Funktionelle Gruppen - Eigenschaften Flashcards
Alkohol Eigenschaften
Monoalkyliertes H2O
Nicht sauer in physiolog. Bedingungen, da Wasser (pKa: 14) die stärkere Säure ist als Ethanol (pKa: 16). prim. und sek. Alkohol kann oxidiert werden, tert. Alkohol nicht ohne Spaltung
-können aktiv und passiv H-Brücken bilden
Thiol/Mercaptan Eigenschaften
- Schwefelanaloga eines Alkohols,
- Quecksilber komplexierend
- saurer als Alkohol, obwohl O höhere EN als S hat. S ist größeres Atom, daher können Ladungen besser verteilt werden
- sehr Oxidationsempfindlich -> Lagerung in Inertgas
- starker Geruch, wenn sich aus Thiolen bei Lagerung Disulfid bildet -> kein Geruch mehr!
- Im Wässrigen kann man Salz bilden
- schwächere H-Bücken als Alkohol
- flüchtiger als entsprechende Alkohole
Alkylhalogenid Eigenschaften
- Halogenid gute Abgangsgruppe, reagiert mit Nucleophilen
- sehr reaktiv, eigentlich zu reaktiv für Wirkstoffe, außer sehr gut stabilisiert ODER sie sollen reaktiv sein (vgl. N-Lost Derivate in Cytostatika, 2 Halogenidreste)
- Synthese ohne Änderung d. Oxidationsstufe
-ACHTUNG: reaktive Halogene können Nucleophile Alkylieren -> toxisch
& Halogen an Alkylrest immer reaktiver als an Aromat
Aromat-X X ist keine Abgangsgruppe! nur bei stark elektronenziehendem Substituenten Abgangsgruppe (NO2)
Sulfurylchlorid
Dichlorid der Schwefelsäure
-SO2Cl2
Phosphoroxychlorid
Trichlorid der Phosphorsäure
-POCl3
Thionylchlorid
Dichlorid der schwefelien Säure
-SOCl2
Ether Eigenschaften
-chemisch sehr stabil, enzymatisch/metabolisch labil
(Gespannte Ether wie Oxiran oder Diethylether nicht stabil)
-nur passive H-Brücken, Siedepunkt niedriger
-O-Alkylierter Alkohol bzw. dialkyliertes Wasser
-lichtgeschützt lagern, sonst Peroxidbildung - v.A. bei flüssigen Ethern wie Dimethylether
(eig. wird kein richtiges Peroxid gebildet, da falsche Ox.Zahl, nur sogenanntes Peroxid SEHR REAKTIV!
-niedermolekulare Ether sind flüchtiger als Alkohole, da nur passive H-Brücken
Sdp Me-OMe : -25°C - Gas
Diethylether: 34°C - weil größeres Molekül
Thioether Eigenschaften
-relativ stabil, auch in Wst.
- Aufoxidierung durch Enzyme oder Oxidationsmittel (Sulfoxid)
mit zunehmender Molekülgröße steigt Sdp.
Me-S-Me : SdP 37°C
Disulfid Eigenschaften
- sehr wichtig in Proteinstruktur (vgl Cystein)
- Reaktion: Disulfidbindung NICHT BRÜCKE
im Körper: Cystein -> Ox. zu Cystin - bei Hydrolyse -> Sulfensäure + Thiol
- ensteht bei milder Ox. (Luftsauerstoff) von Thiol
Disulfidbrücken wichtig für Tertiär und Quartärstrukturen
Sulfensäure Eigenschaften
- instabil, nur als Salz stabil
-reagiert sauer
-S-hydroxyliertes Thiol
nicht in Wst.
Sulfonsäure Eigenschaften
- max. aufoxidiertes Tiol
- sehr stabil
- stark azid, denn Anion sehr gut mesomeriestabilisiert
- in Wst. vorhanden
- liegt in vivo deprotoniert vor, da starke Säure - permanent ionisch
Sulfoxid Eigenschaften
meist sehr instabil, werden leicht aufoxidiert
- polarer als Thioether
- Wst. Beispiel: Omeprazol (Protonenpumpenhemmer, Hemmung der Magensäuresekretion)
Sulfone Eigenschaften
- Sehr stabil, lassen sich schwer oxidieren/Reduzieren
- Minus M-Effekt
- Endoxidationsprodukt des Thioethers
(Sulfonamid leitet sich von Sulfonsäure ab, nicht von Sulfon!)
Amine Eigenschaften
- Sehr häufig in Wst.
- sek. Amin am stärksten basisch, stärker als primär da weiterer Alkylrest, Alkylreste liefern Elektronen und steigern somit Elektronendichte
- Aromatische Amine weniger basisch als Aliphatische, denn Elektronenpaar interagiert mit Ringsystem
- Quartäres Amin: permanent ionisch, verhindert zB ZNS-Gängigkeit
Hydroxylamin Eigenschaften
- Amphotere Verbindung (sauer und basisch)
- relativ stabil, selten in Wst.
- O Substitution von Hydroxylamin gelingt nur, wenn N geschützt (Boc Schutzgruppe)
- meist mit Aldehyden/Ketonen zu Oximen umgesetzt (Kondensation)
Hydrazin Eigenschaften
- geringere Basizität als Ammoniak (Amin), da Elektronendichte am N nicht erhöht
Azid Eigenschaften
- sehr reaktiv, selten in Wst., außer in Azidothymidin (reverser Transkriptaseinhibitor)
- Pseudohalogenid, kann durch Halogenid/Nukleophil ersetzt werden
- Zwitterion (am schlechtesten löslich)
Diazonium Eigenschaften
permanent ionisch -Endung Onium = Kation - sehr reaktiv, nicht in Wst. Aliphatisch instabil, aromatisch stabil - in Analytik zum Nachweis von aktivierten Aromaten
Achtung: nicht verwechseln mit Diazo- Verbindungen R’R=N=N andere Ox.Stufe!
Azo-Verbindung Eigenschaften
meist Farbstoffe
- wichtig für Analytik
- Diarylazoverbindungen sind farbig -> Azofarbstoff
- Wichtig: auf cis trans Isomerie achten (generell bei Doppelbindungen)
Nitro-Verbindung Eigenschaften
N ist hier positiv -> stark elektronenziehender Effekt
- Zwitterionisch: am schlechtesten für Löslichkeit (vgl. isoelektrischer Punkt von Aminosäuren)
- stark Elektronenziehend: minus I & minus M Effekt -> meta dirigierend
- selten in Wst. zB Nitrazepam (Benzodiazepin)
- desaktiviert Aromat -> Pi Elektronenmangelaromat
Aldehyd - Eigenschaften
DER Aldehyd
- sehr oxidationsempfindlich, wird leicht zu Carbonsäure oxidiert = Lagerung in Vakuum/Schutzgas (Argon/Stickstoff)
- Aldehyd ist reduzierend und wird selber oxidiert
- einfachstes Aldehyd: Formaldehyd
- Nachweis: Silberspiegelreaktion mit Silberionen -> Bildung von elementarem Silber (TollensReagenz)
Keton Eigenschaften
- weniger reaktiv als Aldehyd, keine Lagerungsprobleme
- keine Tollensreaktion
Thion Eigenschaften
- Schwefelanaloga des Ketons
- Aliphatisch instabil (neigen zur Polymerisation), aromatisch stabiler
zw. C und S sehr schlechte Orbitalüberlappung - neigen zur Polymerisation -> Trimer-Bildung
Hydrat Eigenschaften
-eigentlich nicht stabil, entspricht nicht der Erlenmeyerregel
- stabile Hydrate besitzen in alpha Position stark elektronenziehende Gruppe
-gibt auch Beispiele von Hydraten
1. Chloralhydrat: Trichloracetaldehydhydrat, Cl für Stabilität verantwortlich
2. Ninhydrin: Reagenz zum Nachweis prim.Amine und Ammoniak
3. Hexafluoraceton: Derivat des Acetons, bei dem alle H Atome durch Fluor ersetzt sind.
4. Formaldehyd: liegt in Lösung vollständig als Hydrat vor
5 Gyoxylsäure in Lösung als Hydrat, Carbonsäure zieht e-
Halbacetal Eigenschaften
-monoalkyliertes Hydrat
- ALLE REDUZIERENDEN ZUCKER
-nicht sehr stabil, nur als 5 oder 6 gliedriger Ring stabil
bei reduzierenden Zuckern
Lactol = Cyclisches Halbacetat
Bildung und Spaltung sehr leicht im sauren Medium, instabil im Sauren, oft als Schutzgruppe
Acetal/Ketal Eigenschaften
-dialkyliertes Hydrat
-nicht reduzierende Zucker
-labil gegen Säuren, eig. nicht in Wst. aber als Schutzgruppe-vgl. Prodrugs
-Schutz von Aldehyden/Ketonen/Alkoholen mit zB. Aceton -> Acetalbildung
oder Aldehyd/Keton + Ethylenglykol: 5-gliedriger Ring
Wst.: PAraldehyd, früher Sedativum
Aminal Eigenschaften
Orotropin zur Händedesinfektion: NH3 + Formaldehyd = Hexamethyltetraamid -> Formaldehyd für Händedesinfizierende WK, im saueren nicht stabil
-labil, meist bei 2 Valenzen zu Nucleophil
Mercaptal/Thioacetal Eigenschaften
-Stabiler als Mercaptan, Grund aber unkekannt!
Enol Eigenschaften
-Tautomere Form des Ketons/Aldehyds (nur wenn alpha cH vorhanden)
Enole sind schwach sauer, wegen Mesomeriestabilisierung
-Stabilität steigt bei Konjugation mit Aromat
(Bei Konjugation mit Aromat steigt Stabilität des Enols, sonst immer Keton bevorzugt)
Nachweis: spektrometrisch
Enolether Eigenschaften
- O-Alkyliertes Enol
- keine Sauren Eigenschaften im vgl. zu Enol
- nicht mehr Tautomerisierbar!
Imin Eigenschaften
- Aldimin vom Amin, Ketimin vom Keton
- cis trans beachten!
- stabiler als Enamin, außer Enamin stabilisiert
- schwächer basisch als Amin, da N hier sp2 hybriidisiert und somit schlechter protonierbar als sp3 hybridisiertes N
- leicht Hydrolysierbar -> Carbonyl + NH3
- Hydrolyse leicht im Sauren, weniger im basischen
Azomethin Eigenschaften
- Schiffsche Base nach Hugo Schiff
- N-substituiertes Imin
- weniger basisch als Amine
- besonders im sauren hydrolysierbar
- Reaktivität ähnlich Amine
- E Z Isomerie!!
Hydrazon Eigenschaften
- E/Z Isomere
- im sauren Hydrolysierbar
- meist gut Kristallisierbare Verbindungen, gut zum Abtrennen und reinigen von Aldehyden/Ketonen (Alkohole?); im Anschluss wieder spalten
- > wichtig für Analytik