1

Chemia organicznaprof. dr hab. Danuta Kalemba, p. 205

konsultacje wt. 12 15-13, 1415-15

sem. II sem. III sem.IV

Wykład: 30 15

Ćwiczenia: 15 15

Laboratorium: 60

Zaliczenie Egzamin Zaliczenie

1

Chemia organicznaćwiczeniadr Anna Lis, p. 203

dr Anna Wajs-Bonikowska, p.2

Egzamin w sesji zimowej:część pisemna i ustna

(po zaliczeniu ćwiczeń w obu semestrach)średnia ocen z ćwiczeń ≥ 4,5 zwalnia z egzaminu pisemnego

Zaliczenie ćwiczeń:2 kolokwia w semestrze, po ka żdym poprawkowe+ kolokwium dla osób, które jedno zaliczyły

(terminy do uzgodnienia w grupach)+ kolokwium poprawkowe z cało ści

(dla całego roku w sesji)

2

Ważne rady• wykorzystuj wiedz ę z chemii nieorganicznej i fizyki• uczestnicz w wykładach (korelacja z ćwiczeniami)

• bierz czynny udział w ćwiczeniach• zadawaj pytania • rozwi ązuj samodzielnie problemy• korzystaj z podr ęcznika i materiałów• korzystaj z konsultacji • wykorzystuj modele cz ąsteczkowe

Informacje dotycz ące przedmiotuTablica ogłosze ń chemii organicznej,

II piętro, nowy gmach WBiNo Ż

Internet: snack.p.lodz.plstudia i studenci/ogłoszenia wykładowców/Kalemba

danuta.kalemba@p.lodz.pl3

Podr ęczniki

• McMurry J., Chemia organiczna, tom I i II,PWN, 2000.

• Mastalerz P., Podr ęcznik chemii organicznej, Wydawnictwo Chemiczne, 1998.

• Morrison R.T., Boyd R.N., Chemia organiczna,tom I i II, PWN, 1997.

• Hart H., Chemia organiczna. Krótki kurs. PZWL, 1999.

materiały do wykładów i ćwiczeń4

karta przedmiotuCel przedmiotu1. Umożliwienie zdobycia wiedzy dotyczącej budowy, właściwości fizycznych i przebiegu

reakcji chemicznych związków organicznych, w tym biocząsteczek.2. Wykształcenie umiejętności wykorzystania nabytej wiedzy do określania stereochemii

i reaktywności poznanych klas związków organicznych.

Efekty kształceniaStudent:1. wyjaśnia podstawowe pojęcia i definicje2. rozpoznaje i rozróżnia rodzaje izomerii i określa konfigurację związków organicznych3. klasyfikuje i nazywa związki organiczne4. przewiduje właściwości fizyczne i chemiczne związku na podstawie budowy

cząsteczkowej5. przewiduje warunki i kierunki przemian związków ze wszystkich poznanych klas, w

tym prostych cząsteczek biologicznych6. projektuje syntezy związków organicznych7. wykorzystując wiedzę na temat reaktywności klas związków organicznych zapisuje

schematy reakcji dla konkretnych związków8. zapisuje i wyjaśnia mechanizmy podstawowych typów reakcji chemicznych9. znajduje, selekcjonuje i wykorzystuje wiedzę zawartą w podręcznikach i materiałach

dydaktycznych do rozwiązywania problemów z zakresu chemii organicznej

5

Metody weryfikacji efektów kształcenia1-9: dwa kolokwia pisemne, aktywność w dyskusji na ćwiczeniach1-9: egzamin pisemny i ustny

Formy zaliczenia (sem. letni)Dwa pisemne kolokwia na ćwiczeniach - 100%.

Formy zaliczenia (sem. zimowy)Dwa pisemne kolokwia na ćwiczeniach - 20%.Egzamin pisemny i ustny - 80%.

Przeci ętne obci ążenie studenta prac ą własn ąUdział w konsultacjach 5Udział w pisemnych i/lub praktycznych formach weryfikacji 1Przygotowanie do ćwiczeń i kolokwiów 40 (2x15)Przygotowanie do egzaminu 40 (30+15)

2

CHEMIA ORGANICZNA

= CHEMIA ZWIĄZKÓW WĘGLA

minus H 2CO3 i pochodne

• 1770 Bergman : substancje organiczne (z organizmów żywych - vis vitalis) i nieorganiczne

• 1828 Wöhler: NH4CNO H2N-C-NH2

Omocznik

metan CH 4 DNA

1 atom C 10 10 atomów C 7

Dlaczego chemia organiczna?• związki organiczne>>> zwi ązki nieorganiczne

11 000 000 100 000

• rola w procesach życiowych

• właściwo ści zupełnie ró żne

Dlaczego tak du żo zwi ązków organicznych?

• atomy C ł ączą się w długie ła ńcuchy i pier ścienie

• atomy C przył ączają inne: H, O, N, Cl, Br, F, J, S, P

• każde odmienne rozmieszczenie atomów to nowy

związek, np. C 15H24 – 500 związków poznane

8

Szczególne miejsce atomu w ęgla

I II III IV V VI VII VIII

H He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

K Ca Br

J

1, 2 lub 3 éwalencyjne

5, 6 lub 7 éwalencyjnych4 é walencyjne

9

• żywno ść

• leki

• odzie ż

• drewno, papier

• tworzywa sztuczne

• benzyna, oleje, gaz, biopaliwa

• farby, barwniki

• ……

Dlaczego chemia organiczna wa żna?

10

chemia organiczna

biologia

chemia nieorganicznafizyka

chemia fizyczna

Dlaczego chemia organiczna wa żna?

biochemia

biotechnologia

ekologia

medycyna chemia żywno ści

11

Zadania chemii organicznej• poznanie struktury i wła ściwo ści nowych

związków

• synteza zwi ązków znanych z natury i nowych

Źródła zwi ązków organicznych

• węgiel

• ropa naftowa

• rośliny: zło żone zwi ązki organiczne

12

3

Klasyfikacja zwi ązków organicznych

C, Hi inne pierwiastkiO, N, F, Cl, Br, I, S

C, H węglowodory

alifatyczne

cykliczne

nasycone

nienasycone

aromatyczne

ALKANYNazewnictwo

C1 metan C2 etan C3 propan C4 butan C5 pentan ..........C10 dekan

C21 henejkozanC22 dokozanC23 trikozan

C30 triakontanC40 tetrakontanC50 pentakontanC100 hektan

Rdzenie liczebnikowe

½ hemi (semi)1 mono (uni)1½ (seskwi)2 di (bi)3 tri4 tetra5 penta6 heksa7 hepta8 okta9 nona10 deka

C11 undekanC12 dodekanC13 tridekan............C20 ejkozan

14

grupa funkcyjna

rodzina związków

PRZYROSTEK

-an, -en, -yn-ol, -al, -onkwas -owy

amina15

NazewnictwoIUPAC

(International Union of Pure and Applied Chemistry)

-L-

miejsce podstawnika miejsce grupy

funkcyjnej

L-

ilość atomów w ęgla w szkielecie

RDZEŃ

alkcykloalk

rodzaj podstawnika

PRZEDROSTEK

alkilo, alkenylo, alkinylo

hydroksy, formylo, okso

znaki interpunkcyjne-ł ączniki-1,2-przecinki-(kropki)-nawiasy

Klasyfikacja zwi ązków organicznychKlasa

związkówGrupa

funkcyjnaPrzykład Nazwa

Alkan R – H CH3 – CH3

Alken C = C CH2 = CH2

Alkin C = C CH = CH

Aren Ar – H

Halogenekalkilowy

R–Cl CH3Cl

Alkohol R-OH CH3OHFenol Ar – OH

Eter R–O–R CH3–O–CH3

OH

–

16

Klasyfikacja zwi ązków organicznych c.d.

Klasazwiązków

Grupa funkcyjna

Przykład Nazwa

Amina R-NH2 CH3 NH2

Aldehyd R-CHO CH3CHO

Keton R-CO-R’ CH3COCH3

Kwas karboksylowy

R-COOH CH3COOH

Ester R-COOR’ CH3COOCH3

Halogenek kwasowy

R-COCl CH3COCl

Amid R-CONH2 CH3CONH2

Nitryl R-CN CH3CN 17

Zapisywanie wzorów zwi ązków organicznych

18

4

Zapisywanie wzorów zwi ązków organicznych

wzory kreskowe

CH3(CH2)2CH3

19

Elektrony walencyjne niektórych pierwiastków

I II III IV V VI VII VIII

H He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

K Ca Br

I

20

Wiązania chemiczne

• wiązanie jonowe – przeniesienie elektronów

Na + Cl Na+ Cl –

• wiązanie kowalencyjne = wi ązanie atomowe

– uwspólnienie elektronów

CH4

H2O2H + O H O H

4H + C H C H

H

H

CH3CH2OH21

Elektroujemno ść pierwiastkówzdolno ść do przyci ągania elektronów

I II III IV V VI VII

H2.2

Li1.0

Be1.6

B2.0

C2.5

N3.0

O3.4

F4.0

Na0.9

Mg1.3

Al.1.6

Si1.9

P2.2

S2.6

Cl3.2

K0.8

Ca1.0

Br3.0

I3.7

szereg elektroujemno ści wybranych pierwiastków F O N Cl Br I S C H4.0 2.1

22

Wiązanie kowalencyjne

wiązania niepolarne

H H O O C C C Hwiązania polarne = spolaryzowane

H2O H– O–H NH3 H– N–H

H

δ-

δ+ δ+

δ+

δ-

δ+δ+

Wiązanie koordynacyjnewspólna para elektronów od jednego atomu

NH3 + H+ NH4+

H2O +H+ H3O+

CH3CH2OH23

kształt: azymutalna liczba kwantowa

l = 0 orbital s

l = 1 orbital p

Orbitale atomowe

1s 2s

p

orientacja: magnetyczna liczba kwantowa

px pzpy24

5

Orbitale cz ąsteczkowe = molekularne

orbital wiążący

orbital antywi ążący

wiązanie

π

nakładanie równolegle p-p - wi ązanie π(nakładanie czołowe p-p - wi ązanie σ)nakładanie p(czołowo)-s - wi ązanie σ

wiązanie

σ

25

Hybrydyzacja atomu w ęgla

126C

1s 2s 2p

*C

sp 3 1é s + 3é p = 4é CH3 CH3

109°28’ C C 1.54 Å

C H 1.09 Å

H H 0.74 Å

sp3

26

Hybrydyzacja sp3

CH4 CH3CH3

27

120 ° C = C 1.34 Å

sp 2 1é s + 2é p = 3é sp 2 + 1é p

CH2 = CH2

Hybrydyzacja atomu w ęgla

126C

1s 2s 2p

*Csp2

28

Hybrydyzacja sp2

sp2

sp2

sp2

p

H2C CH CH3

29

*C

sp 1é s + 1é p = 2é sp + 2é p

sp

CH CH

180 ° C C 1.21 Å

Hybrydyzacja atomu w ęgla

126C

1s 2s 2p

30

6

Hybrydyzacja sp

spsp

pp

HC C CH3

31

*C

sp3 1é s + 3é p = 4é sp 3 109°28’ 1.54 Å

sp2 1é s + 2é p = 3é sp 2 + 1é p 120 ° 1.34 Å

sp 1é s + 1é p = 2é sp + 2é p 180 ° 1.21 Å

Hybrydyzacja atomu w ęgla

126C

1s 2s 2p

32

Alkany CnH2n+2

Węglowodory alifatyczne nasycone

prostoła ńcuchowe rozgał ęzione

C7H16

?33

Nazewnictwo alkanówTworzenie nazwy alkanu:

1.Wybieramy najdłu ższy łańcuch

2.Numerujemy atomy w ęgla tak, aby lokanty okre ślające poło żenia podstawników były jak najni ższe

3.Podstawniki w formie przedrostków szeregujemy alf abetycznie

4.Liczb ę takich samych podstawników okre ślamy przedrostkami: di- (2); tri- (3); tetra- (4); penta- (5); heksa- (6);.. i.t.d.

5.Na końcu umieszczamy nazw ę łańcucha w ęglowego

Rozgał ęzione podstawniki alkilowe nazywamy analogicznie jak alkany

• numerację atomów węgla rozpoczynamy od atomu związanego

z głównym szkieletem

• nazwę podstawnika złożonego umieszczamy w nawiasie

Rozgał ęzione podstawniki alkilowe C3, C4, C5 maj ą nazwy zwyczajowe z przedrostkami izo, neo, sec-, tert-

34

Izomeryzwiązki o takim samym wzorze sumarycznym,

ale ró żnym uło żeniu atomów w cz ąsteczce

Izomery strukturalne(konstytucyjne)

Izomeria szkieletowa

Izomeria poło żenia

Izomeria grup

funkcyjnych

taka sama kolejno ść atomów, ale różne uło żenie w przestrzeni

Stereoizomery

35

Wyst ępowanie alkanów

woski ro ślinne, np. C 29 i C31 - wosk li ści

ropa naftowa

<20°C

C5-C6 20-60°C eter naftowyC6-C7 60-100°C lekka naftaC5-C10 40-205°C benzyna

175-325°C

>275°C

36

7

Właściwo ści fizyczne alkanów• niepolarne – nierozpuszczalne w wodzie• gęstość < 1g/ml

temp. wrzenia: pentan 36ºCizopentan 28 ºCneopentan 10 ºC

ciała stałe > C 17

37

Konformacje alkanówrozmieszczenie atomów wynikaj ące ze swobodnego obrotu wokół wi ązania

C–Ckonformery – nietrwałeróżnica energii – mała

projekcja Newmana

38

Projekcja Newmana etanu

konformacja naprzemianległa dalszyatom C

bli ższyatom Ckonformacja naprzeciwległa

konformacjepośrednie – ile?

39

Projekcja Newmana etanu

która konformacja trwalsza?H

40

Projekcja Newmana propanu

konformacja naprzemianległa

konformacja naprzeciwległa

H

41

Projekcja Newmana butanu

konformacje naprzemianległe

konformacja sko śna

konformacje naprzeciwległe

projekcja C2 –C3

H

42

8

Otrzymywanie alkanówMetody laboratoryjne

• uwodornienie alkenów

• z halogenków – poprzez reakcj ę Grignarda

• z halogenków – przez redukcj ę

2-bromobutanbromek sec-butylu

43

Właściwo ści chemiczne alkanówreakcje utleniania (spalania)CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O + 890 kJ/molpłomie ń

spalanie ciepło spalania

6 CH4 + O2 2CH CH + 2CO + 10H21500ºC

C4H4 + O2 CO2 + H2O + 2880 kJ/mol

CO + H2O trucizna

C + H2O sadza

HCHO + H2O smog

CH3COOH +H2O z olejów

płomie ń

Ciepło reakcji = zmiany energii reakcjirozrywanie wi ązań - potrzebna energia - reakcja endotermicznatworzenie wi ązań - wydziela si ę energia - reakcja egzotermiczna

44

Właściwo ści chemiczne alkanów

reakcje halogenowania (światło hν lub temp.)

CH4 CH3Cl + HClCl2

Cl2 CH2Cl2 + HCl

Cl2 CHCl3 + HCl

Cl2 CCl4 + HCl

chlorek metylu

chlorek metylenu

chloroform

czterochlorek w ęgla

45

Mechanizm reakcji halogenowania alkanówpodstawienie wolnorodnikowe

reakcja ła ńcuchowa

nast ępnie reakcje (2), (3), (2), (3) itd., a ż w końcu:

R.

(1) Cl2 2Cl

(2) Cl + CH4 HCl + CH3

(3) CH3 + Cl2 CH3Cl + Cl

ciepło lub

światło

etapy wzrostu łańcucha

etap inicjowania łańcucha

etapy zakończenia łańcucha

Cl + Cl Cl2

CH3 + CH3 CH3CH3

CH3 + Cl CH3Cl

ciepło lub

światło

46

R· - Rodnik alkilowy - płaski

hybrydyzacja sp 2 = 3 orbirale sp 2 + 1 orbital p

Cl Cl Cl hν

homolityczne rozerwanie wi ązania

A B A + B

heterolityczne rozerwanie wi ązania

A B A + + B

R- lub R

47

Rzędowo ść atomów w ęgla

Rzędowo ść atomów wodoru = rz ędowo ści atomu C

H

R C H

H

R

R C H

H

R

R C R

R

R

R C H

R

= ilość grup R

1º 2º 3º 4º

1º

CH3

CH3 CH2 CH CH3

2º 3º(R2CH2) (R3CH)

48

9

Konkurencyjno ść reakcji

Łatwo ść odrywania si ę atomów wodoru =

Trwało ść i reaktywno ść wolnych rodników

2º

1º

3 ° >> 2° >> 1°Prawdopodobie ństwo podstawienia = f(ilo ści atomów H)

2° : 1° = 2 : 6 ale 2° = 1°

CH3CH2CH2 CH3CH2CH2Cl

CH3CH2CH3

CH3CHCH3 CH3CHCH3

Cl

Cl

Cl2

Cl2

oderwanieH 1°

oderwanieH 2°

Hiperkoniugacjaefekt stabilizuj ący poprzez delokalizacj ę elektronów

Wynik oddziaływania niesparowanego elektronu (w R •) lub orbitalu niewi ążącego π (wiązania C=C)

z zapełnionym orbitalem σ sąsiedniej grupy alkilowej 49

Konkurencyjno ść reakcji c.d.

CH3CH2CH3 CH3CH2CH2Cl + CH3CHCH3

Cl45% 55%

Cl2/hν

CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)3Cl + CH3CH2CHCH3

Cl28% 72%

Cl2/hν

CH3 CH3 CH3

CH3CHCH3 CH3CHCH2Cl + CH3CCH3

Cl64% 36%

Cl2/hν

3% 97%

2% 98%

ślady >99%

Br 2/hν

Reaktywno ść halogenów: F2 > Cl2 > Br 2 > (J2)Selektywno ść reakcji: Br 2 > Cl2 > F2 50

Cykloalkany = węglowodory cykloalifatyczne

Właściwo ści fizyczne – jak alkany

Cykloalkany

Alkany

51

NazewnictwoTworzenie nazwy cykloalkanu: do nazwy alkanu o odpowiedniej ilo ści atomów w ęgla dodajemy przedrostek cyklo

alkilocykloalkany

gdy liczba atomów w ęgla w pier ścieniu jest równa lub wi ększa ni ż liczba atomów w ęgla w ła ńcuchu

cykloalkiloalkany

gdy liczba atomów w ęgla w pier ścieniu jest mniejsza ni ż liczba atomów w ęgla w ła ńcuchu

Numeracj ę atomów w ęgla rozpoczyna si ę od miejsca przył ączenia podstawnika i dalej numeruje się tak, by lokanty były jak najni ższe.

Podstawniki wymienia si ę alfabetycznie

52

Cykloalkany CnH2n

Cyklopropan Cyklobutan Cyklopentan

napr ężenia a trwało ść

pier ścienia

53

Cykloalkany CnH2n

Cykloheksan

trwała konformacja krzesłowa, bez napr ężeń

sp3

109.5°

nietrwała konformacja łódkowa, napr ężenia steryczne

54

10

Monopodstawiony cykloheksan konformacje

a (aksjalne) e (ekwatorialne)55

Dipodstawiony cykloheksan: konformacje

e – a = a – e1,2-cis

e – e = a – a1,2-trans56

Izomeryzwiązki o takim samym wzorze sumarycznym,

ale ró żnym uło żeniu atomów w cz ąsteczce

Izomery strukturalne(konstytucyjne)

Izomeria szkieletowa

Izomeria poło żenia

Izomeria grup

funkcyjnych

izomeria geometryczna

izomeria optyczna

Stereoizomery

cykloalkany i alkeny

cis, trans (Z), (E)

57

NazewnictwoStereoizomeria: izomeria geometryczna

alkeny i cykloalkany

cis - stereoizomer, w którym dwie grupy o większych masach znajdująsię po tej samej stronie wiązania podwójnego lub pierścienia

trans - stereoizomer, w którym dwie grupy o większych masachznajdują się po przeciwnych stronach wiązania podwójnego lub pierścienia

Z - stereoizomer, w którym dwie grupy „starsze ” w/g reguł Cahna,Ingolda, Preloga znajdują się po tej samej stronie wiązania podwójnego.

E - stereoizomer, w którym dwie grupy „starsze ” znajdują się po przeciwnych stronach wiązania podwójnego

58

trans-1,2-dimetylocykloheks an cis-1,2-dimetylocykloheks an

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

E-1,2-dimetylocykloheks an Z-1,2-dimetylocykloheks an

Izomery i konformery cykloheksanu

(E)-1,2-dimetylocykloheksan (Z)-1,2-dimetylocykloheksan

izomer trans = (E):konformery a-a i e-e

izomer cis = (Z):konformery a-e = e-a

59

Alkeny CnH2n

prostoła ńcuchowe rozgał ęzione

C7H14

ile?60

11

Nazewnictwo alkanów i alkenówwiązania podwójne: -en, -dien,- trienwiązania potrójne: -yn lub -in (po spółgłoskach g, k, l )

k na końcu rdzenia nazwy wymienia si ę na c, np. dekan ale decen, decyn .i decyl

gdy kilka wi ązań podwójnych i/lub potrójnych:alkadien, alkatriyn

gdy wi ązania podwójne i potrójne:najpierw wymieniamy -en, pó źniej -yn

hept-1-en-6-yn

1. Wybieramy najdłu ższy łańcuch przechodz ący przez najwi ększą liczb ę wiązań wielokrotnych

2. Kierunek numeracji dobieramy tak, aby lokanty określające poło żenia wi ązań wielokrotnych były jak najni ższe

61

24% 76%równowaga w obecno ści H+

Temp. wrz.

+4°C

Temp. wrz.

+1°C

but -2-en - izomery geometryczne

Stereo izomeria w alkenach

Właściwo ści fizyczne alkenów• niepolarne – nierozpuszczalne w wodzie

• temperatura wrzenia i topnienia – podobne jak alkanó w

• gęstość (jak alkany) < 1g/ml

62

Otrzymywanie alkenów

63

CH3CH2CH2CH3

butan

2-buten

H2 / katalizator

Właściwo ści chemiczne alkenówUwodornienie = redukcja = hydrogenacja

Otrzymywanie alkanów

Pt, Pd, Ni

64

Redukcja katalityczna alkenówWłaściwo ści chemiczne alkenów

Katalizator obni ża energi ę aktywacji

Energia aktywacjiEakt

najmniejsza energia cz ąsteczek przy zderzeniu, potrzebna aby

reakcja mogła zaj ść

Szybko ść reakcji =częstotliwo ść zderzeń

x czynnik energetycznyx współczynnik steryczny

(właściwa orientacja)

65

Addycja elektrofilowa = przył ączenie elektrofilowe

karbokation –produkt po średni

I etap: przył ączenie H + do C=C i utworzenie karbokationu

bromoetan = bromek etylu

II etap: przył ączenie Br - do karbokationu i utworzenie produktu

Reakcje alkenów

CH2=CH2 + HBr CH 3-CH2Br

Mechanizm

66

12

Energia reakcji addycji elektrofilowej

I etap I I etap

67

Addycja elektrofilowa

3° > 2° > 1° > kation metylowy

Trwało ść karbokationów – płaskie: sp 2

Stabilizacja karbokationu przez: • hiperkoniugacj ę

• efekt indukcyjny (spychanie elektronów wi ązań grup alkilowych)

68

Addycja elektrofilowa halogenowodorów

Reakcje alkenów

Reguła Markownikowa

H+ tam gdzie wi ęcej H

lub tak, że powstaje trwalszy karbokation

lub tak, że tworzy si ę halogenek o wy ższej

rzędowo ści

Addycja elektrofilowa halogenów

X

X

69

Addycja elektrofilowa wody do alkenów

etylen etanol

Otrzymywanie alkoholi

70

Substytucja wolnorodnikowa halogenemallilowy

atom wodoru

Utlenienie alkenów do dioli

Utlenienie alkenów z rozszczepieniem

71

Reakcje alkenówOzonoliza (utlenienie do zwi ązków karbonylowych)

72

13

Alkadieny

Dieny sprz ężone

1.48Å

Addycja do dienu niesprz ężonego

Addycja do dienu sprz ężonego

73

Znaczenie alkenów w syntezie organicznej

74

Polimeryzacja dienów sprz ężonych

Znaczenie alkenów w naturze

C40

światłoczuływidzenie

75

Dehydrohalogenacja dihalogenopochodnychOtrzymywanie alkinów

Znalken

Alkiny

76

addycja halogenowodorów

Reakcje alkinówAddycja wodoru

CH3(CH2)3CH=CH (CH2)3CH3

77

Odró żnianie alkenów i alkinów od w ęglowodorów nasyconych

reakcja z bromem - reakcja charakterystyczna

(roztwór bromu odbarwia si ę)

Addycja elektrofilowa do alkinów

addycja halogenów

78

14

Addycja elektrofilowa wody do alkinów

79

Tworzenie acetylenków

Reakcje acetylenków

80

Związki aromatyczne

dwie struktury rezonansowe benzenu

i o-dibromobenzenu

C-C 1.39Å

benzen

izomery strukturalneo-dibromobenzenu

81zdecydowanie odradzam

Struktura zwi ązków aromatycznychOrbitale molekularne

82

Teoria rezonansu• prawdziwej struktury cz ąsteczki nie da si ę opisa ć jednym wzorem• struktury rezonansowe:

• nie s ą realne• różnią się od siebie tylko rozmieszczeniem elektronów π lub elektronów niewi ążących

• nie musz ą być równocenne• wypadkowa struktur rezonansowych

– hybryda rezonansowa –jest bardziej trwała ni ż dowolna struktura rezonansowa

• cząsteczka jest tym trwalsza im wi ęcej struktur rezonansowych j ą opisuje

83

Węglowodory aromatyczne (areny)

CH3CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

benzen toluen o-ksylen m-ksylen p-ksylen

p-cymen

CH3

CH3

CH3

mezytylen

styren naftalen antracen fenantren

Zaakceptowane nazwy zwyczajowe :

C6H5 – fenyl

C6H5CH2 – benzyl

pochodne dipodstawione: 1,2- lub orto- / o-1,3- lub meta- / m-1,4- lub para- / p-

84

15

Właściwo ści zwi ązków aromatycznychtrwało ść benzenu

Ciepło hydrogenacji: cykloheksen - 28 kcal/molcykloheksa-1,3-dien - 55 kcal/mol

benzen ok. - 84 kcal/mol

- 49 kcal/mol

85

Struktura zwi ązków aromatycznych

Reguła aromatyczno ści Hückla:

• płaski cykliczny układ sprz ężony• orbital p na ka żdym atomie

• 4n+2 elektronów na orbitalach p

benzen

antracen

naftalen

6 orbitali p, 6 é p86

Reakcje benzenuPodstawienie elektrofilowe =

Substytucja elektrofilowa

87

Substytucja elektrofilowa w benzenieReakcja nitrowania

nitrobenzen

Redukcja nitrobenzenu

anilina 88

Mechanizm reakcji nitrowania

• atak elektrofila na benzen – przył ączenie elektrofilai utworzenie karbokationu – etap wolny

NO2+

(2)

• utworzenie elektrofila

=

struktury rezonansowe karbokationu hybryda rezonansowa

sp3

• oderwanie H +, przywrócenie układu aromatycznego – etap szybki

89

Substytucja elektrofilowa w benzenieOdczynniki elektrofilowe

kationalkilowy

kationacyliowy

struktury rezonansowe

FeBr3 + Br2

90

16

Reakcja sulfonowania benzenu

kwas benzenosulfonowy

fenol

Reakcja halogenowania benzenu

91

Substytucja elektrofilowa halogenem w benzenie

92

Reakcja alkilowania benzenu halogenkami

toluen

karbokation

2º > 1º

Alkilowanie benzenu alkoholami lub alkenami

93

Właściwo ści alkilobenzenów

toluen kwas benzoesowy

utlenianie ła ńcucha bocznego

o-ksylen kwas ftalowy

chlorowcowanie

chlorowcowanie w ła ńcuchu bocznymsubstytucja wolnorodnikowa

chlorowcowanie w pier ścieniusubstytucja elektrofilowa

94

Reakcja acylowania benzenu

acetylobenzen = fenylometyloketon

Reakcje alkilowania i acylowania

halogenkami z AlCl 3 =reakcje Friedla-Craftsa

Właściwo ści acylobenzenówredukcja do n-alkilobenzenów

95

Substytucja elektrofilowa w monopodstawionym benzenie

96

17

Substytucja elektrofilowa w monopodstawionym benzenie

97

Substytucja elektrofilowa w benzenie

- szybko ść reakcji

Wpływ kieruj ący podstawnika

2

podstawniki aktywuj ącekieruj ą w o- i p-

chlorowcedezaktywuj ą

kieruj ą w o- i p-

podstawniki dezaktywuj ące

kieruj ą w m-

+

98

Wpływ kieruj ący podstawnika

siła aktywacji

-NH2, -OH > -OCH3 > NH2COCH3,

-OCOCH3 >

-C6H5, -CH3

siła dezaktywacji

-NO2, -SO3H >-COCH3, -CHO, -COOH, -CN

> X99

Izomeryzwiązki o takim samym wzorze sumarycznym,

ale ró żnym uło żeniu atomów w cz ąsteczce

Izomery strukturalne(konstytucyjne)

Izomeria szkieletowa

Izomeria poło żenia

Izomeria grup funkcyjnych

taka sama kolejno ść atomów, ale różne uło żenie w przestrzeni

izomeria geometryczna

izomeria optyczna

Stereoizomery

alkeny i cykloalkany

cis, trans (E), (Z)

R, S D, L

Konfiguracja: absolutna wzgl ędna

Izomeria optyczna

Warunek wystarczaj ący:

atom w ęgla z czterema ró żnymi podstawnikami – sp 3

tzw. chiralny lub asymetryczny atom C

bromochlorojodometan

* *

Izomeria optyczna

kwas mlekowy

odbicia lustrzane =enancjomery

S R

**

Enancjomeryskr ęcają płaszczyzn ę światła spolaryzowanego o taki sam k ąt,

ale w przeciwnych kierunkach:w prawo – prawoskr ętne (+)

w lewo – lewoskr ętne (–)

wszystkie inne wła ściwo ści fizyczne oraz wszystkie wła ściwo ści chemiczne

(z wyj ątkiem reakcji ze zwi ązkami czynnymi optycznie) mają identyczne

18

Izomeria optyczna

Warunek konieczny: brak płaszczyzny symetrii

**

Izomeria optyczna

Czynno ść optyczna: zdolno ść skr ęcania płaszczyzny światła

płasko spolaryzowanego

pomiar skr ęcalno ści w polarymetrze α

skr ęcalno ść właściwawielko ść charakteryzuj ąca zwi ązki optycznie czynne

[α]D =αl d

α - odczyt ( °)l - długo ść rurki (dm)d - stężenie roztworu lub g ęstość cieczy (g/cm 3)

Izomeria optyczna

Konfiguracja: uło żenie podstawników wokół

asymetrycznego atomu C

Konfiguracja absolutna: R i Swg reguł pierwsze ństwa podstawników

Konfiguracja wzgl ędna: D i Lw porównaniu z wzorcem: aldehyd glicerynowy

CH2OH

OHH

CHO

NazewnictwoStereoizomeria: izomeria geometryczna alkeny i cykloal kany

Reguły pierwsze ństwa grup w/g Cahna, Ingolda, Preloga

Jeżeli starszeństwa nie można ustalić w/g tej reguły, porównuje się kolejne atomy w podstawnikach w/g tego samego kryterium

-CH2CH2F > -CH2CH3-OCH3 > -OH -CH2CH2Cl > -CH2CH2CH3

Atom o wyższej liczbie atomowej ma pierwszeństwo przed atomem o niższej liczbie atomowej

-OH > -CH3 -Br > -C 6H5 -NH2 > -CH2CH2CH3-Br> -Cl

Atomy połączone wiązaniami wielokrotnymi rozpatruje się jako równoważne odpowiedniej liczbie atomów związanych wiązaniami pojedynczymi

C C

H H

H C N

N

N

C

CC CH C C

C

C

H

C

C

C NC C

C C

H

H H

C O

H

C O

O C

H

-COOH > -CHO > CHOH > CH3

Starszeństwo w szeregu utlenienia

Izomeria optyczna

Konfiguracja absolutna R / S

3

1

4

2

1

3 2

4

S

niezgodnie z ruchem wskazówek zegara

R

zgodnie z ruchem wskazówek zegara 1 > 2 > 3 > 4

HCH2CH3

ClCH3

CH2CH3

Cl CH3

H

11

22

33

R

zgodnie z ruchem wskazówek zegara

S

niezgodnie z ruchem wskazówek zegara

2-chlorobutan

C l

Starszeństwo podstawników: 1. chlor Cl

2. grupa etylowa CH2CH3

3. grupa metylowa CH3

4. wodór H

19

Izomeria optyczna

CHO

HO CH2OH

H

OH

CHOH

HOH2C

aldehyd glicerynowy

R (+) S (-)[α]D = 8.7° [α]D = - 8.7°

alanina

NH2

COOH

H3C

H HCOOH

NH2H3C

R (-) S (+)[α]D = - 8.5° [α]D = 8.5°

równomolowa mieszanina enancjomerów

mieszanina racemiczna = racemat

optycznie nieczynna

Izomeria optyczna

konfiguracja wzgl ędnaodnoszona do aldehydu glicerynowego

projekcja Fischera = wzory Fischeracząsteczka rzutowana na płaszczyzn ę

Izomeria optyczna

zasady ustawiania cz ąsteczki z 1 chiralnym C do rzutowaniaw projekcji Fischera = wzory Fischera

• rysujemy krzy ż: C* jest na przeci ęciu linii, podstawniki przy linii pionowej s ą pod, a przy poziomej nad płaszczyzn ą

• najdłu ższy łańcuch w ęglowy ustawiamy pionowo• bardziej utleniony koniec ła ńcucha piszemy u góry• wpisujemy pozostałe podstawniki• jeśli grupa OH lub odpowiadaj ąca jej (np., X, NH 2) jest

po prawej stronie, to zwi ązek nale ży do szeregu D,po lewej stronie – do szeregu L

kwas (R)-mlekowy kwas D-mlekowy

CHO

HO CH2OH

H

2

3 11

2

3SR

aldehyd glicerynowy

zgodnie z ruchem wskazówek zegara

niezgodnie z ruchem wskazówek zegara

OH

CHO

HOH2C

H

1. OH2. CHO3. CH2OH4. H

Izomeria optyczna

CHO

*CHOH

CH2OH

CHO

CH3

OHH

CH2OHCH2OH

OHH

CHO

wzór Fischera

CH2OH

HOH

CHO

Izomeria optyczna

dwa centra asymetriiwzory przestrzenne

2R, 3S 2S, 3R 2R, 3R 2S, 3S

Izomeria optyczna

projekcja Fischera = wzory Fischeradla zwi ązków z dwoma centrami asymetrii

• pionow ą prost ą przecinamy tyloma poziomymi, ile jest

chiralnych atomów w ęgla (C*)

• nadal aktualne s ą wszystkie poprzednie zało żenia

• jeśli grupa OH lub odpowiadaj ąca jej (np., X, NH 2)

przy najni żej poło żonym C* jest po prawej stronie, to

związek nale ży do szeregu D

20

Izomeria optyczna

dwa centra asymetriiwzory Fischera

enancjomery enancjomery

?diastereoizomery

H

H

CH2OH

OH

CHO

OH HOH

OH

CH2OH

H

CHO

H

OH

CH2OH

H

CHO

OH

A B C D

B+C, A+C, B+D, A+D

HOH

H

CH2OH

OH

CHO

Izomeria optyczna

dwa centra asymetrii i płaszczyzna symetrii

enancjomery enancjomeryH

HOH

OH

COOH

COOH

HOH

OHH

COOH

COOH

H

OHH

OH

COOH

COOH

HOH

HOH

COOH

COOH

2R, 3R 2S, 3S 2R, 3S 2S, 3R

płaszczyzna symetrii

=

kwas L-winowy kwas D-winowy kwas mezowinowy

forma mezo nieczynna optyczniezwiązek achiralny mimo C*

A B C

enancjomery

diastereoizomery: A+C, B+C

Izomeria optyczna

diastereoizomery• izomery optyczne nie b ędące odbiciami lustrzanymi • część atomów ma tak ą samą konfiguracj ę,

ale przynajmniej jeden inn ą

właściwo ści diastereoizomerów• mają różną skr ęcalno ść właściw ą • mają różne wła ściwo ści fizyczne (np. temp. topnienia, rozpuszczalno ść)

• można je rozdzieli ć

ilość izomerów optycznych zwi ązku o ncentrach chiralnych

2n

Przekształcanie wzorów tetraedrycznych we wzory Fischera

• ustawi ć cząsteczk ę tak, by wi ązania poziome były skierowane przed, a pionowe za płaszczyzn ę

• rozpłaszczy ć cząsteczk ę

Radawykona ć model tetraedrycznego (sp 3) atomu w ęgla

z plasteliny i zapałek i ... ćwiczy ć

D czy L ?

płaski karbokation sp 2atak

Przykład reakcji z utworzeniem C*addycja elektrofilowa do C=C

Halogenkichlorki, bromki, jodki , fluorki

Znaczenie: rozpuszczalnikianestetykiczynniki chłodz ącepestycydy

X = F, Cl, Br, J

wiązanie spolaryzowane:związki polarne,

Ale nierozpuszczalne w wodzie

21

Halogenki alkilowewłaściwo ści fizyczne

• gęstość: monochlorki < 1 g/cm 3

bromki 1.2-14 g/cm 3

jodki 1.4-1.9 g/cm 3

di- i tripochodne – odpowiednio wy ższe gęstości

• temperatura wrzenia: znacznie wy ższa ni ż odpowiednich w ęglowodorów

• chlorek propylu 47 °C• bromek propylu 71 °C• jodek propylu 102 °C

Nazewnictwo halogenków alkilowych

halogenek alkilu = halogenek alkilowy = halogenoalk an

cis-4,5-dichloro-1-(2-chloroetenylo)-2,4-dimetylocykloheksen

Halogenki alkilowe – metody otrzymywaniaaddycja elektrofilowa do alkenów

addycja halogenu

dihalogenek alkilowy

addycja halogenowodoru

monohalogenek alkilowy

zgodnie z reguł ą Markownikowa tworzy si ę

halogenek o wy ższej rzędowo ści

HBr

Br

aleHBr

ROORBr

Halogenki alkilowe – metody otrzymywaniaaddycja wolnorodnikowa HBr do alkenów

niezgodna z reguł ą Markownikowa

Br.

atakuje pier ścien od góry lub od dołu, powstaje trwalszy karborodnik 3º, a nast ępnie halogenek o ni ższej rz ędowo ści

HBrROOR

wolnorodnikowa substytucja w alkanach

Niedogodno ść reakcji: mieszanina produktów, wymagane wydzielanie

Br CH3

Halogenki alkilowe – metody otrzymywaniasubstytucja nukleofilowa w alkoholach

reakcja alkoholi z halogenowodorami

reakcja alkoholi z halogenkami tribromkiem/trichlorkiem fosforu lub chlorkiem tionylu (alkohole 1° i 2°)

Reakcje halogenków alkilowychprowadz ące do alkoholi

substytucja nukleofilowa

alkohole1°

alkohole3°

22

Substytucja nukleofilowa

odczynniki nukleofilowe: zasadowo ść a nukleofilowo ść

H2O lub OH – (mocna zasada, średni nukeofil)

X – (słaba zasada, mocny nukeofil)

NH3, RNH2, R2NH, R3N

CN –

HC C –

ROH lub CH 3O –

CH3COO –

nukleofil: zawiera atom bogaty w elektrony, który mo że tworzy ć wiązanie oddaj ąc par ę elektronów atomowi w ęgla ubogiemu w elektrony

może mieć ładunek ujemny

Substytucja nukleofilowa inne wła ściwo ści halogenków alkilowych

synteza nitryli

synteza amin

synteza eterów

synteza alkinówalkilowanie

acetylenków

Reakcje halogenków alkilowychX = F, Cl, Br, J

atak nukleofila

Nu: lub Nu: -

Nu -nukleofil

wchodz ący

X - nukleofil odchodz ący

(opuszczaj ący)

substytucja nukleofilowa S N

eliminacja nukleofilowa E

dwie reakcje konkurencyjne, zachodz ące w tym samym środowisku, ale z ró żną łatwo ścią i szybko ścią;

zwykle powstaj ą dwa produkty: substytucji i eliminacji

Substytucja i eliminacja nukleofilowa S N i E

Na proporcje produktów wpływa:

• budowa substratu: 1 ° - łatwiej S N, 3° - łatwiej E

• zasadowo ść i nukleofilowo ść odczynnika Nu, oraz jego st ężenie:

im wy ższe te warto ści tym łatwiej E

• temperatura reakcji: im wy ższa tym łatwiej E

• rozpuszczalnik: im bardziej polarny tym łatwiej E

Konkurencyjno ść reakcji S N i E

Substytucja i eliminacja nukleofilowa -przykłady reakcji halogenków

EtOH

Lub KOH,EtOH

Reguła Zajcewa(odwrotna do reguły Markownikowa)

w reakcji eliminacji oderwaniu ulega wodór od s ąsiedniego najmniej uwodornionego atomu w ęgla

CH3CH2CH=CH2

Substytucja i eliminacja nukleofilowa -konkurencyjno ść

SN E

23

Substytucja i eliminacja nukleofilowa -Konkurencyjno ść reakcji

Słaby Nu – przewaga S N

Mechanizm substytucji nukleofilowejatak Nu: na centrum

elektrofilowe od strony przeciwnej

• jeden etap• dwie cz ąsteczki

płaski stanprzej ściowy:

obydwie grupy poł ączone z C

odej ście grupy opuszczaj ącej

SN2

Substytucja nukleofilowa dwucz ąsteczkowa SN2

inwersja=odwróceniekonfiguracji R S

reakcja dwucz ąsteczkowa = reakcja drugiego rz ędu

szybko ść reakcji zale ży od st ężenia dwu reaguj ących substancji

szybko ść reakcji = k [RX] [Nu:]

halogenek 2 °

halogenek 1° łatwiej ni ż 2°

metylowy >1 °>2°>3° (nie reaguj ą) z produktu optycznie czynnego powstaje mieszanina enanc jomerów

reakcja z racemizacj ą

Mechanizm ??? – inny ni ż SN2

Mechanizm substytucji nukleofilowej

halogenek 3 °brak miejsca na atak od strony

przeciwnej

3°C*

bromek tert-butylu tert-butanol

SN1

etap decyduj ącyo szybko ści

reakcji ?

ile cz ąsteczek bierze w nim

udział?

etap I wolny etap II szybki

jedna,tylko

substrat

ETAP I odszczepienie grupy

opuszczaj ącej:utworzenie karbokationu

ETAP II atak Nu: wchodz ącego

na karbokation:przył ączenie

Substytucja nukleofilowa jednocz ąsteczkowa SN1Substytucja nukleofilowa jednocz ąsteczkowa SN1

płaski karbokation

reakcja jednocz ąsteczkowa = reakcja pierwszego rz ęduszybko ść reakcji zale ży od st ężenia jednego z substratów

szybko ść reakcji = k [RX]

reakcja dwuetapowao szybko ści reakcji decyduje etap najwolniejszy

racemizacja (C*)R R + SS S + R

3°>2°>1°

24

Reakcje eliminacji nukleofilowej –mechanizm analogiczny jak mechanizm S N

Reakcja E2

Reakcja E1

Substytucja i eliminacja nukleofilowa -przewidywanie mechanizmu i produktów

substrat 1 ° SN2 i E2 ( łatwiej S N)

substrat 3 ° SN1 i E1 ( łatwiej E)

substrat 2 ° mechanizm zale ży od innych czynników:

zasadowo ść i nukleofilowo ść odczynnika Nu, st ężenie, temperatura

Dihalogenki alkilowesynteza alkenów synteza alkinów

synteza halogenków winylowych

Halogenki aromatyczne (arylowe)syntezasubstytucja elektrofilowa

właściwo ścisubstytucja nukleofilowa, ani S N1 ani SN2

Właściwo ści halogenków alkilowych i arylowychTworzenie zwi ązków Grignarda (magnezoorganicznych)

podatne na atak kwasów i elektrofili

Właściwo ści zwi ązków Grignarda

rozkład pod wpływem: wody, kwasów, alkoholi, amin

Halogenki R-X Alkohole R-OH

1°

2°

3°

Rzędowo ść alkoholi= rzędowo ści atomu w ęgla poł ączonego z OH

CH3OH ?

NazewnictwoStarszeństwo grup funkcyjnych wyst ępujących

w przyrostkach:R4N+Cl > R-COOH > R-SO3H > R-COO-Na+

> R-COOR’ > R-COCl > R-CONH2 > R-CN

> R-CHO > R-CO-R’

> R-OH > Ar-OH > R-NH2

Tylko jedna „najstarsza” grupa funkcyjna mo że być w przyrostku !!! Jest to grupa decyduj ąca o klasyfikacji zwi ązku

alkanol, alkano diolalkohol alkilowy

nazwa systematycznanazwa zwyczajowa

Alkohole

podstawnikprzedrostek hydroksy

wiązanie spolaryzowane:związki polarne,

C1-C6 rozpuszczalne w wodzie

AlkoholeWłaściwo ści fizyczne

temperatura wrzenia

wiązanie wodorowe

25

Otrzymywanie alkoholiMetanol

Etanolfermentacja

metoda uniwersalna

elektrofilowe przył ączenie wody do etylenu

biopaliwo

trucizna!! LD50 10.6 g/kg

Otrzymywanie alkoholi z alkenów

reakcja hydroborowania

niezgodnie z reguł ą Markownikowa:

alkohol o ni ższej rz ędowo ści

H2O2,OH-

CH3CH2OH

reakcja addycji elektrofilowej wody

zgodnie z reguł ą Markownikowa: alkohol o wy ższej rz ędowo ści

Otrzymywanie alkoholiz halogenków w reakcjach substytucji nukleofilowej

3°

1° i 2°

Otrzymywanie alkoholi redukcja zwi ązków karbonylowych

związek karbonylowy-C=O grupa karbonylowa

alkohol

[H]=reduktor

odczynniki redukuj ące: NaBH 4, LiAlH 4 (wodorki) lub H 2/ /kat.

redukcja aldehydów – 1 ° alkohole

redukcja ketonów – 2 ° alkohole

selektywna redukcja grupy karbonylowej

Otrzymywanie alkoholi

redukcja kwasów karboksylowych 1° alkohol

dwa alkohole: 1° (z cz ęści kwasowej) i inny redukcja estrów podatne na atak kwasów

i odczynnikow elektrofilowych

Otrzymywanie alkoholi addycja zwi ązków Grignarda do zwi ązków

karbonylowych

O

C

δ-

δ+

26

Otrzymywanie alkoholi addycja zw. Grignarda do zw. karbonylowych

• reakcja formaldehydu – 1° alkohole

• reakcja innych aldehydów – 2° alkohole

• reakcja ketonów – 3° alkohole

Reakcje (wła ściwo ści chemiczne) alkoholi

Alkohole jako kwasy - rozerwanie wi ązania O–H

anionalkoksylowy

(CH3)3COH < CH3CH2OH < CH3OH < HOH < CF3OH

szeregi kwasowo ści

RH < NH3 < HC CH < CH3OH < HOH

rozerwanie wiązania

rozerwanie wiązania

Reakcje alkoholirozerwanie wi ązania O – H

Alkohole jako kwasy: alkoholany

reakcja z metalami (tylko litowce: K, Na)

reakcja z mocnymi zasadami

reakcje tworzenia estrów

reakcje utleniania alkoholi

Reakcje alkoholirozerwanie wi ązania O – H

1° alkohol – kwas karboksylowy [O]czynniki utleniaj ące

do kwasów: KMnO 4, H+

Na2Cr2O7 , H+

CrO3/H2SO4(odczynnik Jonesa)

1° alkohol – aldehyd reakcja wymaga specjalnych warunków (np. PCC)

2° alkohol – keton 3° alkohol – nie zachodzi

Reakcje alkoholirozerwanie wi ązania C – O

substytucja nukleofilowa halogenem

HCl, HBr

3° >2° >1°

SOCl2, PBr 3

protonowanie alkoholu: pierwszy etap reakcji elimina cji wody z alkoholi

Reakcje alkoholirozerwanie wi ązania C – O

Alkohole jako zasadyprotonowanie alkoholu: pierwszy etap reakcji S N1, SN2 i E

jonoksoniowy

3° SN1

1° SN2

mechanizm dehydratacji alkoholi E1 H2O + H+ H3O+

27

dehydratacja alkoholi - odszczepienie H 2O

kwas siarkowy

Reakcje alkoholirozerwanie wi ązania C – O

reaktywno ść alkoholi w reakcji eliminacji

3° >2° >1°

reguła Zajcewa

75%, 140°

60%, 100°

20%, 90°

Otrzymywanie dioli z alkenów reakcje utleniania

KMnO 4

reakcja rozszczepienia dioli wicynalnych

Reakcje dioli

KMnO4

H+

Diole

Fenole

Właściwo ści fizyczne fenoli

• wysokowrz ące ciecze lub ciała stałe• trudno rozpuszczalne w wodzie

(poza fenolem 9g w 100g)

Fenole naturalne – z olejków eterycznych

Otrzymywanie fenoli

Otrzymywanie fenoli

Reakcje fenoli

utlenianie fenoli do chinonów

Reakcje fenoli

stabilizacja anionu fenolanowego przez rezonans

Kwasowo ść fenoli:nitrofenol > fenol > metylofenol > woda > alkohol

kwasowo ść fenoli

wzrostkwasowo ści

obni żeniekwasowo ści

wpływ podstawnika na

kwasowo ść

Reakcje fenolisubstytucja elektrofilowa w fenolachgrupa OH bardzo silnie aktywuje pier ścień aromatyczny

nitrowanie bromowanie

alkilowanie

• CH3 słabo aktywuje o- i p-• OH silnie aktywuje o- i p-

28

EteryR – O – R (R – O – H, H – O – H)

Epoksydy = oksirany

Właściwo ści fizyczne eterów

• mało polarne• temperatura wrzenia:

heptan 98 °Ceter metylowo-pentylowy 100 °Cheksanol 157 °C

Otrzymywanie eterówsynteza z alkoholi

synteza Williamsona (reakcja S N halogenków 1 ° i 2° )

Reakcje eterów - bierne chemicznie

rozszczepienie

Tiole

Otrzymywanie tioli

z halogenków alkilowych - S N2

wodorosiarczek sodu

Właściwo ści tioli

disulfid

utlenianie