官能基

酯類 (Ester)

酯類 (Ester) 
國立台灣師範大學化學系黃邦齊碩士生/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授

酯是一種官能機團,可以由有機物或無機物構成,酯類至少有一個 –OH基(羥基)被取代成 –O-alkyl(alkoxy, 烷氧基)。除了常見的由有機羧酸(carboxylic acids)構成的酯類之外,磷酸(phosphoric acid)、硫酸(sulfuric acid)、硼酸(boric acid)、硝酸(nitric acid)等無機酸也可以形成酯類化合物。

酯類的合成稱為酯化反應(esterification),酸和醇進行縮合,脫去一分子水之後即形成酯類化合物。

酯類化合物通常帶有令人愉悅的氣味,香水、精油中通常含有酯類。另外,水果的香氣也是由酯類造成的。

乙酸乙酯(ethyl acetate)和乙酸甲酯(methyl acetate)是重要的有機溶劑,脂肪酸酯(fatty acid ester)構成了脂肪和血脂(Lipid)。磷酸酯(phosphoester)是構成DNS分子的骨幹。而聚酯(polyester)則是一種塑膠的原料。

醛 (Aldehyde)

醛 (Aldehyde)
國立台灣師範大學化學研究所碩士班周煜翔/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

醛是一種包含碳氧雙鍵有機化合物。這個官能基,是由一個碳原子和氫原子形成一個單鍵,和氧原子形成雙鍵(化學式O = CH-)此類被稱為醛基。醛基亦可被稱為甲醯基(formyl或methanoyl)
醛基具有極性。而氧的電負度大於碳,在碳氧鍵結間,拉著電子朝氧方向。造成碳原子上有缺少電子性。
由於相對於醛類的共軛鹼的穩定,在醛上的α-氫的酸性是比烷類上的氫大,pKa大約為17。

醇(Alcohol)

醇(Alcohol)
國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

在化學中,醇是一種含有羥基及與碳原子結合的有機化合物。它直鏈型的表示法為 CnH2n+1OH。

一般人總認為:乙醇即為酒精(或泛指其他酒類或酒精飲料)。事實上,乙醇是種無色、易揮發並具有清淡味道的液體,而且可以在糖的發酵中獲得。(工業上,更常使用乙烯水解-乙烯在含磷酸水中的反應-來取得乙醇。)乙醇被廣泛應用於鎮定劑已經有幾千年的歷史了,這與酒精中毒(酒精上癮)有關。

其他的醇常以明確的形容詞表示,如異丙醇及甲醇(木精)。字尾-ol在IUPAC代表所有的醇。

醇共有分三種:一級、二級及三級,端看與羥基相接的碳原子上,尚有多少碳鏈。乙醇即為一簡單的一級醇。最簡單的二級醇為異丙醇,而最簡單的三級醇是第三丁基醇。

簡單的醇類
最簡單和最常見的使用酒精是甲醇以及乙醇。甲醇從前是由樹木中提煉(故被稱為木精),但現在是廉價的物質,可由一氧化碳與氫在高的壓力引起的化學反應[催化劑是必要的”>製造。飲用甲醇後會醉但並不是直接地毒。它的毒性是由酵素酒精在肝臟破壞去氯酶(中毒現象),形成破壞視覺神經的甲酸和甲醛導致永久失明。

乙醇除了它在酒精飲料裡熟悉的角色之外,常被使用作為高度工的業溶劑和原料。

酮(Ketone)

酮(Ketone)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

酮是一種具有顯著的氣味的有機化合物。它的結構是一個羰基兩端接上碳鏈,或是一個包含這個官能基的化合物皆被稱之為酮。酮的化學式通常被寫作:R1(CO)R2.。
連接在羰基上的兩個碳原子可以與羧酸、醛、酯、醘胺及其他含氧化合物作為區別;而羰基上的雙鍵可以和醇、醚有所區分。最簡單的酮是丙酮(acetone),IUPAC將它命名為2-丙酮(2-propanone)。
鍵結在羰基相鄰的碳原子稱之為α–碳(α–carbon),而附屬在α–碳上的氫原子稱之為α–氫(α–hydrogens)。在酸的催化下,酮容易與烯醇互變,稱之為酮-烯醇 互變反應(keto-enol tautomerism);如果和強鹼反應,會產生烯醇陰離子。雙酮(diketone)是一種有兩個羰基的化合物。

命名法
丙酮,最簡單的酮。
一般來說,酮類使用IUPAC命名原則將其來源的烷類詞尾的e改成one。但是對於一些常見的酮,如丙酮(acetone)和苯甲酮,亦稱二甲苯酮 (benzophenone)的俗名仍佔有主導地位, 雖然有一些普化原文書使用的名稱為propanone(丙酮) 。
oxo(酮基)是正式被IUPAC命名為酮的官能基。但是,其他字首仍被亦被使用在各式各樣的書籍和期刊。另外,對於一些常見的化學物質(主要在生化方面), keto 或oxy也用來描述酮的官能基。羰基上的氧易與過渡金屬產生配位。

官能基

官能基 (Functional Group)
國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授

在有機化學中,官能基(或稱moieties) 是分子中一群特殊的原子團。這些原子團能進行屬於它們代表性的化學反應。相同的官能基可以進行相同或相似的反應,即使是具有相同官能基的分子體積不一樣。 結合官能基的命名和烷類命名,產生一個有利的系統命名法來為有機化合物命名。