結構生物化學/有機化學/有機官能團
“官能團”一詞幾乎只在有機化學中使用。在有機化學中，官能團是分子中的一組特定原子，它們決定了分子的整體反應性和性質。官能團的細微差異，例如醛和酮之間的差異，會導致分子性質和反應性的巨大差異。具有相同官能團的化合物將具有相同型別的反應性，儘管如果分子上存在其他取代基或官能團，則會產生小的偏差。
生命化學中有 7 個重要的官能團：羥基、羰基、羧基、氨基、巰基、磷酸基 和 醛基。
1) 羥基：由一個氫原子與一個氧原子以共價鍵連線而成。羥基在化學結構中用 -OH 表示，在羥基離子形式中，其化合價為 -1。它存在於醇和羧酸分子中。
2) 羰基：寫成共價 C=O 雙鍵。它是一個極性很強的分子，羰基碳可以作為許多反應的反應位點。它存在於醛、酮、酯、酸酐和羧酸中。
3) 羧基：是單價基團 -COOH，由一個羰基連線一個羥基組成。它是羧酸（羧酸）中的主要官能團，其中一個質子可以解離，並導致在兩個氧原子之間形成一個強的穩定共振。
4) 氨基：氨基（-NH2）由一個氮原子透過共價鍵連線兩個氫原子，以及一個連線到烷基或另一個雜原子的位置組成。這在氮原子上留下了一個孤對價電子，可用於與另一個原子鍵合。
5) 巰基：一個含有一個與氫原子鍵合的硫原子的官能團。通式：-SH。氨基酸半胱氨酸含有一個巰基。它是羥基的硫醇衍生物，可以進行類似的反應。
6) 磷酸基：一個官能團或基團，由磷連線到四個氧（二酯）組成，並帶淨負電荷，因此表示為 PO4-。磷酸基在生物體中以各種方式發揮作用。首先，它是核苷酸的重要結構骨架成分，核苷酸是 DNA 和 RNA 的基本結構單位。其次，它被用作富含能量的分子（如 ATP）的電子轉移成分。第三，它還與參與合成代謝反應（如植物中的光合作用和動物中的脂質合成）的輔酶如 NADP/NADPH 結合。它也是生物膜中磷脂的親水頭部的一部分。
7) 醛基：醛是含有羰基（C=O）的第二種化合物。在醛中，與羰基碳連線的兩個基團之一是烷基，而另一個是氫原子。這意味著醛羰基出現在碳原子鏈的末端（即在糖中，R-CHO 在鏈的末端，而鏈內的羰基連線到兩個碳則是酮）。它們在暴露於水或存在羥基的情況下可以形成縮醛和半縮醛。當醛基是分子中存在的優先順序最高的官能團時，它被命名為烷醛（注意，-e 被刪除）。使用的編號方案將是使羰基碳原子具有儘可能低的編號的方案（即編號 1）。其他官能團按此編號方案定位。由於羰基始終位於碳原子編號 1，因此無需指示位置。-CHO 基團可以直接連線到環上也是可能的。如果它是分子中優先順序最高的基團，則環是醛的取代基，它被命名為環烷基甲醛或環烷基甲醛（較老的方式是羧醛）。許多化合物在 IUPAC 制定標準命名法規則之前就已被命名。許多這些化合物仍然被稱為這些通用名稱。
其他常見的官能團包括：[1]
- 滷代烷烴：儘管鹵素比烷烴優先順序更高，但也可以命名為烷基鹵化物。當烷基是簡單的烷基時，烷基鹵化物命名法最常見。
- 醚：如果兩個基團都是簡單的烷基，則醚通常命名為烷基烷基醚。如果兩個烷基相同，則為二烷基醚。
- 硫醇：一個含硫的有機化合物，具有通式 RSH，其中 R 是另一個元素或基團。
- 烯烴：根名基於包含烯烴單元兩端的 C=C 的最長鏈。對鏈進行編號以使烯烴單元具有儘可能低的編號。烯烴第一個碳的定位符用於名稱中。
- 炔烴：炔烴是氫和碳的有機化合物第三個同系物，其中分子中的原子之間至少有一個三鍵。
- 芳香族化合物：含有一個或多個苯環的碳氫化合物，這些苯環是苯系化合物所特有的。
- 酸酐：用於製備酯。乙酸乙酯和乙酸丁酯（由丁醇和乙酸酐製備）是硝酸纖維素漆的優良溶劑。高分子量醇的乙酸酯用作塑膠和樹脂的增塑劑。纖維素和乙酸酐生成乙酸纖維素，用於醋酸纖維人造絲和照相膠片。酸酐與過氧化鈉反應生成過氧化物（過氧化乙醯劇烈爆炸），用作聚合反應和滷代烷烴加成到烯烴中的催化劑。在傅克反應中，酸酐與芳香族化合物反應，生成酮類，如苯乙酮。
酸酐與水反應生成母體酸，與醇反應生成酯，與氨反應生成醯胺；與伯胺或仲胺反應，分別生成 N-取代和 N,N-二取代醯胺。
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- 酯：一類與無機鹽相對應的有機化合物，由有機酸和醇形成。
- 腈：通常發生親核加成反應以生成通常會發生進一步反應的產物。腈官能團 C=N 的化學性質與醛和酮的羰基 C=O 非常相似。
- ↑ Schore, Neil E. (2011). 有機化學結構與功能 第 6 版。W. H. Freeman