羟基(OH)是具有氧原子并且类似于水分子的羟基。可以发现它是一个基团,一个离子或一个自由基(OH ·)。在有机化学领域,尽管它也可以与硫或磷键合,但它基本上与碳原子形成键。
另一方面,在无机化学中,它作为氢氧根离子(更具体地说是氢氧根或氢氧根离子)参与。即,该金属与金属之间的键的类型不是共价的,而是离子的或配位的。因此,它是一个非常重要的“字符”,它定义了许多化合物的性质和转变。
从上图可以看出,OH基团连接到一个用字母R(如果是烷基)或用字母Ar(如果是芳族)表示的基团。为了不区分两者,有时将其表示为链接到“波浪”上。因此,根据“波”背后的含义,我们说的是一种有机化合物或另一种。
OH基团对其结合的分子有什么贡献?答案在于它们的质子,可以被强碱“夺走”形成盐。它们还可以通过氢键与周围的其他基团相互作用。无论在哪里,它都代表潜在的水形成区域。
结构体
羟基的结构是什么?水分子是有角的;也就是说,它看起来像个飞旋镖。如果其端部-OR什么,他们“剪切”一个是相同的,除去可能发生质子两种情况:将自由基(OH ·)或氢氧根离子(OH - )被产生。但是,两者都具有分子线性几何结构(但不是电子的)。
显然,这是由于以下事实:简单的键使两个原子保持对齐,但它们的混合轨道却没有发生这种情况(根据价键理论)。
另一方面,作为水分子HOH并知道它是有角的,因此改变R或Ar的H会产生ROH或Ar-OH。在此,涉及三个原子的确切区域是分子分子几何形状,但是两个OH原子的区域是线性的。
氢键
OH基团允许拥有它的分子通过氢键互相作用。它们本身并不强,但是随着化合物结构中OH数量的增加,它们的作用会倍增,并反映在化合物的物理性质中。
由于这些桥需要它们的原子彼此面对,因此一个OH基团的氧原子必须与第二个氢原子形成一条直线。
这会导致非常具体的空间排列,例如在DNA分子结构内(含氮碱基之间)发现的空间排列。
同样,结构中的OH基数与水对分子的亲和力成正比,反之亦然。这是什么意思?例如,尽管糖具有疏水碳结构,但其大量的OH基团使其非常易溶于水。
但是,在某些固体中,分子间的相互作用非常强,以至于它们“倾向于”粘在一起而不是溶解在某种溶剂中。
羟离子
尽管离子和羟基非常相似,但是它们的化学性质却非常不同。氢氧根离子是一种非常强的碱;就是说,它甚至接受质子也能变成水。
为什么?因为它是不完整的水分子,带负电荷,并渴望添加质子来完成。
解释该离子碱性的典型反应如下:
R-OH + OH - => RO - + H 2 ö
当将碱性溶液添加到酒精中时会发生这种情况。这里,醇盐离子(RO - )与溶液中的正离子立即相关联; 即Na +阳离子(RONa)。
由于OH基不需要质子化,因此它是一个非常弱的碱,但是从化学方程式中可以看出,它可以提供质子,尽管只有很强的碱。
同样,值得一提的OH的亲核性质- 。这是什么意思?由于它是非常小的负离子,因此它可以快速传播以攻击正核(而不是原子核)。
这些正核是由于其负电性环境而遭受电子缺陷的分子原子。
脱水反应
OH基团仅在高酸性介质中接受质子,从而导致以下反应:
R-OH + H + => RO 2 H +
在该表达式中,H +是由非常酸性的物质(H 2 SO 4,HCl,HI等)提供的酸性质子。此处形成了水分子,但它与其余的有机(或无机)结构相连。
氧原子上的正部分电荷导致RO 2 H +键的减弱,从而导致水的释放。由于这个原因,它被称为脱水反应,因为酸性介质中的醇会释放出液态水。
接下来是什么?形成所谓的烯烃(R 2 C = CR 2或R 2 C = CH 2)。
功能组
酒类
羟基本身已经是官能团:醇的官能团。这类化合物的例子是乙醇(EtOH)和丙醇(CH 3 CH 2 CH 2 OH)。
它们通常可与水混溶,因为它们可以在分子之间形成氢键。
酚类
另一类醇是芳族化合物(ArOH)。Ar表示芳基,其仅是具有或不具有烷基取代基的苯环。
这些醇的芳香性使其能够抵抗酸质子的侵袭。换句话说,它们不能脱水(只要OH基团直接连接到环上)。
苯酚(C 6 H 5 OH)就是这种情况:
酚环可以是较大结构的一部分,如氨基酸酪氨酸一样。
羧酸
最后,羟基构成有机酸(-COOH)中存在的羧基的酸性质。在这里,不同于醇或酚,OH本身是酸性的,其质子被赠予强碱或稍强碱。
参考文献
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