結構生物化學/有機化學/有機官能團/羰基
羰基是一個官能團，由一個雙鍵連線到一個氧原子的碳原子組成。連線到氧原子的碳可以與不同的原子形成單鍵。連線到碳原子的原子將其區別於酮、醛、羧酸、酯或醯胺。
[1]==羰基化合物的命名法==
1、羧酸的命名
The functional carboxylic acid is called a carboxyl group. In systematic nomenclature, a carboxylic acid is named by replacing the last alphabet "e" with "oic acid." For instance, a two carbon alkane is called ethane and two carboxylic acid is ethanoic acid. Notice that a carboxylic acid with 6 or less carbons are usually known by their common names. ( methanoic acid = formic acid, ethanoic acid = acetic acid, propanoic acid= propionic acid, butanoic acid= butyric acid, pentanoic acid= valeric acid, hexanoic acid= caproic acid)
2、醯滷的命名
Acyl halides have a halide in place of the -OH group in a carboxylic acid. Acyl halides are named by replacing "-ic acid" in the acid name with "-yl halide" (eg; -yl chloride, -yl bromide, -yl flouride etc). If acid has a name with "-carboxylic acid," then replace "carboxylic acid with "-carbonyl halide" (e.g. -carbonyl chloride, -carbonyl bromide, -carbonyl fluoride)
3、酸酐
An acid anhydride is formed by two molecules of carboxylic acid reacting with each other to lose one water molecule. An anhydride is a symmetrical anhydride if the two reacting acid molecules are the same. If two reacting acid molecules are different then they are going to from a mixed anhydride. Symmetrical anhydrides are named by replacing "acid" in acid name with "anhydride." Mixed anhydrides are named by stating the names of both acids in alphabetical order then followed by "anhydride."
4、酯的命名
If there is an -OR group in place of the -OH group of a carboxylic acid, the name of the group attached to the carboxyl oxygen should be
首先說明醇部分，然後說明酸的名稱，用“-ate”代替“-ic acid”。
Salts of carboxylic acids are named in the same way. The cation is named first then name the acid with replacing "-ic acid" by "-ate" Notice that cyclic esters are called lactones. Their common names are derived from the common name of the carboxylic acid, which designates the length of the carbon chain, and a Greek letter to indicate the carbon to which the carboxyl oxygen is attached.
5、醯胺的命名
An amide has an -NH2, -NHR, or -NR2 group in place of -OH group of a carboxylic acid. They are named by replacing "-oic acid", "-ic acid", or "-ylic acid" of the acid name with "-amide." If a substituent is bonded to the nitrogen, the name of the substituent should be stated first (if there is more than one substituent bonded to the nitrogen, they should be stated alphabetically), then state the name of the amide. The name of each substituent is preceded by capital N to indicate that the substituent is bonded to a nitrogen. Cyclic amides are called lactams. Their nomenclature is similar to that of lactones.
| 化合物 | 醛 | 酮 | 羧酸 | 酯 | 醯胺 |
| 結構 | |
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每個化合物特性的詳細資訊都可以在其特定的頁面上找到。
氧的電負性遠大於碳，因此電子密度在氧附近較高，在碳附近較低。這會產生一個偶極矩，其中氧帶負電荷，碳帶相同大小的正電荷。這種電荷分佈使碳成為親電試劑，而氧成為由此產生的親核試劑。
每個羰基化合物的反應性取決於直接連線到α碳的基團。這是因為由於該基團的電子捐贈而形成的共振穩定結構。共振結構的貢獻越強，羰基的穩定性就越強。這方面的一個例子可以在羧酸中看到，羧酸在去質子化後會產生一個簡併結構，從而增加質子的酸性。肽鍵異常強，由於醯胺電子到α碳的共振貢獻，具有更多的sp2，平面雜化。這大大降低了肽鍵的反應性，因此需要大量能量或蛋白酶來催化該鍵。羰基本身是非常穩定的鍵，其形成能通常很高。這使得羰基在有機合成中的形成在熱力學上非常有利，通常羰基鍵作為最終產物的形成將驅動反應形成。
羰基具有一個短而強且極性的雙鍵。由於氧的電負性以及孤對電子，其雙鍵的反應性與烯烴的雙鍵截然不同。羰基碳也吸電子，因為它非常靠近高電負性的氧。醛和酮的極化也改變了物理常數。羰基的極化是其沸點高於具有相似分子量的烴的原因。羰基的極性導致較小的分子在水中完全混溶。具有超過六個碳的羰基化合物被認為是大的，在溶液中不溶。化合物越大，其烴鏈就越大，分子越疏水，因此其溶解度就會下降。
誘導效應要注意，碳的親電性高度依賴於附近的原子以及直接與之結合的原子。例如，羧酸的羰基碳不會像酮的羰基碳那樣親電，因為存在共振穩定。另一方面，乙醯氯（碳與一個R-基團結合，雙鍵連線到氧，然後連線到氟），將具有更親電的羰基碳，因為電負性氯將增加碳的誘導正偶極。親電性在化學反應中起著關鍵作用，親電性較低的羰基碳沒有那麼容易反應。
在生物系統中，羰基化合物可以透過醇的氧化形成。有機化學中的氧化反應是指新增電負性原子或從分子中去除氫的過程。這種氧化的一個例子包括氧化劑煙醯胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+) 氧化乙醇。NAD+ 由一個吡啶環、兩個核糖分子和雜環腺嘌呤組成。當在酶醇脫氫酶存在的情況下，1-氘乙醇的兩種對映異構體與 NAD+ 反應時，發現生物化學氧化是立體特異性的（NAD+ 僅去除 1-氘乙醇中連線到 C1 原子的氫。 [2] 與上面描述的 1-氘乙醇氧化類似，其他醇可以生物化學氧化以形成羰基。另一個例子包括甲醇氧化成甲醛。 [2]
在'HNMR 光譜中，醛化合物具有非常獨特的化學位移，它似乎出現在 9-10 ppm 之間。這意味著醛甲醯氫也受到非常強的遮蔽。醛 C2 氫也略微遮蔽，因為羰基的氧吸電子。在酮中，情況也很類似。α-氫也經歷這種遮蔽；其化學位移在 2-2.8 ppm 之間。
醛和酮的碳-13 NMR 光譜是相同的，因為它與參與羰基的碳的化學位移相同。由於該碳與氧結合，它將在約 200 ppm 的較低場出現。與羰基碳相鄰的碳也被遮蔽（就像'HNMR 中的氫一樣）。距離羰基碳更遠的碳遮蔽程度較低。
所有羰基化合物的紅外吸收帶都在 1760-1665 cm-1 區域，這是由於 C=O 鍵的伸縮振動。通常，羰基具有高強度和狹窄的區域，使其可用於診斷目的。
| 範圍 | 化合物型別 | 例如 |
|---|---|---|
| 1750-1735 cm-1 | 飽和脂肪族酯 | CH3-CH2-COOR |
| 1740-1720 cm-1 | 飽和脂肪族醛 | CH3-CH2-COH |
| 1730-1715 cm-1 | α，β-不飽和酯 | R'(R")C-CH-COOR |
| 1715 cm-1 | 飽和脂肪族酮 | CH3-CH2-CO-CH2-CH3 |
| 1710-1665 cm-1 | α，β-不飽和醛和酮 | R'(R")C-CH-COH |
- ↑ Bruice,Paula Yurkanis.有機化學第六版，Pearson Education,Inc. 紐約。2010
- ↑ a b 無效的
<ref>標籤；沒有為名為Schore的參考文獻提供文字 - ↑ “紅外：羰基化合物。”紅外：羰基化合物。TurnKey Linux，2008 年。網路。2012 年 11 月 20 日。<http://orgchem.colorado.edu/Spectroscopy/irtutor/carbonylsir.html>.