ما هي مجموعة كاربونيل؟
في الكيمياء العضوية ، مجموعة الكاربونيل عبارة عن مجموعة وظيفية حيث يتم ربط ذرة كربون بذرة أكسجين بواسطة رابطة تسمى الرابطة المزدوجة.
تسمى المركبات التي تحتوي على مجموعة كاربونيل مركبات الكربونيل.
تشير مجموعة الكربونيل إلى أنه يمكن أيضًا ربط أول أكسيد الكربون بذرة غير عضوية ، مثل ما يسمى برابطة الكربونيل المعدنية ، على سبيل المثال. كربونيل النيكل.
يقال إن ذرة الكربون في مجموعة الكربونيل محبة للكهرباء ، لأنها تميل إلى جذب المركبات الغنية بالإلكترون.
يمكن تقسيم مركبات الكربونيل إلى مركبات عضوية ومركبات غير عضوية ، وهذه المركبات هي جزء لا يتجزأ من الكيمياء العضوية تسمى مركبات الكربونيل والأعضاء الأساسية المرتبطة بها تسمى الألدهيدات والكيتونات والأحماض ، وتسمى الأحماض الكربوكسيلية.
غالبًا ما تكون مجموعة الكربونيل الموجودة في الجزيء هي الجزء الأكثر تفاعلًا كيميائيًا ، وغالبًا ما تتحكم المجموعة القطبية في التفاعل الذي يحدث.يحدث التفاعل عادةً في جزيء يحتوي على مجموعة كربونيل ومجموعات هيدروكربون في مجموعة كربونيل.
إن الطبيعة القطبية للجزء الكربوني للجزيء هي التي تؤثر على الخصائص الفيزيائية للجزيء بأكمله ، مثل جزيئات الكيتون الصغيرة بإجمالي ست ذرات كربون.
أنواع مجموعات الكربونيل
- الألدهيد RCHO
- الكيتونات RCOR
- حمض الكربوكسيل RCOOH
- استر الكربوكسيل ريكور
- هاليد حامض RCONRR
ما هي خصائص مركبات الكربونيل؟
- تحتوي الكيتونات والألدهيدات على نقاط غليان أعلى من الإيثرات والألكانات ذات الكتلة الجزيئية المماثلة.
- الألدهيدات والكيتونات لها نقطة غليان أقل من الكحوليات المقابلة.
- العديد من الألدهيدات الأعلى لها رائحة طيبة ، وتستخدم في العطور أو تستخدم في النكهات الاصطناعية ، والجزء السفلي من سلسلتها لها رائحة نفاذة.
- الكيتونات الأعلى لها رائحة طيبة والكيتونات المنخفضة ، مثل الأسيتون ، لها رائحة طيبة.
- الألدهيدات والكيتونات الصغيرة قابلة للذوبان في الماء ، ولكن كلما كانت السلسلة أطول ، قلت قابلية الذوبان.
- تزداد قوى التشتت عندما تكون الجسيمات أطول.
- الفرق الوحيد بين مجموعة الألدهيد والمجموعة المعروفة باسم مجموعة الهيدروكربون هو التواجد في المجموعة الأخيرة في مجموعة مركبات الكربونيل وهذه المجموعة هي المجموعة المسؤولة عن الخواص الكيميائية والخصائص الفيزيائية.
استخدامات مركبات الكربونيل
استخدامات الألدهيد
- يوجد الفورمالديهايد في صورة غازية ، بينما الفورمالين هو محلول بنسبة 40 في المائة في الماء.
- يساعد الفورمالين في الحفاظ على ما يسمى بالعينات البيولوجية.
- يتفاعل الفورمالديهايد مع الفينول لتشكيل مركب الباكليت ، ويستخدم مركب الباكليت في تصنيع مختلف أنواع البلاستيك والطلاء والمواد اللاصقة.
- تستخدم الألدهيدات في تصنيع العديد من المركبات الأخرى وهناك أيضًا العديد من الطرق المستخدمة لتحضيرها ، والأكسدة هي إحدى الطرق الرئيسية المستخدمة في عملية التحضير ، حيث يمكن أن تتأكسد الكحولات الأولية وتتحول إلى ألدهيدات RCH2OH ويشير RCH2OH إلى أن مجموعة ألكيل أو أريل وهذا هو الموضوع ليس بالأمر السهل على الإطلاق ، لأن معظم التفاعلات التي تؤكسد كحولًا أوليًا إلى ألدهيد ستؤكسد ألدهيد إلى حمض يسمى حمض الكربوكسيل.
- حتى يتم إنتاج الألدهيد على نطاق صناعي ، يمكن تمرير ما يسمى بالكحول الأولي عبر محفز يسمى النحاس الساخن ، أو استخدام النحاس المطلي بالكروم كمحفز. ومن بين التفاعلات ، أبرز هذه التفاعلات المعروفة باسم بيريدينيوم ، كلوروكروم ، والكواشف المساعدة الأخرى.
- يعتبر الفورمالديهايد مركبًا أساسيًا خلال العديد من العمليات الصناعية مثل التحنيط ، وإعداد الغراء ، والدباغة ، وتصنيع ما يسمى بمنتجات البوليمر ، بالإضافة إلى أنه يعمل كمبيد حشري ، ومبيد للجراثيم ، ومبيد للفطريات.
- يساعد الفورمالديهايد في اختبار المخدرات ، ويستخدم في التصوير الفوتوغرافي.
- يمكن إنتاج حمض الخليك ومشتقات البيريدين من مركب الأسيتالديهيد.
- البنزالديهايد عنصر أساسي في إنتاج العطور ومستحضرات التجميل والأصباغ ، فضلاً عن إضافته إلى نكهة اللوز في مختلف المنتجات الغذائية ، فضلاً عن كونه طاردًا للنحل.
- الألدهيدات هي مكون رئيسي في السكريات على وجه الخصوص وبعض الروائح الشائعة المستخدمة في الخبز مثل القرفة والفانيليا هي الألدهيدات.
- يدخل في صناعة الكراميل ويجعل الكراميل لون بني مميز.
- توجد الألدهيدات أيضًا في الأعشاب ، مثل الكزبرة ، وتعطيها رائحة كزبرة مميزة.
استخدامات الكيتونات
- تستخدم الكيتونات كمذيب ممتاز لأنواع معينة من البلاستيك والألياف الصناعية.
- يعمل الأسيتون جيدًا كمخفف طلاء أو مزيل طلاء الأظافر.
- تستخدم الكيتونات للأغراض الطبية مثل التقشير الكيميائي ، وتستخدم الكيتونات لعلاج حب الشباب.
- البوتانون ، المعروف أيضًا باسم ميثيل إيثيل كيتون ، هو مذيب شائع.
- تُستخدم الكيتونات في إنتاج ورنيش الأحذية ، إلخ ، وكذلك في صناعة النسيج.
- يستخدم الكيتون في صناعة الشمع الذي يسمى شمع البارافين ، وفي إنتاج البلاستيك..إلخ.
- كيتون مهم آخر هو كيتون يسمى سيكلوهكسانون وهو مكون مهم في صناعة النايلون.
- تساعد الكيتونات بمركب يسمى الأسيتامينوفين ، وهو المركب المسؤول عن العطور ، مثل الكرز والياسمين وزهر العسل واللوز والفراولة ، إلخ.
خصائص مجموعة الكيتون
- الكيتون هو مجموعة وظيفية تتميز بمجموعة كربونيل مرتبطة بذرتين كربون أخريين ، أو مركب كيميائي يحتوي على هذه المجموعة الوظيفية.
- الكيتونات هي مركبات تعرف باسم المركبات القطبية.
- تتميز الكيتونات بأنها قابلة للذوبان في الماء.
- الكيتونات أكثر تطايرًا من الكحوليات والأحماض التي تسمى الأحماض الكربوكسيلية ، والتي لها نفس الوزن الجزيئي.
- الأسيتون ، والأسيتونيت ، وبيتا هيدروكسي بوتيرات هي كيتونات أو أجسام كيتونية ناتجة عن الكربوهيدرات والأحماض الدهنية والأحماض الأمينية الموجودة في الإنسان ومعظم الفقاريات ، ويزداد مستوى الكيتونات في الدم بعد الصيام.
- يزيد محتوى الكيتونات في الدم سواء في الدم أو في البول في حالات الجوع ، وفي حالات نقص السكر في الدم ولكن لأسباب أخرى غير فرط أنسولين الدم ، أخطاء وراثية مختلفة في التمثيل الغذائي والحماض الكيتوني ، على الرغم من أن الحماض الكيتوني هو سمة من سمات مرض السكري من النوع 1 أو غير المعالج. يمكن أن يحدث الحماض الكيتوني في مرض السكري.
- تعتبر الأسيتات وبيتا هيدروكسي بوتيرات وقودًا مهمًا لحساب الأنسجة المختلفة ، خاصة في حالات الصيام ، لأن الدماغ يعتمد بشكل خاص على أجسام تسمى أجسام الكيتون.
- تعتبر الكيتونات سحرية في قدرتها على تحسين التمثيل الغذائي ، وقد تم اكتشاف أجسام الكيتون لعلاج الأمراض العصبية ، مثل المرض الشهير المعروف بمرض الزهايمر والمرض المعروف بمرض باركنسون.
- يعمل القلب والدماغ بكفاءة أكبر بنسبة 25٪ عند استخدام الكيتونات ك للطاقة.
أمثلة على مركبات الكربونيل
- مشتقات الكربامات واليوريا والفوسجين.
- كلوريد الأسيل والكلوروفورمات.
- استرات الكربونات ، اللاكتونات ، الإسترات ، اللاكتام.
- إيزوسيانات وهيدروكسامات.
