Hydroxygruppe

Hydroxygruppe (blau markiert) als funktionelle Gruppe eines Moleküls. R ist ein Organylrest.

Die Hydroxygruppe (veraltet auch Hydroxylgruppe) −OH ist die funktionelle Gruppe der Alkohole und Phenole. Sie kommen auch bei Kohlenhydraten oder z. B. bei Hydroxycarbonsäuren als Strukturelemente vor. Die Hydroxygruppe ist ein Teilelement der Carboxygruppe der Carbonsäuren. Die funktionelle Gruppe von Sulfonsäuren kann man als Kombination einer Sulfonylgruppe mit einer Hydroxygruppe betrachten.

Die Hydroxygruppe darf nicht mit dem negativ geladenen OH-Ion (⁻OH, siehe Hydroxid-Ion) oder mit dem neutralen OH-Radikal (·OH, kurz Hydroxyl genannt, siehe Hydroxyl-Radikal) verwechselt werden.

Die alkoholische Hydroxygruppe verleiht dem Molekül polare Eigenschaften. So können sich zum Beispiel zwischen Ethanolmolekülen Wasserstoffbrücken ausbilden. Dadurch kommt es zu einer Anziehung und Vernetzung benachbarter Alkoholmoleküle, was beispielsweise den flüssigen Aggregatzustand des Ethanols bedingt. Allerdings kann eine Hydroxygruppe auch zur Senkung des Siede- und Schmelzpunktes beitragen, wenn die Hydroxygruppe mit anderen polaren Gruppen innerhalb eines Moleküls (intramolekular) eine Wasserstoffbrückenbindung eingehen kann. Damit wird die Polarität des Moleküls nach außen (intermolekular) geschwächt. So liegt beispielsweise der Siedepunkt von Rizinolsäure deutlich unterhalb des Siedepunktes der Ölsäure.

Vergleich zwischen einer Hydroxygruppe in Phenol und in einem Enol: Phenol (oben links) steht im Gleichgewicht mit verschwindend winzigen Mengen des ortho-chinoiden Ketons (oben rechts). Das Keton Cyclohexanon (unten links) steht im Gleichgewicht mit kleinen Mengen des Enols (unten rechts). Das wandernde Proton ist grün markiert.

Phenolische Hydroxygruppen haben im Vergleich zu alkoholischen stärker saure Eigenschaften, da das bei der Deprotonierung entstehende Phenolat-Anion mesomeriestabilisiert ist. Der +M-Effekt überwiegt den −I-Effekt. Das gilt zwar auch für aliphatische Enole, doch bei diesen liegt bei der Keto-Enol-Tautomerie im Gegensatz zu den Phenolen fast ausschließlich das Keton vor, weil es energetisch begünstigt ist. Bei den Phenolen ist es aber wegen der Ausbildung des aromatischen Systems genau umgekehrt (vgl. Hückel-Regel).

Literatur

• Phillip Fresenius, Klaus Görlitzer: Organisch-Chemische Nomenklatur, 3. Auflage Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart 1991, ISBN 3-8047-1167-7.
• Peter Sykes: Reaktionsmechanismen – eine Einführung, 8. Auflage VCH Weinheim 1982 ISBN 3-527-21090-3.
• Organikum, 16. Auflage, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften Berlin 1985, ISBN 3-326-00076-6.