Organische Chemie

Diol = Verbindung mit zwei Hydroxygruppen. Die Hydroxygruppen haben eine große
Löslichkeit in Wasser (Aufgrund Wasserstoffbrückenbindung → dafür wird die
Wasserstoffbrückenbindung zwischen den Wassermolekülen schwächer), und die
kurze Kohlenwasserstoffkette hat einen störenden Einfluss auf die Struktur von Eis.

Die Oxidation sekundärer Alkohole produziert Ketone (z.B. Aceton CH₃COCH₃):

Eine Kondensationsreaktion ist eine Substitutionsreaktion, bei der sich 2 Moleküle
unter Abspaltung eines einfachen Moleküls (z.B. Wasser oder Ammoniak) miteinander
verbinden. Wichtig für die Veresterung.
C₂H₅NO₂ + C₃H₇NO₂ → C₅H₁₀N₂O₃ + H₂O

Polyester sind Beispiele von Kondensationspolymeren (Polymere, die durch eine
Abfolge von Kondensationsreaktionen gebildet werden). Polyestermoleküle können
nebeneinander angeordnet werden, indem man sie durch ein kleines Loch presst →
können zu einer Faser versponnen werden.

In Glucose kommt ein  -CH₂OH vor, das in Glycopyranose außerhalb des Rings
liegt.
In Fructose kommen zwei -CH₂OH vor, die in Fructofuranose beide außerhalb des
Rings liegen.

Eine Eliminierungsreaktion ist eine Reaktion, bei der zwei Gruppen oder Atome an
benachbarten Kohlenstoffatomen aus dem Molekül entfernt werden, wobei eine
Mehrfachbindung zwischen den beiden Kohlenstoffatomen zurückbleibt.
Bsp.: eine Dehydrohalogenierung ist eine Eliminierungsreaktion, oder
Dehydrierung:
CH₃CH₃ → (Cr₂O₃) CH₂=CH₂ + H₂

Copolymere sind Polymere, die aus einer Mischung von verschiedenen Monomeren
gebildet werden. Einige Elastomere sind Copolymere.

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organische Verbindungen bestehen hauptsächlich aus C und H, wobei weitere
Atomgruppen dazukommen, die für die charakteristischen Reaktionen dieser
Verbindung entscheidend sind. → das sind die funktionellen Gruppen.

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Primärer Alkohol: RCH₂-OH
Sekundärer Alkohol: R₂CH-OH
Tertiärer Alkohol: R₃C-OH

Eine Aminosäure ist eine Carbonsäure, die auch eine Aminogruppe trägt.
Bsp.: Glycin NH₂CH₂COOH

Primäres Amin: RNH₂
Sekundäres Amin: R₂NH
Tertiäres Amin: R₃N

Ethandisäure (=Oxalsäure)

Alkylamine (Amine, die mit Alkanen gebildet werden) sind stärker, weil die Alkylgruppen
dem Stickstoff Elektronen beisteuern können. Damit helfen sie mit, die konjugierte
Base zu stabilisieren.
H₂O + CH₃NH₂ → CH₃NH₃⁺ + OH^-        pKB = 3,44

Arylamine (Amine, die von Benzen abgeleitet sind) sind schwächer, da das einsame
Elektronenpaar partiell über den Benzenring delokalisiert ist und die Base stabilisiert
wird.

H₂O + C₆H₅NH₂ → C₆H₅NH₃⁺ + OH^-       pKB = 9,37

Seifen sind Natriumsalze oder Kaliumsalze von Fettsäuren.
Da die Anionen Brönstedbasen sind, sind Lösungen dieser Salze basisch.

a) tertiär, Trimethylamin b) primär, Butylamin

Experimente unter Verwendung von Sauerstoff-18 und Einsatz der
Massenspektrometrie haben gezeigt, dass das Sauerstoffatom im Wassermolekül aus
der Carbonsäure kommt, und NICHT aus der Hydroxygruppe des Alkohols.

Es gibt 20 verschiedene natürlich vorkommende Aminosäuren. Unser Körper kann
15 davon in genügender Menge synthetisieren. Die anderen 5 sind essentielle
Aminosäuren, da es nötig ist, sie über die Nahrung aufzunehmen.

Denaturierung ... Verlust der Struktur eines Proteins. Diese strukturelle Veränderung
kann zu einem Verlust der Quartär-, Tertiär- oder Sekundärstruktur führen, oder sogar
zum Abbau der Primärstruktur.

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Ein quartäres Ammoniumion ist ein tetraedrisches Ion R₄N⁺
Bsp: Tetramethylammoniumion (CH₃)₄N⁺

Proteine sind komplizierte Formen von Nylon. Nylon ist allerdings eine gleichförmige
Wiederholung derselben beiden Monomere, während die Polypeptidketten der
Proteine Kondensationskopolymere von bis zu 20 Aminosäuren sind.

Aldehyde und Ketone.
Aldehyde können die Fehlingsche Lösung reduzieren, Ketone nicht.

Ein gesättigter Kohlenwasserstoff ist einer, der keine Kohlenstoff-Kohlenstoffmehrfachbindungen hat. Ein ungesättigter Kohlenwasserstoff ist einer mit wenigstens einer Kohlenstoff-Kohlenstoffmehrfachbindung.

Eine homologe Reihe ist eine Klasse von Verbindungen mit Molekülformeln, die man erhält, wenn eine bestimmte Gruppe (meistens –CH₂–) in die Ausgangsstruktur eingefügt wird.

Die Alkane sind eine homologe Reihe von Kohlenwasserstoffen, die vom CH4 durch Einschub von –CH2– Gruppen abgeleitet werden, sodaß sich eine molekulare Formel C_nH_2n+2 ergibt.

Der Schmelzpunkt eines Alkens ist niedriger als der des Alkans mit derselben Anzahl von Kohlenstoffatomen. 
Die Auswirkungen auf die Molekülform: Beim Verdrehen leistet eine Doppelbindung Widerstand. Alle vier an eine C=C Gruppe gebundenen Atome liegen in derselben Ebene und werden dort durch die π-Bindung festgehalten. Als Resultat sind Alkenmoleküle weniger flexibel als die vergleichbaren Alkane und können sich nicht so kompakt zusammenknäueln. Daher lassen sich die Alkenmoleküle nicht so dicht zusammenpacken wie die Alkane und haben damit niedrigere Schmelzpunkte.

Isomere Verbindungen sind aus denselben Atomen in unterschiedlicher Anordnung gebaut.

Die Alkane zeigen Strukturisomerie. Das ist eine Isomerieform, die von den Bindungen der Atome an verschiedene Nachbarn kommt.

Cyclohexan ist unter anderem deshalb ein interessantes Molekül, weil es verschiedene Konformationen einnehmen kann, d.h., seine Formen können sich durch Rotation um die Bindungen verändern, ohne daß Bindungen gebrochen und neu gebildet werden. Die dabei wichtigsten Konformationen sind Sessel- und Bootform. Eine Cyclohexanprobe besteht aus Molekülen, die laufend zwischen den beiden Kornformationen hin und her wechseln. Die Sesselform hat eine niedrigere Energie als die Bootform (um etwa 25kJmol^-1), sodaß ein Cyclohexanmolekül bei Raumtemperatur etwa 90% der Zeit in Sesselform existiert.

Mit zunehmender Molmasse sinkt die Flüchtigkeit, so wie wir das für Verbindungen erwarten würden, in denen die Londonkräfte dominieren. Alle Alkane sind in Wasser unlöslich.

Alkane sind nicht vollständig inert. Eine ihrer technisch wichtigsten Reaktion ist die Oxidation, besonders ihre vollständige Verbrennung zu Kohlendioxid und Wasser.

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + H₂O(g)

Diese exotherme Reaktion, die nach einem radikalischen Kettenmechanismus abläuft, sowie die analogen Reaktionen für höhere Homologe sind die Grundlage für die Verwendung der Alkane als Treibstoffe. Aus Gründen, die mit Einzelheiten der Kettenreaktion zu tun haben, brennen verzweigte Kohlenwasserstoffe im Motor gleichmäßiger als unverzweigte Alkane; letztere explodieren vorzeitig und verursachen dabei jenen Lärm, der als Klopfen bekannt ist.

Substitutionsreaktion, Eliminierungsreaktion, Additionsreaktion, Kondensationsreaktion;
Die charakteristische Reaktion einer C=C Doppelbindung ist die Addition, die zur Eliminierung entgegen gesetzte Reaktion.