的羰基是类似于气态一氧化碳分子含氧有机官能团。它表示为C = O，尽管被认为是有机的，但它也可以存在于无机化合物中。例如碳酸，H 2 CO 3或以CO为粘合剂的有机金属化合物中。
但是，该小组在碳，生命，生物化学和其他类似科学分支的化学领域中，以其巨大的重要性着称。如果不是他，那么许多分子将无法与水相互作用。如果不是他，蛋白质，糖，氨基酸，脂肪，核酸和其他生物分子将不存在。
羰基。资料来源：朱
上图显示了该组在化合物的一般骨架中的外观。请注意，它由蓝色突出显示，并且如果我们要除去取代基A和B（R或R'，同样有效），将有一氧化碳分子。这些取代基的存在定义了大量有机分子。
如果A和B是除碳以外的原子，例如金属或非金属元素，则可以分别具有有机金属或无机化合物。在有机化学的情况下，取代基A和B始终是氢原子，碳链，直链，带有或不带有分支，环状或芳环。
这就是它开始理解为什么羰基对于那些学习自然科学或健康科学的人来说如此普遍的原因。它无处不在，没有它，我们细胞中发生的分子机制就不会发生。
如果可以概括其相关性，则可以说它对分子具有极性，酸性和反应性。在有羰基的地方，很可能分子仅在这一点发生转化。因此，这是通过氧化或亲核攻击发展有机合成的战略要地。
羰基的特性和性质
羰基的结构特征。资料来源：Azaline Gomberg。
羰基的结构和电子特性是什么？上面可以看到，现在使用字母R 1和R 2代替A和B，取代基和氧原子之间的夹角为120°C。也就是说，该组周围的几何形状是三角形平面。
为了使其具有几何形状，碳原子和氧原子必须必须具有sp 2化学杂化；因此，碳将具有三个sp 2轨道与R 1和R 2形成单价共价键，以及一个纯p轨道与氧形成双键。
这解释了如何有一个C = O双键。
如果观察到图像，还可以看到氧具有比碳δ+高的电子密度δ-。这是由于氧比碳更具负电性，因此“夺走”了电子密度。不仅是他，还有R 1和R 2取代基。
因此，产生了永久偶极矩，取决于分子结构，该偶极矩的大小可以更大或更小。只要有羰基，就会有偶极矩。
共振结构
该有机基团的两个共振结构。资料来源：Mfomich
氧的电负性的另一个结果是，羰基中存在定义杂化的共振结构（上部图像中两个结构的组合）。请注意，这对电子可以向氧的p轨道迁移，从而使碳原子带有正的部分电荷。碳正离子化。
两种结构都在不断取得成功，因此碳保持了电子的持续缺乏。也就是说，对于非常接近阳离子的阳离子，它们将受到静电排斥。但是，如果它是阴离子或能够提供电子的物质，您会对此碳有强烈的吸引力。
然后发生所谓的亲核攻击，这将在以后的部分中进行解释。
命名法
当化合物具有基团C ＝ O时，称其为羰基。因此，取决于羰基化合物的性质，其具有其自己的命名规则。
尽管不管是什么，它们都有一个共同的规则：当列出碳原子时，C = O在碳链中优先。
这意味着，如果存在支链，卤素原子，含氮官能团，双键或三键，则它们都不能携带低于C = O的定位数；因此，最长的链开始被列为尽可能靠近羰基。
另一方面，如果在链中有几个C = O，并且其中一个是较高官能团的一部分，那么羰基将带有较大的定位剂，并被称为氧代取代基。
这是什么层次结构？以下，从最高到最低：
-羧酸，RCOOH
-酯，RCOOR'
-酰胺，RCONH 2
-醛，RCOH（或RCHO）
-酮，RCOR
用R和R'取代分子链段时，产生了无数个羰基化合物，由上述族表示：羧酸，酯，酰胺等。每个都与它的传统或IUPAC命名法相关。
反应性
亲核攻击
对羰基的亲核攻击。资料来源：Benjah-bmm27
上图显示了羰基遭受的亲核攻击。亲核试剂，如新- ，可以是一个阴离子或与可用电子对中性物质; 例如氨，NH 3。它仅寻找碳，因为根据共振结构，它具有正的部分电荷。
上的正电荷吸引女- ，这将通过一个“侧翼”，使得存在从R和R“取代基的至少空间位阻寻求的方法。根据它们的体积或Nu 本身的大小，会以不同的角度ψ发生侵蚀；它可以非常开放或封闭。
一旦攻击发生时，中间体化合物中，Nu-CRR'-O -将形成; 也就是说，氧被留下一对电子的，以允许女-到添加到羰基。
这种带负电荷的氧气可能会干扰反应的其他步骤。质子化为羟基，OH，或释放为水分子。
涉及的机制以及通过这种攻击获得的反应产物非常不同。
衍生品
该亲核试剂怒江-可以有许多种。具体地说，对于每一个，当与羰基反应时，会产生不同的衍生物。
例如，当所述亲核试剂是胺NH 2 R时，会产生亚胺，R 2 C ＝ NR。如果是羟胺，则NH 2 OH生成肟，RR'C = NOH；如果是氰化物阴离子，CN - ，氰醇，RR'C（OH）CN产生，等与其他物种。
减少
最初，据说该组被氧化，因此生锈。这意味着，在给定条件下，可以通过用氢取代氧原子来还原或失去与氧原子的键。例如：
C = O => CH 2
该转变表明羰基被还原为亚甲基；由于氧气的损失而获得了氢气。用更合适的化学术语来说：羰基化合物被还原成烷烃。
如果是酮，在肼，H 2 N-NH 2和强碱性介质存在下，RCOR' 可还原为各自的烷烃；该反应称为Wolff-Kishner还原：
Wolff-Kishner减少。资料来源：朱
另一方面，如果反应混合物由汞齐锌和盐酸组成，则该反应称为克莱门森还原反应：
Clemmensen减少。资料来源：维基共享资源。
缩醛和缩酮的形成
羰基不仅可以添加亲核剂如新- ，但在酸性条件也可以通过类似的机制醇反应下。
当醛或酮与醇部分反应时，分别产生半缩醛或半缩醛。如果反应完成，则产物为缩醛和缩酮。以下化学方程式总结并更好地阐明了上述内容：
RCHO + R 3 OH g RCHOH（OR 3）（半缩醛）+ R 4 OH g RCH（OR 3）（OR 4）（缩醛）
RCOR 2 + R 3 OH g RCOR 2（OH）（OR 3）（半纤维素）+ R 4 OH g RCOR 2（OR 3）（OR 4）（缩酮）
第一反应对应于由醛形成半缩醛和缩醛，第二反应对应于由酮形成半缩醛和缩酮。
这些方程式可能不够简单，无法解释这些化合物的形成。但是，对于本主题的第一种方法，足以理解添加了醇，并且它们的R侧链（R 3和R 4）与羰基碳相连是足够的。这就是为什么将OR 3和OR 4添加到初始分子中的原因。
缩醛和缩酮之间的主要区别是存在与碳键合的氢原子。注意，酮缺少该氢。
种类
如关于羰基的术语部分所解释的，其非常相似，其类型是取代基A和B或R和R'的函数。因此，除了键的顺序或类型外，还有一些结构特征共享一系列羰基化合物。
例如，在该组与一氧化碳C = O的类比之初就提到了这一点。如果分子中没有氢原子，并且如果还有两个末端C = O，那么它将是碳氧化物C n O 2。对于等于3的n，我们将有：
O = C = C = C = O
好像有两个C = O分子被碳连接并隔开。
羰基化合物不仅可以衍生自CO气体，还可以衍生自碳酸，H 2 CO 3或OH-（C = O）-OH。在此，两个OH代表R和R'，并且取代它们之一或它们的氢，获得了碳酸的衍生物。
然后是羧酸的衍生物RCOOH，可通过改变R的身份或用H取代另一个原子或链R'（会生成酯RCOOR'）获得。
如何在醛和酮中鉴定
从结构式中区分酮和醛。资料来源：加布里埃尔·玻利瓦尔（GabrielBolívar）。
醛和酮都共同存在羰基。其化学和物理性质归因于此。但是，两种化合物的分子环境都不相同。前者处于终端位置，后者处于链中的任何位置。
例如，在上部图像中，羰基位于蓝色框内。在酮中，此框旁边必须有另一个碳或链段（顶部）；而在醛中，只能有一个氢原子（底部）。
如果C = O在链的一端，则为醛。这是区别它与酮的最直接方法。
ID
但是您如何通过实验知道未知化合物是醛还是酮？有很多方法，从光谱学（吸收红外辐射，IR）或定性有机测试。
关于定性测试，这些测试基于反应，当反应为阳性时，分析人员将观察到物理反应。颜色变化，放热，气泡形成等。
例如，当将K 2 Cr 2 O 7的酸性溶液添加到样品中时，醛将转化为羧酸，从而导致溶液的颜色从橙色变为绿色（阳性测试）。同时，酮不发生反应，因此分析人员没有观察到任何颜色变化（阴性测试）。
另一个测试包括使用Tollens试剂+，以便醛将Ag +阳离子还原为金属银。结果是：在放置样品的试管底部形成了一个银镜。
主要例子
最后，将列出一系列羰基化合物的例子：
-CH 3 COOH，乙酸
-HCOOH，甲酸
-CH 3 COCH 3，丙酮
-CH 3 COCH 2 CH 3，2-丁酮
-C 6 H 5 COCH 3，苯乙酮
-CH 3 CHO，无毒
-CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CHO，戊烯
-C 6 H 5 CHO，苯甲醛
-CH 3 CONH 2，乙酰胺
-CH 3 CH 2 CH 2 COOCH 3，乙酸丙酯
现在，如果列举仅具有该基团的化合物的例子，该清单将变得无穷无尽。
参考文献
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