ANG MGA OXYGEN NA COMPOUND: MGA KATANGIAN, REAKSYON, GINAGAMIT - CHEMISTRY - 2024

Ang mga oxygenates ay ang mga nagsasama ng oxygen alinman sa covalently o ionically. Ang pinakamahusay na kilalang binubuo ng mga organikong molekula na mayroong mga bono ng CO; ngunit mas malawak ang pamilya, ang mga pag-host ng mga link tulad ng Si-O, PO, Fe-O o mga katulad nito.

Ang mga covalent oxygenates sa pangkalahatan ay organikong (na may mga kalansay ng carbon), habang ang mga ionic ay walang tulay, na binubuo ng mga oxides (metal at hindi-metal). Siyempre, maraming mga pagbubukod sa nakaraang panuntunan; ngunit lahat sila ay nasa pangkaraniwang pagkakaroon ng mga atomo ng oxygen (o ion).

Mga bula ng oxygen na tumataas mula sa kailaliman ng dagat. Pinagmulan: Pxhere.

Ang Oxygen ay madaling naroroon kapag may mga bula sa tubig (itaas na imahe) o sa anumang iba pang mga solvent kung saan hindi ito natunaw. Ito ay nasa hangin na tayo ay humihinga, sa mga bundok, sa semento, at sa mga tisyu ng halaman at hayop.

Ang mga oxygen ay nasa lahat ng dako. Ang mga uri ng covalent ay hindi bilang "nakikilala" tulad ng iba, dahil mayroon silang hitsura ng mga transparent na likido o malabo na kulay; gayon pa man ang oxygen, nakagapos sa maraming paraan.

Ari-arian

Dahil ang pamilya ng oxygenates ay napakalawak, ang artikulong ito ay tututuon lamang sa mga uri ng organik at covalent.

Degree ng oksihenasyon

Lahat sila ay may mga bono ng CO sa pangkaraniwan, anuman ang kanilang istraktura; kung ito ay linear, branched, cyclical, masalimuot, atbp. Ang mas maraming mga bono ng CO ay, mas maraming oxygenated ang compound o molekula ay sinabi; at samakatuwid, ang antas ng oksihenasyon ay mas mataas. Ang pagiging sobrang oxygenated compound, na nagkakahalaga ng kalabisan, ay na-oxidized.

Depende sa kanilang antas ng oksihenasyon, ang iba't ibang uri ng naturang mga compound ay inilabas. Ang hindi bababa sa na-oxidized ay ang mga alkohol at eter; sa dating mayroong isang C-OH bond (maging ito ang pangunahing, pangalawa o tersiyaryong carbon), at sa pangalawang mga bono ng COC. Samakatuwid maaari itong maitalo na ang mga eter ay mas oksihenado kaysa sa mga alkohol.

Ang pagsunod sa parehong tema, ang aldehydes at ketones ay sumusunod sa antas ng oksihenasyon; Ito ay mga compound ng carbonyl, at tinawag sila dahil mayroon silang isang pangkat na carbonyl, C = O. At sa wakas, mayroong mga ester at carboxylic acid, ang huli ay mga tagadala ng carboxyl group na COOH.

Panksyunal na grupo

Ang mga katangian ng mga compound na ito ay isang function ng kanilang antas ng oksihenasyon; at gayon din, ito ay makikita sa pagkakaroon, kakulangan o kasaganaan ng mga functional group na nabanggit sa itaas: OH, CO at COOH. Mas malaki ang bilang ng mga pangkat na ito sa isang tambalan, mas magiging oxygen ito.

Hindi rin malilimutan ang panloob na mga bono ng COC, na "mawala" kahalagahan kumpara sa mga oxygenated na grupo.

At ano ang papel na ginagampanan ng naturang mga functional na grupo sa isang molekula? Tinukoy nila ang pagiging aktibo nito, at kinakatawan din ang mga aktibong site kung saan ang molekula ay maaaring sumailalim sa mga pagbabagong-anyo. Ito ay isang mahalagang pag-aari: nagtatayo sila ng mga bloke para sa macromolecule o mga compound para sa mga tiyak na layunin.

Polarity

Ang mga oxygen ay karaniwang polar. Ito ay dahil ang oxygen atoms ay lubos na electronegative, kaya't lumilikha ng permanenteng dipole sandali.

Gayunpaman, maraming mga variable na tumutukoy kung ang mga ito o polar; halimbawa, ang simetrya ng molekula, na sumasama sa pagkansela ng vector ng naturang mga sandali ng dipole.

Pangngalan

Ang bawat uri ng oxygenated compound ay may mga alituntunin nito na mapangalanan alinsunod sa IUPAC nomenclature. Ang mga katawagan para sa ilan sa mga compound na ito ay maikling tinalakay sa ibaba.

Mga Alkohol

Ang mga alkohol, halimbawa, ay pinangalanan sa pamamagitan ng pagdaragdag ng suffix -ol sa dulo ng mga pangalan ng mga alkanes kung saan sila nanggaling. Kaya, ang alkohol na nagmula sa mitein, CH ₄ , ay tatawaging methanol, CH ₃ OH.

Aldehydes

Mayroong katulad na nangyayari para sa aldehydes, ngunit ang pagdaragdag ng suffix -al. Sa iyong kaso, wala silang isang pangkat ng OH ngunit ang CHO, na tinatawag na formyl. Ito ay hindi hihigit sa isang pangkat na carbonyl na may isang hydrogen na nakatali nang direkta sa carbon.

Sa gayon, simula sa CH ₄ at "pag-alis" ng dalawang hydrogens, magkakaroon tayo ng molekula ng HCOH o H ₂ C = O, na tinatawag na methanal (o formaldehyde, ayon sa tradisyunal na nomenclature).

Ketones

Para sa mga ketones, ang hulapi ay –ona. Ang pangkat ng carbonyl ay hinahangad na magkaroon ng pinakamababang tagahanap kapag nakalista ang mga karbohidro sa pangunahing kadena. Sa gayon, ang CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ COCH ₃ ay 2-hexanone, at hindi 5-hexanone; sa katunayan, ang parehong mga compound ay katumbas sa halimbawang ito.

Ethers at ester

Ang kanilang mga pangalan ay magkatulad, ngunit ang dating ay may pangkalahatang formula ROR ', samantalang ang huli ay may RCOOR'. Ang R at R 'ay kumakatawan sa pareho o magkakaibang mga grupo ng alkyl, na nabanggit sa pagkakasunud-sunod ng alpabetong, sa kaso ng mga eter; o depende sa kung aling isa ay nakadikit sa pangkat na carbonyl, sa kaso ng mga ester.

Halimbawa, ang CH ₃ OCH ₂ CH ₃ ay ethyl methyl eter. Habang ang CH ₃ COOCH ₂ CH ₃ ay etil etanoate. Bakit ang etanoate at hindi methanoate? Dahil ito ay itinuturing na hindi lamang ang CH ₃ kundi pati na rin ang pangkat na carbonyl, dahil ang CH ₃ CO- ay kumakatawan sa "acid bahagi" ng ester.

Mga reaksyon

Nabanggit na ang mga functional group ay responsable para sa pagtukoy ng mga reaktibiti ng oxygenates. Halimbawa, ang OH ay maaaring mailabas sa anyo ng isang molekula ng tubig; ang isa ay nagsasalita pagkatapos ng isang pag-aalis ng tubig. Ang pag-aalis ng tubig na ito ay pinapaboran sa pagkakaroon ng init at isang medium medium.

Ang mga Ethers, para sa kanilang bahagi, ay tumutugon din sa pagkakaroon ng mga halogen ng hydrogen, HX. Sa paggawa nito, ang kanilang mga bono sa COC ay nasira upang makabuo ng alkyl halides, RX.

Depende sa mga kondisyon ng kapaligiran, ang compound ay maaaring higit pang na-oxidized. Halimbawa, ang mga eter ay maaaring mabago sa mga organikong peroxide, ROOR '. Gayundin, at mas kilala, ay ang mga oksihenasyon ng pangunahin at pangalawang alcohol, sa aldehydes at ketones, ayon sa pagkakabanggit.

Si Aldehydes, naman, ay maaaring mag-oxidized sa mga carboxylic acid. Ang mga ito, sa pagkakaroon ng mga alkohol at isang acidic o pangunahing daluyan, ay sumasailalim sa isang reaksyon ng esterification upang mapataas ang mga ester.

Sa mga pangkalahatang termino, ang mga reaksyon ay naglalayong taasan o pagbawas sa antas ng oksihenasyon ng tambalan; ngunit sa proseso maaari itong magtaas ng mga bagong istruktura, mga bagong compound.

Aplikasyon

Kapag ang kanilang dami ay kinokontrol, ang mga ito ay lubhang kapaki-pakinabang bilang mga additibo (parmasyutiko, pagkain, sa pagbabalangkas ng mga produkto, gasolina, atbp.) O mga solvent. Ang kanilang mga gamit ay malinaw na napapailalim sa likas na katangian ng oxygenate, ngunit kung ang mga species ng polar ay kinakailangan pagkatapos ay malamang na sila ay isang pagpipilian.

Ang problema sa mga compound na ito ay kapag sumunog sila maaari silang makagawa ng mga produktong nakakasama sa buhay at sa kapaligiran. Halimbawa, ang labis na oxygenated compound bilang mga impurities sa gasolina, ay kumakatawan sa isang negatibong aspeto dahil bumubuo ito ng mga pollutant. Ang parehong nangyayari kung ang mga mapagkukunan ng gasolina ay masa ng gulay (biofuels).

Mga halimbawa

Sa wakas, ang isang serye ng mga halimbawa ng mga oxygenated compound ay binanggit:

- Ethanol.

- Diethyl eter.

- Acetone.

- Hexanol.

- Isoamyl ethaonoate.

- Formic acid.

- Mga fatty fat.

- Mga eter ng Crown.

- Isopropanol.

- Methoxybenzene.

- Phenyl methyl eter.

- Butanal.

- Propanone.

Mga Sanggunian

1. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon). Mc Graw Hill.
2. Morrison, RT at Boyd, RN (1987). Kemikal na Organiko. (Ika-5 Edisyon). Addison-Wesley Iberoamericana
3. Carey, FA (2008). Kemikal na Organiko. (Ika-6 na Edisyon). McGraw-Hill, Interamerica, Mga Editor SA
4. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kemikal na Organiko. Amines. (Ika-10 edisyon.). Wiley Plus.
5. Andrew Tipler. (2010). Pagpapasya ng Mga low-Level na Oxygenated Compounds sa Gasoline Gamit ang Clarus 680 GC kasama ang S-Swafer MicroChannel Flow Technology. PerkinElmer, Inc. Shelton, CT 06484 USA.
6. Chang, J., Danuthai, T., Dewiyanti, S., Wang, C. & Borgna, A. (2013). Hydrodeoxygenation ng guaiacol sa mga suportang metal na sinusuportahan ng carbon. ChemCatChem 5, 3041-3049. dx.doi.org