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Funktionelle Gruppen

Von der Brenztraubensäure zum Ethanol und von der Ameisen- zur Capronsäure: Gruppen verraten, was ein Molekül kann.

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Vom Zucker zum Ethanol

AFB I–II

Hefezellen bauen Glucose bei Sauerstoffmangel zu Ethanol ab (alkoholische Gärung). Im letzten Abschnitt wird aus Brenztraubensäure zunächst Kohlenstoffdioxid abgespalten; das entstehende Ethanal nimmt anschließend Wasserstoff auf und wird zu Ethanol. M1 zeigt die drei Moleküle.

M1Letzte Schritte der alkoholischen Gärung (Skelettformeln)
OHOOBrenztraubensäure− CO₂OEthanal+ 2 HOHEthanol
Im Ethanal trägt das C-Atom der C=O-Gruppe noch ein H-Atom — in der Skelettformel wird es nicht geschrieben.
  1. Nennen Sie die funktionellen Gruppen der drei Moleküle aus M1 und die zugehörigen Stoffklassen.
  2. Zeichnen Sie die Valenzstrichformeln von Brenztraubensäure und Ethanal mit allen freien Elektronenpaaren.
  3. Bestimmen Sie die Oxidationszahl des C-Atoms, das im Ethanal die Carbonylgruppe trägt, vor und nach dem zweiten Schritt, und ordnen Sie den Schritt als Oxidation oder Reduktion ein.
  4. Beschreiben Sie, woran man in Halbstruktur- und Skelettformel eine Aldehydgruppe von einer Ketogruppe unterscheidet.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Brenztraubensäure trägt zwei Gruppen.
Hinweis zu Aufgabe b)
Jedes O-Atom hat zwei freie Elektronenpaare; jedes C-Atom vier Bindungen.
Hinweis zu Aufgabe c)
H zählt +I, O −II; Bindungen zwischen C-Atomen zählen nicht (Kapitel 4).
Hinweis zu Aufgabe d)
Achten Sie auf die Nachbarn des Carbonyl-C-Atoms.