Функциональные и аналитико-активные группы

Функциональными группами органических соединений называют реакционноспособные группы атомов (или отдельные атомы). Известно около ста функциональных групп. Различают функциональные группы (ФГ) содержащие кислород: гидроксильная -ОН, карбонильная >С=0, карбоксильная -СООН и др.; содержащие азот: аминогруппа, соот­ветственно первичная -NH₂, вторичная =NH, третичная =N-, нитрогруппа -NO₂, нитрозогруппа -NO и др.; содержащие серу: сульфгидрильная-SH, сульфидная -S-, дисульфидная -S-S-, сульфоксидная >S=0 и др.; содержащие ненасыщенные углерод-углеродные связи: -СН=СН- и др.; прочие функциональные группы: винильная СН₂=СН-, фенольная –C₆H₄OH и т. д. Функциональность органических соединений харак­теризуется строением и числом ФГ в молекуле.

Для аналитической химии наибольший интерес представляют протонодонорные группы (-СООН, -SO₃H), протоноакцепторные (-NH₂, =NH), хромофорные (-N=N-), комплексообразующие груп­пы (содержат гетероатомы, т. е. атомы-доноры электронных пар; обыч­но это атомы N, О, Р, S, реже As, Se, Те). Такие функциональные груп­пы называют функциональными аналитическими группами (ФАГ).

Например. 1) В молекуле диметилглиоксима (ОАР на ионы Ni²⁺)

ФАГ является группировка атомов

 

 

где присутствуют два гетероатома азота, участвующие в реакции комплексообразования:

 

 

Следовательно, благодаря наличию данной ФАГ в молекуле, диме­тилглиоксим является избирательным реагентом для осаждения ионов никеля.

2) ФАГ на ион кобальта является группировка атомов

 

 

присутствующая в 1-нитрозо-2-нафтоле, с помощью которого можно количественно осадить кобальт в присутствии никеля:

 

 

Если в молекуле ОАР присутствуют несколько ФГ, вводят понятие «аналитико-активной группы» (ААГ). ААГ является заместитель, вли­яющий на электронное строение ФАГ, реакционную способность ко­торой рассматривают. Эффективность введенной ААГ зависит от ее электроотрицательности и положения в структуре ОАР по отношению к ФАГ. При введении в молекулу ОАР объемных ААГ в непосред­ственной близости от ФАГ могут проявиться и стереохимические зат­руднения. Механизм влияния ААГ объясняется изменением электрон­ной плотности на донорных атомах ФАГ или изменением стереохимии реакции.

Например. 1) Если в качестве ААГ выступает винил СН₂=СН-, то при наличии в структуре основной части молекулы ОАР двойных связей, возможно образование системы сопряженных связей.

2) ААГ является гидроксильная (-ОН) или аминогруппа (-NH₂). В этом случае гетероатом (О или N) передаст одну атомную орбиталь с двумя электронами в общую р-электронпую систему молекулы ОАР.