Карбонилна група

A ketone compound containing a carbonyl group (C=O)

Карбонилна група — функционална група со формулата C=O, сочинета од јаглероден атом двојно врзани за кислородниот атом, и е двовалентен во C-атомот. It is common to неколку класи на органски соединенија (како алдехиди, кетони и карбоксилни киселини), како дел од многу поголеми функционални групи. Соединението кое содржи карбонилна група често се нарекува карбонилно соединение.^[1]

Поимот карбонил може да се однесува и на јаглерод моноксид како лиганд во неогански или органометален компекс (метален карбонил, како на пр. никел карбонил).

Остатокот од оваа статија го обработува карбонилот во органска смисла, каде јаглеродот и кислородот делат двојна врска.

Карбонилни соединенија

Во органската хемија, карбонилната група е својствена за следниве видови соединенија:

Соединение	Алдехид	Кетон	Карбоксилна киселина	Карбоксилатен естер	Амид
Структура
Општа формула	RCHO	RCOR'	RCOOH	RCOOR'	RCONR'R''

Соединение	Енон	Ацил халид	Анхидрид	Имид
Структура
Општа формула	RC(O)C(R')CR''R'''	RCOX	(RCO)₂O	RC(O)N(R')C(O)R''

Други органски карбонили се уреата и карбаматите, деривати на ацил хлориди, хлороформати и фозген, карбонатни естри, тиоестри, лактони, лактами, хидроксамати и изоцијанати. Примери за неоргански карбонилни соединенија се јаглерод диоксидот и карбонил сулфидот.

Посебна група на карбонилни соединенија се дикарбонилните, кои имаат посебни својства.

Структура и реактивност

Кај органските соединенија, должината на врската C-O не отстапува многу од 120 пикометри. Нроганските карбонили имаат покуси C-O-растојанија: CO, 113; CO₂, 116; а COCl₂, 116 пм.^[2]

Карбонилниот јаглерод типично е електрофилен. Квалитативниот редослед елелтрофилност е RCHO (алдехиди) > R₂CO (кетони) > RCO₂R' (естри) > RCONH₂ (амиди). Напаѓаат различни нуклеофили, раскинувајќи ја двојната врска јаглерод-кислород.

Заемодејствата пмеѓу карбонилните групи и другите заменители се утврдени при проучување на колагенот.^[3] Заменителите влијаат на карбонилните групи со додавање или одземање на електронска густина по пат на сигма-врска.^[4] ΔHσ-вредностите се многу повисоки кога заменителите на карбонилната група се повеќе електронегативни од јаглеродот.^[4]

Поларноста на врската C=O исто така ја зајакнува киселоста на соседните врски C-H. Поради позитивниот набој на јаглеродот и негативниот набој на кислородот, карбонилните групи подлежат на додавање и/или нуклеофилни напади. Напаѓаат најразлични нуклеофили, прекинувајќи ја јаглеродно-кислородната двојна врска, што води до реакции на додавање-елеминација. Нуклеофилната реактивност често е сразмерна на базноста на нуклеофилот; со зголемувањето на нуклеофилноста се намалува стабилноста во карбонилното соединение.^[5] pK_a-вредностите на ацеталдехидот и ацетонот изнесуваат 16,7 и 19.^[6]

Спектроскопија

Инфрацрвена спектроскопија: двојна врска C=O впива инфрацрвена светлина при бранови броеви помеѓу ~1600 и 1900 см⁻¹(5263 до 6250 нм). Точното место на впивање е прилично добро познато во однос на геометријата на молекулата. Ова впивање е познато како „карбонилно растегање“ кога се прикажува на инфрацрвениот впивен спектар.^[7] Покрај тоа, ултравиолетово-видливите спектри на пропанонот во вода овозможуваат впивање на карбонил на 257 нм.^[8]
Јадрена магнетна резонанција (ЈМР): двојата врска C=O има различни резонанции зависно од околните атоми, начелно ниско во полето. ЈМР со ¹³C на карбонилен јаглерод е во опег од 160 до 220 милионитини.

Поврзано

Наводи

↑ Saul Patai, уред. (1966). The Carbonyl Group. PATAI'S Chemistry of Functional Groups. 1. John Wiley & Sons. doi:10.1002/9780470771051. ISBN 9780470771051.Jacob Zabicky, уред. (1970). The Carbonyl Group. PATAI'S Chemistry of Functional Groups. 2. John Wiley & Sons. doi:10.1002/9780470771228. ISBN 9780470771228.
↑ G. Berthier, J. Serre (1966). „General and Theoretical Aspects of the Carbonyl Group“. Во Saul Patai (уред.). The Carbonyl Group. PATAI'S Chemistry of Functional Groups. 1. John Wiley & Sons. стр. 1–77. doi:10.1002/9780470771051.ch1. ISBN 9780470771051.
↑ Newberry, Robert W.; Raines, Ronald T. (15 август 2017). „The n→π* Interaction“. Accounts of Chemical Research. 50 (8): 1838–1846. doi:10.1021/acs.accounts.7b00121. ISSN 0001-4842. PMC 5559721. PMID 28735540.
↑ ^4,0 ^4,1 Wiberg, Kenneth B. (1 ноември 1999). „The Interaction of Carbonyl Groups with Substituents“. Accounts of Chemical Research (англиски). 32 (11): 922–929. doi:10.1021/ar990008h. ISSN 0001-4842.
↑ Lienhard, Gustav E.; Jencks, William P. (септември 1966). „Thiol Addition to the Carbonyl Group. Equilibria and Kinetics¹“. Journal of the American Chemical Society. 88 (17): 3982–3995. doi:10.1021/ja00969a017. ISSN 0002-7863. PMID 5915153.
↑ Ouellette, R.J. and Rawn, J.D. "Organic Chemistry" 1st Ed. Prentice-Hall, Inc., 1996: New Jersey. ISBN 0-02-390171-3
↑ Mayo D.W., Miller F.A and Hannah R.W “Course Notes On The Interpretation of Infrared and Raman Spectra” 1st Ed. John Wiley & Sons Inc, 2004: New Jersey. ISBN 0-471-24823-1.
↑ „Архивиран примерок“ (PDF). Архивирано од изворникот (PDF) на 24 август 2015. Посетено на 11 јули 2015.