Aleksander Kołodziejczyk Krystyna Dzierzbicka CHEMII. organicznej Tom 2

Transkrypt

1 Aleksander Kołodziejczyk Krystyna Dzierzbicka CHEMII organicznej Tom 2 Gdansk 2014

2 PRZEWODNICZĄCY KOMITETU REDAKCYJNEGO WYDAWNICTWA POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ Janusz T. Cieśliński RECENZENT Elżbieta Luboch PROJEKT OKŁADKI Katarzyna Olszonowicz Wydanie I 2013 Wydano za zgodą Rektora Politechniki Gdańskiej Oferta wydawnicza Politechniki Gdańskiej jest dostępna pod adresem zamówienia prosimy kierować na adres wydaw@pg.gda.pl Copyright by Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej Gdańsk 2014 Utwór nie może być powielany i rozpowszechniany, w jakiejkolwiek formie i w jakikolwiek sposób, bez pisemnej zgody wydawcy ISBN , t. 1-2 ISBN , t. 2 WYDAWNICTWO POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ Wydanie II. Ark. wyd. 12,3, ark. druku 19,25, 1036/802 Druk i oprawa: EXPOL P. Rybiński, J. Dąbek, Sp. Jawna ul. Brzeska 4, Włocławek, tel

3 SPIS TREŚCI 14. ZWIĄZKI KARBONYLOWE Budowa grupy karbonylowej Reaktywność związków karbonylowych Addycja nukleofilowa do grupy karbonylowej Substytucja na karbonylowym atomie węgla Reakcje kondensacji związków karbonylowych ALDEHYDY I KETONY Występowanie Nomenklatura aldehydów Systematyczna Karboaldehydowa Przedrostkowa Odkwasowa Nazwy zwyczajowe Nomenklatura ketonów Systematyczna Grupowo-funkcyjna Podstawnikowa Zwyczajowa Właściwości fizykochemiczne Otrzymywanie aldehydów Utlenianie Odwodornienie Ozonoliza Redukcja pochodnych kwasów karboksylowych Redukcja Rosenmunda Hydroliza geminalnych dihalogenopochodnych Hydratacja alkinów Otrzymywanie ketonów Utlenianie Ozonoliza Acylowanie Właściwości chemiczne Utlenianie Addycja nukleofilowa Addycja wody tworzenie geminalnych dioli Addycja cząsteczki alkoholu tworzenie hemiacetali, acetali i tioacetali Reakcje aldehydów i ketonów ze związkami Grignarda Addycja nukleofilowa HCN; otrzymywanie cyjanohydryn Addycja jonu wodorkowego redukcja wodorkami Redukcja katalityczna Reakcja Cannizzaro... 33

4 Reakcje kondensacji Kondensacja aldolowa Mieszane (krzyżowe) reakcje kondensacji aldolowej Wewnątrzcząsteczkowa kondensacja aldolowa reakcje cyklizacji Addycja nukleofilowa do -nienasyconych aldehydów i ketonów Azotowe pochodne aldehydów i ketonów Redukcja Wolffa-Kiżnera Reakcja haloformowa Kondensacja pinakolinowa Addycja wodorosiarczanu (IV) połączenia bisulfitowe Reakcja Wittiga Tautomeria keto-enolowa Polimeryzacja aldehydów KWASY KARBOKSYLOWE Budowa grupy karboksylowej Parametry grupy karboksylowej Dimeryzacja kwasów karboksylowych Występowanie Nomenklatura Nazwy zwyczajowe Nomenklatura systematyczna Nazewnictwo podstawnikowe Właściwości fizyczne i fizjologiczne Temperatura wrzenia Temperatura topnienia Rozpuszczalność Zapach Otrzymywanie Źródła naturalne Otrzymywanie kwasu octowego Otrzymywanie kwasu mrówkowego Utlenianie aldehydów Utlenianie alkanów Utlenianie alkiloarenów Karboksylowanie związków Grignarda Hydroliza pochodnych kwasów karboksylowych Synteza malonowa Metody mikrobiologiczne i enzymatyczne Właściwości chemiczne Kwasowość Wpływ podstawników na moc kwasów Wpływ podstawników w pierścieniu na moc kwasu benzoesowego Redukcja grupy karboksylowej Reakcja Hunsdieckera dekarboksylacja Reakcja Hella-Volharda-Zielińskiego Pochodne kwasów karboksylowych Atak nukleofilowy na acylowy atom węgla Estry aktywne HALOGENKI KWASOWE Występowanie Nomenklatura... 74

5 Otrzymywanie Właściwości fizyczne i fizjologiczne Właściwości chemiczne Hydroliza Alkoholiza Amonoliza i aminoliza Redukcja Reakcje ze związkami metaloorganicznymi Acylowanie Friedla-Craftsa BEZWODNIKI KWASOWE Występowanie Nomenklatura Otrzymywanie Acylowanie soli kwasów Przemysłowa produkcja bezwodnika octowego Za pomocą dicyklokarbonylodiimidu (DCC) Dehydratacja termiczna kwasów dikarboksylowych Właściwości chemiczne Hydroliza Alkoholiza Amonoliza (aminoliza) Redukcja Reakcja ze związkami Grignarda Acylowanie Friedla-Craftsa ESTRY KWASÓW KARBOKSYLOWYCH Występowanie Nomenklatura Systematyczna Nazewnictwo opisowe Sposób podstawnikowy Otrzymywanie Alkoholiza chlorków kwasowych Alkoholiza bezwodników Alkilowanie soli kwasów karboksylowych Addycja kwasów karboksylowych do alkenów Reakcja estryfikacji Właściwości fizyczne i fizjologiczne Substancje zapachowe Właściwości chemiczne estrów Hydroliza Alkoholiza estrów Amonoliza (aminoliza) Redukcja Reakcje ze związkami metaloorganicznymi Kodensacja Claisena Cyklizacja Dieckmanna wewnątrzcząsteczkowa kondensacja estrów Zastosowanie acetylooctanu etylu w syntezie organicznej Synteza malonowa Zastosowanie cyjanooctanu etylu w syntezie organicznej Reakcja addycji Michaela Mechanizm reakcji

6 Akceptory i donory Michaela Przykłady reakcji addycji Michaela Redukcja wodorkami, czyli addycja anionu wodorkowego Addycja związków metaloorganicznych Reakcja Knovenagla substytucja acylowa AMIDY Rodzaje amidów Elektronowa budowa grupy amidowej Występowanie Nomenklatura Nazwy zwyczajowe Nazwy systematyczne Sposób karboksyamidowy Podstawnikowa Pochodne acylowe amin Otrzymywanie Amonoliza (aminoliza) pochodnych kwasów karboksylowych Przegrupowanie Beckmanna Właściwości fizyczne Właściwości chemiczne Hydroliza Alkoholiza, amonoliza, hydrazynoliza Redukcja Dehydratacja Przegrupowanie Hofmanna Reakcje ze związkami metaloorganicznymi NITRYLE Budowa grupy cyjankowej (nitrylowej) Występowanie Nomenklatura Systematyczna Wywodząca się z nazw kwasów karboksylowych Za pomocą przyrostka karbonitryl Grupowo-funkcyjna Podstawnikowa Otrzymywanie Alkilowanie soli cyjanowodoru Dehydratacja amidów Addycja akrylonitrylu, cyjanoetylowanie Reakcja Sandmeyera Właściwości fizyczne i fizjologiczne Właściwości chemiczne Hydroliza Redukcja Reakcja z odczynnikami metaloorganicznymi Reakcja Rittera AMINY ALIFATYCZNE Wprowadzenie Budowa grupy aminowej Chiralność amin

7 Występowanie Nomenklatura Nazewnictwo zwyczajowe Nazewnictwo systematyczne amin Symetryczne aminy 2 i Niesymetryczne aminy 2 i Aminy aromatyczne Aminy cykliczne Otrzymywanie i zastosowanie Alkilowanie amoniaku Synteza Gabriela Redukcyjne aminowanie Przegrupowanie Hofmanna i Curtiusa Redukcja nitrozwiązków, azydków, nitryli i oksymów Reakcja Rittera Właściwości fizyczne i fizjologiczne Właściwości chemiczne Zasadowość Nukleofilowość Alkilowanie Arylowanie Acylowanie Rozróżnianie rzędowości amin Czwartorzędowe sole amoniowe Otrzymywanie Chiralność Reakcja eliminacji Hofmanna AMINY AROMATYCZNE Otrzymywanie Redukcja Amonoliza halogenków arylowych Właściwości chemiczne Reakcje substytucji elektrofilowej Sulfanilamidy Reakcje amin z kwasem azotowym(iii) Reakcja amin alifatycznych Reakcje 1 amin aromatycznych Reakcje 2 amin aromatycznych Reakcje 3 amin aromatycznych Sole diazoniowe Reakcje substytucji soli diazoniowych Reakcja zagotowania otrzymywanie fenoli Reakcja Sandmeyera Jodowanie Fluorowanie Arylowanie Reakcja odaminowania Redukcja soli diazoniowych do arylohydrazyn Sprzęganie soli diazoniowych Barwniki azowe Wskaźniki Sulfonamidy

8 Redukcja związków nitrowych w środowisku zasadowym HETEROCYKLICZNE ZWIĄZKI AROMATYCZNE Pięcioczłonowe heterocykle aromatyczne Występowanie Otrzymywanie Właściwości fizyczne i fizjologiczne Właściwości chemiczne Właściwości kwasowo-zasadowe Zasadowość Kwasowość Polimeryzacja Substytucja elektrofilowa S E Barwniki pirolowe Barwniki dipirylometenowe Barwniki porfirynowe Indygo Nasycone, pięcioczłonowe związki heterocykliczne Sześcioczłonowe heterocykle aromatyczne Budowa cząsteczki pirydyny Występowanie Otrzymywanie pirydyny Właściwości fizyczne pirydyny Właściwości chemiczne pirydyny Reakcje substytucji elektrofilowej, S E Reakcje substytucji nukleofilowej Reakcja Cziczibabina Reakcja 2-pikoliny z aldehydami Hydroksypirydyny Utlenianie pirydyny i jej pochodnych Sole pirydyniowe Redukcja pirydyny Chinolina Otrzymywanie Substytucja elektrofilowa chinoliny HYDROKSYKWASY I HALOGENOKWASY Hydroksykwasy Występowanie Nomenklatura Otrzymywanie Hydroliza halogenokwasów Reakcja Reformackiego Reakcja cyjanohydrynowa i hydroliza cyjanohydryn Reakcja aminokwasów z kwasem azotowym(iii) Redukcja oksokwasów Początki stereochemii Odkrycia Pasteura Właściwości fizykochemiczne Konfiguracja względna Konfiguracja absolutna Korelacja konfiguracji Właściwości fizykochemiczne hydroksykwasów Właściwości chemiczne

9 Halogenokwasy Otrzymywanie Właściwości chemiczne Reakcja Reformackiego Reakcje S E halogenokwasów CUKRY (SACHARYDY) Wprowadzenie Podział cukrów Występowanie Nomenklatura Właściwości fizyczne i fizjologiczne Właściwości chemiczne Tworzenie układów hemiacetalowych Przekształcanie wzorów otwartej formy cukrów w hemiacetalowe pierścienie Anomeryzacja Epimeryzacja Acylowanie Alkilowanie Glikozydy Utlenienie Utlenienie do kwasów onowych Utlenienie do kwasów uronowych Utlenianie do kwasów arowych Utlenianie kwasem nadjodowym Redukcja Azotowe pochodne cukrów Skracanie i przedłużanie łańcucha węglowego cukrów Oligocukry Policukry ORGANICZNE POCHODNE KWASU WĘGLOWEGO Kwas barbiturowy i jego pochodne Pochodne tiomocznika Organiczne pochodne kwasu tiowęglowego Rezonans Tautomeria AMINOKWASY I PEPTYDY Aminokwasy Wprowadzenie Występowanie Aminokwasy białkowe Aminokwasy niebiałkowe Nomenklatura Otrzymywanie Z hydrolizatów białkowych Synteza chemiczna Otrzymywanie aminokwasów chiralnie czystych Krystalizacja diastereoizomerycznych soli Rozdzielanie za pomocą enzymów Syntezy chiralnych aminokwasów Właściwości fizyczne i fizjologiczne

10 Właściwości fizjologiczne Chiralność Właściwości chemiczne aminokwasów Właściwości kwasowo-zasadowe Reakcja aminokwasów z kwasami i zasadami Reakcja z kwasem azotowym(iii) Acylowanie aminokwasów Estryfikacja grupy karboksylowej Peptydy Wiązanie peptydowe Nazewnictwo Sposób oznaczania aminokwasu N-terminalnego w peptydach i białkach Sposób oznaczania aminokwasu C-terminalnego w peptydach i białkach Skład aminokwasowy i sekwencja aminokwasów w peptydach i białkach Synteza peptydów Osłony peptydowe DCC jako odczynnik aktywujący funkcję karboksylową Aktywacja grupy karboksylowej za pomocą tworzenia mieszanego bezwodnika Metoda estrów aktywnych Zdejmowanie osłon z grup funkcyjnych Peptydy naturalne ZWIĄZKI FOSFOROORGANICZNE Alkilofosfany i arylofosfany (fosfiny) Nomenklatura Otrzymywanie Właściwości fizykochemiczne i fizjologiczne Chiralność fosfanów Właściwości chemiczne Tlenowe pochodne związków fosforoorganicznych Reakcja Wittiga-Hornera Reaktywność fosfanów BIBLIOGRAFIA SKOROWIDZ