Übersicht über erweiterte funktionelle Gruppen

Funktionelle Gruppen sind Atome oder Gruppen von Atomen innerhalb einer organischen Verbindung, die charakteristische chemische Eigenschaften verleihen.

Eine der wichtigsten funktionellen Gruppen in der organischen Chemie ist die funktionelle Gruppe der Carbonyle, die aus einem Kohlenstoffatom besteht, das doppelt an Sauerstoff gebunden ist.

Zwei eng verwandte organische Verbindungen auf Carbonylbasis sind Aldehyde und Ketone. In Aldehyden ist der Carbonylkohlenstoff an eine Alkylgruppe und ein Wasserstoffatom gebunden. Die Ausnahme ist Formaldehyd, bei dem der Carbonylkohlenstoff an zwei Wasserstoffatome gebunden ist.

In Ketonen hingegen ist das Carbonylkohlenstoffatom mit zwei anderen Kohlenstoffatomen innerhalb eines Kohlenwasserstoffgerüsts verbunden.

Die Carbonylgruppe ist Teil vieler größerer funktioneller Gruppen, wie z. B. der Carboxylgruppe der Carbonsäuren, die aus einer Hydroxylgruppe besteht, die an den Carbonylkohlenstoff gebunden ist.

Zu den funktionellen Derivaten von Carbonsäuren gehören Ester, bei denen der Wasserstoff der Carboxylgruppe durch eine Alkylgruppe ersetzt wird, Amide, bei denen das OH der Carboxylgruppe durch ein Amin ersetzt wird, und Acylchloride, bei denen das OH durch ein Chlorid ersetzt wird.

Mehrfachbindungen sind ein Merkmal anderer funktioneller Gruppen, wie z. B. der funktionellen Gruppe von Nitril oder Cyano, wobei ein Kohlenstoffatom dreifach an Stickstoff gebunden ist.

Benzol ist ein aromatischer Kohlenwasserstoff, der oft als sechs Kohlenstoffatome in einem Ring mit abwechselnden Einfach- und Doppelbindungen dargestellt wird. Benzol minus ein Wasserstoff dient als Phenyl – eine funktionelle Gruppe. Eine Hydroxylgruppe, die an den aromatischen Ring auf Phenylbasis gebunden ist, bildet ein Phenol.

Ein Amin ist eine nicht kohlenstoffhaltige funktionelle Gruppe, die durch ein elektronegatives Stickstoffatom mit einem einsamen Elektronenpaar definiert ist, das einfach in einem Kohlenwasserstoffgerüst gebunden ist. Sie werden als primär, sekundär und tertiär klassifiziert, abhängig von der Anzahl der an Stickstoff gebundenen Kohlenstoffatome.

Ebenso weist eine funktionelle Phosphatgruppe ein Phosphoratom auf, das kovalent an vier Sauerstoffatome gebunden ist. Bis zu drei Kohlenwasserstoffketten können an die Sauerstoffatome gebunden werden, die einzeln an den Phosphor gebunden sind, um Organophosphate zu erhalten.