CHEMIA ORGANICZNA – REAKCJE1.ALKANY

OtrzymywanieHydrogenacja alkenów:

redukcja halogenków alkilów – hydroliza odczynnika Grignarda:

np.:

Redukcja halogenków alkilu metalem w środowisku kwaśnym:RX + Zn + H+ ==> RH + Zn2+ + X-

Np.:

reakcja halogenków alkilu ze związkami metaloorganicznymi:

np.:

Reakcje alkanów:HalogenowanieReaktywność X2 Cl2>Br2

Reaktywność protonów: 30>20>10>H3C-H

Przykład:

alkany ulegają również spalaniu, a za pomocą pirolizy można skrócić ich łańcuchy, otrzymać wodór i alkeny.

2. Alkeny Otrzymywanie:

Reaktywność alkoholi i halogenków w reakcji eliminacji: 30>20>10

Dehydrohalogenacja halogenków alkilu:

Dehydratacja alkoholi:

więcej mniej

Dehalogenacja wicynalnych dihalogenopochodnych:

redukcja alkinów:

trwałość karbokationów:30>20>10>CH3

+

przegrupowują się w trwalsze

reakcje alkenów:addycja wodoru:

addycja halogenu:

addycja halogenowodoru

addycja kwasu siarkowego:

addycja wody:

tworzenie halogenohydryn:

dimeryzacja:

alkilowanie:

oksyrtęciowanie połączone z odrtęciowaniem:

Borowodorowanie połączone z utlenianiem:

Addycja wolnych rodników:

hydroksylowanie – tworzenie dioli wicynalnych:

reakcje podstawienia:

halogenowanie – substytucja w pozycji allilowej:

Ozonoliza:

3. Alkiny

otrzymywanie:dehydrohalogenacja dihalogenoalkanów:

reakcje acetylenków sodowych z pierwszorzędowymi halogenkami alkilów:

dehalogenacja tetraholegnoalkanów:

reakcje:Addycja wodoru:

Addycja halogenów:

addycja halogenowodorów:

Addycja wody:

powstawanie acetylenków metali ciężkich:

powstawanie acetylenków metali alkalicznych:

reakcje cyklopropanu:

Benzen

Nitrowanie:

sulfonowanie:

Halogenowanie:

alkilowanie metodą Friedla – Craftsa:

acylowanie metodą Friedla – Craftsa:

protonowanie:a). Desulfonowanie:

b). Wymiana protonu:

Talowanie:

Nitrozowanie:

sprzęganie z solami diazoniowymi:

Redukcja Clemmensena lub Wolffa – Kiżnera:

wpływ skierowujący:

podstawniki aktywujące, kierujące w pozycje orto i para:silnie aktywujące:-NH2 (-NHR, -NR2), -OHśrednio aktywujące:-OCH3 (-OC2H5 itd.), -NHCOCH3

słabo aktywujące:-C6H5, -CH3 (-C2H5 itd.)

dezaktywujące, kierujące w pozycję meta:-NO2, -N(CH3)+, -CN, -COOH (-COOR), -SO3H, -CHO, -COR,dezaktywujące, kierujące w pozycję orto i para:-F, -Cl, -Br, -I

ksyleny:

o – ksylen m – ksylen p – ksylen

Halogenki:

Otrzymywanie

Wymiana –OH na –X

halogenowanie węglowodorówaddycja halogenowodorów do alkenów,addycja halogenów do alkenów i alkinów

wymiana halogenu:RX + I- RI + X-

Reakcje:

Substytucja nukleofilowa:R:X + :Z R:Z + :X- ProduktR:X + OH- R:OH + :X- AlkoholR:X + H2O ROH AlkoholR:X + :OR’- => R:OR’ Eter – synteza WilliamsonaR:X + -:C≡CR’ => R:C≡CR’ AlkinR:X + R’-M => R:R’ ALKAN (SPRZĘGANIE)R:X + :I- => R:I Jodek alkiluR:X + :CN- => R:CN NitrylR:X + R’COO:- => R’COOR EsterR:X + NH3 => R:NH2 Amina pierwszorzędowaR:X + :NH2R => R:NHR’ Amina drugorzędowaR:X + NHR’R“ => R:NR’R“ Amina trzeciorzędowaR:X + :P(C6H5)3

+X- => [R:P(C6H5)3]+X- Sól fosfoniowaR:X + SH- => R:SH Tiol (tioalkohol)R:X + :SR’ => R:SR’ Sulfid (tioeter)R:X + [CH3(COOC2H5)2]- => RCH3(COOC2H5)2

Synteza z estru malonowego

Dehydrohalogenacja:

otrzymywanie odczynnika Grignarda:RX + Mg (w bezwodnym eterze dietylowym) => RMgX

Redukcja:

SN1 – powstanie karbokationSN2 – nukleofil atakuje cząsteczkę od tyłu

Alkohole:

Otrzymywanie:

Hydroksyrtęciowanie połączone z odrtęciowaniem:

borowodorowanie połączone z utlenianiem:

synteza Grignarda:

hydroliza halogenków alkilu:

hydroksylowanie alkenów:

reakcje alkoholi:

ROZERWANIE WIĄZANIA R-OH

Reakcja z halogenowodorami:R-OH + HX => RX + H2OGdzie R może ulec przegrupowaniu,Reaktywność HX: HI>HBr>HClReaktywność ROH: allilowy, benzylowy> 30> 20> 10

Reakcja z trójhalogenkami fosforu:

R-OH + PX3 => RX + H3PO3 (X = , Br, I)

Dehydratacja:

ROZERWANIE WIĄZANIA RO-H

Reakcje z metalami aktywnymi

CH3CH2OH + Na => CH3CH2Ona + ½ H2

Tworzenie estrów:

Utlanianie:

Alkohole 10:

alkohole drugorzędowe:

przykładowo:

ETERY

Otrzymywanie:

Synteza Williamsona:

alkoksyrtęciowanie połączone z odrtęciowaniem:

EPOKSYDY:

Otrzymywanie:

Z halogenohydryn:

utlenianie C=C za pomocą nadtlenokwasów:

reakcje epoksydów:

rozszczepienie katalizowane przez kwas:

rozszczepienie katalizowane przez zasadę:

reakcja ze związkami Grignarda:

KWASY KARBOKSYLOWE

Otrzymywanie:

Utlenianie alkoholi pierwszorzędowych:

utlenianie alkilowych pochodnych beznenu:

reakcja związków Grignarda z CO2

Hydroliza nitryli:

reakcje:

tworzenie soli

przekształcenie –OH na –Cl, -OR’, -NH2

przekształcenie w chlorki kwasowe:

przekształcenie w estry – estryfikacja

przekształcenie w amidy:

redukcja:

substytucja w grupie arylowej lub alkilowej:

reakcja Hella – Volharda – Zielińskiego:

substytucja w pierścieniu –COOH dezaktywuje:

ALDEHYDY I KETONY:

Otrzymywanie aldehydów:

Utlenianie alkoholi pierwszorzędowych:

RCH2OH + K2Cr2O7 => RCHO

Utlenianie metylowych pochodnych benzenu:

redukcja chlorków kwasowych:

RCOCl lub ArCOCl + LiAlH(OBu-t)3 => RCHO LUB ArCHO

Otrzymywanie ketonów:

Utlenianie alkoholi drugorzędowych:

mentol menton

acylowanie metodą Friedla – Craftsa

reakcja chlorków kwasowych ze związkami kadmoorganicznymi:

reakcje aldehydów i ketonów:

utlenianie aldehydów:

ketony metylowe – reakcja haloformowa

redukcja do alkoholi:

redukcja Clemmensena (dla związków wrażliwych na działanie zasad):

redukcja Wolffa – Kiżnera (dla związków wrażliwych na działanie zasad):

addycja związków Grignarda:

addycja cyjanowodoru – tworzenie cyjanohydryn

addycja wodorosiarczynu:

addycja pochodnych amoniaku:

H2N-G produktH2N-OH hydroksyloamina =C=NOH oksym

H2N-NH2 hydrazyna =C=NNH2 hydrazonH2N-NHC6H5 fenylohydrazyna =C=NNHC6H5 fenylohydrazonH2N-NHCONH2 semikarbazyd =C=NNHCONH2 semikarbazon

Addycja alkoholi – tworzenie acetali:

reakcja Cannizzaro:ulegają jej aldehydy bez wodorów:

krzyżowa reakcja Cannizzaro:

-halogenowanie ketonów:

reakcje bezwodników kwasowych:

hydroliza – przemiana w kwasyamonoliza – przemiana w amidy:

alkoholiza – przemiana w estry:

acylowanie metodą Friedla Craftsa:

reakcje amidów:hydroliza (kwasowa lub zasadowa)degradacja Hofmanna:RCONH2 lub ArCONH2 + OBr- => RNH2 lub ArNH2 + CO3

2-

Estry – kondensacja Claisena:

kondensacja aldolowa:

związek -hydroksykarbonylowy

AminyAminy

Otrzymywanie:

Redukcja związków nitrowych:

reakcja halogenków z amoniakiem lub aminami:NH3 + RX => RNH2 + RX => R2NH + RX => R3N +RX => R4N+X-

Aminowanie redukcyjne

redukcja nitryli

Degradacja amidów Hofmanna:

reakcje amin:

tworzenie soli

alkilowanie:RNH2 + RX => R2NH + RX => R3N + RX => R4N+X-

Przemiana w amidy:

reakcje czwartorzędowych soli amoniowych – eliminacja Hofmanna:

reakcje z kwasem azotawym:ArNH2 + HONO => Ar-N2

+

RNH2 + HONO => R-N2+ +H2O => N2 + mieszanina alkoholi i alkenów

ArNHR lub R2NH + HONO => (ArR)N-N=O lub R2N-N=O N-nitrozoaminy

p – nitrozopochodna

otrzymywanie soli diazoniowych:ArNH2 + NaNO2 + 2HX => ArN2

+X- + NaX + 2H2OSól diazoniowa

REAKCJE SOLI DIAZONIOWYCH:REAKCJE SOLI DIAZONIOWYCH:

Wymiana –N2 na –Cl, -Br lub –CN – reakcja Sandmeyera:

wymiana na –I

wymiana na –F

wymiana na –OHArN2

+ + H2O (w H+)=> ArOH + N2

Sprzęganie soli diazoniowych:

Fenole:Fenole:

Otrzymywanie:

Hydroliza soli diazoniowych:

utlenianie związków arylotalowych:

jedyny powstający izomerreakcje:

tworzenie soli (jak kwasy)

tworzenie eterów – synteza Williamsona:

tworzenie estrów – fenole zachowują się jak alkohole

substytucja w pierścieniu – grupy –O- i –OH- są silnie aktywującymi i kierują w pozycje orto i para. Bromowanie fenolu prowadzi to 2,4,6 – tribromofenolu.

Alkilowanie Friedla – Craftsa

Acylowanie Freidla – Craftsa – przegrupowanie Firesa:

Nitrozowanie

m – krezol 2 – metylo – 4 - nitrozofenol

karboksylowanie – reakcja Kolbego:

tworzenie aldehydów – reakcja Reimera – Teimanna:

reakcje halogenków arylu:

tworzenie związków Grignarda:

ArBr + Mg w suchym eterze => ArMgBrArCl + Mg w tetrahydrofuranie (THF) => ArMgCl

Substytucja elektrofilowa – halogenek dezaktywuje pierścień i kieruje podstawnik w pozycje orto i para.

Substytucja nukleofilowa:

substytucja nukleofilowa – eliminacja połączona z addycją:

cykloaddycja 4+2 – reakcja Dielsa – Aldera”

1,3 butadien akroleina 1,2,3,6 – tetrahydrobenzaldehyd

reakcje naftalenu:

utlenianie

redukcja:

substytucja elektrofilowa:

nitrowanie

halogenowanie:

-bromonaftalen

sulfonowanie:

acylowanie wg Friedla – Craftsa:

aromatyzacja:

synteza Hawortha:

heterocykle:

otrzymywanie kwasu nikotynowego:

synteza chinoliny – synteza Skraupa:

a właściwie:

Izochinolina – synteza Bischlera – Napieralskiego

synteza kwasu barbiturowego:

Aminokwasy:

Rozpoznawanie aminokwasów metodą Edmana:

Białko reagując z C6H5NCS (izotiocyjanianem fenylu) daje:

synteza dipeptydów metodą karbobenzoksylową:synteza Glicynoalaniny (Gly-Ala)