結構生物化學/有機化學/有機官能團/醛
醛是生物化學中一個重要的官能團，其通式為 RCHO。該式由一個羰基官能團組成，其中碳的兩個剩餘鍵用於與氫和 R 官能團結合，R 官能團可以是第二個氫、烷基或芳基。由於醛的中心碳上存在氫，因此它們定義上位於碳鏈的末端，不像酮，酮定義上位於碳鏈的中間位置。 [1]
IUPAC 命名系統要求按照以下步驟正確命名含有醛官能團的分子
- 找到包含醛基的最長碳鏈，將其命名為相應的烷烴。
- 用 -al 替換烷烴的 -e 結尾。
- 由於醛總是位於鏈的末端，因此它們的羰基碳被標記為 1。
- 命名鏈中剩餘的官能團。
醛的常用名稱可以分為兩類。第一類是根據羧酸的名稱衍生而來，例如甲酸 (HCO2H)，用於命名常見的醛，甲醛 (CH2O)。第二類常用醛名稱來自香料，例如 3-苯基-2-丙烯醛，幾乎總是被稱為肉桂醛。 [2]
醛中的羰基形成一個極性官能團，偶極矩約為 2.5。極性允許形成共振結構，將碳和氧之間的一對共享電子轉移到氧原子，從而形成帶正電荷的碳正離子和帶負電荷的氧原子，如右側所示。除了這種共振的穩定作用外，羰基氧上的孤對電子也充當氫受體，因此與烴相比，醛的溶解度增加到 0.04g/100mL。醛的羰基碳的極性允許快速、吸熱的水加成，甚至更快的、放熱的水消除。與普通烯烴相比，醛中氧的存在增加了該基團的鹼性。正是這種額外的鹼性降低了這些加成/消除反應的過渡態能量，使其發生的速度比烯烴快得多。 [3]
醛可以通過幾種方法形成
- 炔烴的反馬氏加成水合反應
- 1° 醇的氧化反應
- 二醇裂解
- 烯烴的臭氧化反應
醛是構建更復雜有機分子的重要中間體分子。 [4]
醛在生物化學中的主要作用之一是在碳水化合物中。碳水化合物是最豐富的天然有機化合物，被機體用來儲存能量，存在於細胞壁中以支援細胞結構，並構成 RNA 和 DNA 骨架的一部分。碳水化合物在整個機體內發揮關鍵作用，例如免疫系統將補體蛋白與碳水化合物結合，以發出攻擊外來細胞的訊號。甘油醛和二羥基丙酮是糖酵解的中間體，D-赤蘚糖是碳水化合物代謝的中間體，D-阿拉伯糖存在於細胞壁中，L-阿拉伯糖存在於植物糖蛋白中，D-半乳糖存在於我們喝的牛奶中，等等。 [5]