыщенная углеродная связь

Переход от одних классов органических соединений к другим осуществляется в основном путем превращения функциональных групп без изменения углеродного скелета. Это свидетельствует о генетической связи всех классов органических соединений.

Поскольку те или иные функциональные группы обусловливают фармакологическую активность лекарственного вещества, функциональный анализ позволяет сделать объективную оценку о его подлинности (см. лабораторный практикум).

В органической химии широко используются следующие основные понятия:

— РОДОНАЧАЛЬНАЯ СТРУКТУРА — это химическая структура, лежащая в основе соединения;

— ОРГАНИЧЕСКИЙ РАДИКАЛ — это остаток органической молекулы, из которой удален один или несколько атомов водорода;

— ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКАЯ ГРУППА — это функциональная группа, связанная с родоначальной структурой или частично входящая в ее состав;

— ЗАМЕСТИТЕЛЬ — это любая функциональная группа или углеводородный радикал, присоединенные к родоначальной структуре.

Внутри каждого класса органические соединения образуют гомологические ряды. ГОМОЛОГИЧЕСКИЙ РЯД — это группа родственных органических соединений, обладающих одинаковыми свойствами и однотипной структурой, каждый последующий член которой отличается от предыдущего на метиленовую группу (-СН₂-), называемую гомологической разностью. Сами соединения называются ГОМОЛОГАМИ.

Номенклатура (см. лабораторный практикум).

Современная номенклатура должна быть систематической и международной, чтобы специалисты всего мира могли отобразить в названии молекулы структуру соединения, и, наоборот, по названию однозначно представить структуру.

ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

В молекулах атомы соединены друг с другом в определенной последовательности в соответствии с их валентностью. Порядок связи атомов в молекуле называется ХИМИЧЕСКИМ СТРОЕНИЕМ. Изображение молекул в органической химии

графические

Электронная структура атома углерода

(порядковый номер 6, в главной подгруппе IV группы)

Источник