Halogenki alkilowe- atom fluorowca jest związany z atomem węgla o hybrydyzacji sp 3 KLASYFIKACJA ZE WZGLĘDU NA BUDOWĘ FRAGMENTU ALKILOWEGO:

Podobne dokumenty
pierwszorzędowe drugorzędowe trzeciorzędowe (1 ) (2 ) (3 )

Otrzymywanie halogenków alkilów

18 i 19. Substytucja nukleofilowa w halogenkach alkili

Halogenki alkilowe RX

Chemia organiczna. Mechanizmy reakcji chemicznych. Zakład Chemii Medycznej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego

R E A K C J E E L I M I N A C J I

Stereochemia Ułożenie atomów w przestrzeni

10. Eliminacja halogenków alkili

20 i 21. Eliminacja halogenków alkili

R-X X = halogen Nazewnictwo: podstawnik halogenowy w szkielecie alkanu lub halogenek alkilu/arylu. F Br H 3 C

Alkeny: Struktura, nazewnictwo, Termodynamika i kinetyka

Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu - halogenowęglowodory + przykładowe zadania z rozwiązaniami

10. Alkeny wiadomości wstępne

Reakcje alkoholi, eterów, epoksydów, amin i tioli

Elementy chemii organicznej

1. REAKCJA ZE ZWIĄZKAMI POSIADAJĄCYMI KWASOWY ATOM WODORU:

Slajd 1. Reakcje alkinów

11. Reakcje alkoholi, eterów, epoksydów, amin i tioli

Fluorowcowęglowodory są to pochodne węglowodorów, gdzie jeden lub więcej atomów wodoru jest podstawione atomem fluorowca. Fluorowcowęglowodory mogą

ALKENY WĘGLOWODORY NIENASYCONE

Pochodne węglowodorów, w cząsteczkach których jeden atom H jest zastąpiony grupą hydroksylową (- OH ).

Fluorowcopochodne węglowodorów to fluorowcozwiązki organiczne będące pochodnymi węglowodorów, w których jeden lub więcej atomów wodoru zastąpionych

CHEMIA 10 WĘGLOWODORY I ICH FLUOROWCOPOCHODNE. ALKOHOLE I FENOLE. IZOMERIA. POLIMERYZACJA.

Laboratorium. Podstawowe procesy jednostkowe w technologii chemicznej

Addycje Nukleofilowe do Grupy Karbonylowej

Wykład 19 XII 2018 Żywienie

węglowodory łańcuchowe lub cykliczne posiadające dwa wiązania podwójne C=C KLASYFIKACJA DIENY SKUMULOWANE alleny (kumuleny)

RJC A-B A + B. Slides 1 to 27

Reakcje benzenu i jego pochodnych

RJC E + E H. Slides 1 to 41

Węglowodory poziom rozszerzony

Alkeny - reaktywność

CHEMIA 10. Oznaczenia: R - podstawnik węglowodorowy, zwykle alifatyczny (łańcuchowy) X, X 2 - atom lub cząsteczka fluorowca

Zarys Chemii Organicznej

ZWIĄZKI MAGNEZOORGANICZNE. Krystyna Dzierzbicka

Klasyfikacja i przykłady ETERY

Alkeny. Wzór ogólny alkenów C n H 2n. (Uwaga identyczny wzór ogólny mają cykloakany!!!)

Wykład 7. Korzystałem z : R. Morrison, R. Boyd: Chemia organiczna (wyd. ang.)

Wskaż grupy reakcji, do których można zaliczyć proces opisany w informacji wstępnej. A. I i III B. I i IV C. II i III D. II i IV

3. Wprowadzenie do nazewnictwa związków organicznych

Podstawy chemii organicznej. T. 1 / Aleksander Kołodziejczyk, Krystyna Dzierzbicka. wyd. 3. Gdańsk, Spis treści

ZWIĄZKI FOSFOROORGANICZNE

-pinen (składnik terpentyny)

Elementy chemii organicznej

Mechanizm dehydratacji alkoholi

Zdzisław Głowacki. Zakres podstawowy i rozszerzony. Odpowiedzi i rozwiązania zadań. Rozdział 2. Strona Linia zadanie Jest Powinno być

A B C D A B C 4. D A B C D

δ + δ - δ + R O H RJC R δ + δ - δ - δ + R O R Grupy Funkcyjne δ + O NH 2 R N H H R N Slides 1 to 41

Slajd 1. Wstęp do chemii organicznej. Nomenklatura, własności fizyczne, struktura. eter. mapa potencjału elektrostatycznego cząsteczki eteru etylowego

Aminy. - Budowa i klasyfikacja amin - Nazewnictwo i izomeria amin - Otrzymywanie amin - Właściwości amin

CH 3 OH C 2 H 5 OH H 3 C CH 2 CH 2 OH H 3 C CH CH 3 OH metanol etanol propan-1-ol propan-2-ol H 2 C CH 2 OH OH H 2 C CH CH 2 OH OH OH

PRZYKŁADOWE ZADANIA WĘGLOWODORY

Kolokwium z SUBSTYTUCJI NUKLEOFILOWEJI, ELIMINACJI, ADDYCJI Autorzy: A. Białońska, M. Kijewska

Rozdział 6. Odpowiedzi i rozwiązania zadań. Chemia organiczna. Zdzisław Głowacki. Zakres podstawowy i rozszerzony

R 4 R 1 R 4 R 1 R R 2 = R 3 R 1 R 2 R 2 R 1 R 3 R 1 R 3 R 3 R 3 R 1 H R 1 H R 1 R 4. Zakład Chemii Organicznej: kopiowanie zabronione.

Kartkówka nr 1 Imię i Nazwisko:.. Nr albumu 1) Wskaż indywiduum chemiczne, w którym cząstkowy ładunek na atomie tlenu wynosi -1.

4-6. Wprowadzenie do nazewnictwa związków organicznych

Węglowodory poziom podstawowy

18. Reakcje benzenu i jego pochodnych

WĘGLOWODORY AROMATYCZNE

POŁOŻENIA SYGNAŁÓW PROTONÓW POŁOŻENIA SYGNAŁÓW ATOMÓW WĘGLA

Wykład 5 XII 2018 Żywienie

Elektrochemiczna synteza pochodnych cukrowych 5 -steroidów (streszczenie)

Spis treści 1. Struktura elektronowa związków organicznych 2. Budowa przestrzenna cząsteczek związków organicznych

EGZAMIN WSTĘPNY NA STUDIUM DOKTORANCKIE W CBMIM PAN W ŁODZI. Zestaw pytań z chemii organicznej

Metody fosforylacji. Schemat 1. Powstawanie trifosforanu nukleozydu

Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu - węglowodory nasycone - alkany + przykładowe zadania

węglowodory posiadające wiązanie podwójne (p) C=C a-pinen (składnik terpentyny)

1. Katalityczna redukcja węglowodorów zawierających wiązania wielokrotne

Węglowodory aromatyczne (areny) to płaskie cykliczne związki węgla i wodoru. Areny. skondensowane liniowo. skondensowane kątowo

Stałe siłowe. Spektroskopia w podczerwieni. Spektrofotometria w podczerwieni otrzymywanie widm

Związki aromatyczne (by Aleksandra Kołodziejczyk, UG)

Materiały dodatkowe - węglowodory

AMINY. nikotyna. tytoń szlachetny. pseudoefedryna (SUDAFED) atropina. muskaryna H 3 C CH 3 O

MECHANIZMY FRAGMENTACJI ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH. Copyright 2003 Witold Danikiewicz

Błędy w skrypcie: Chemia organiczna Kurs podstawowy. str. 4 (tytuł podrozdziału ) jest (reakcja Karasha), powinno być (reakcja Kharascha)

KOLOKWIUM II - ROZWIĄZANIA Chemia organiczna B,

Slajd 1. Związki aromatyczne

8. Delokalizacja elektronów i reaktywność dienów sprzężonych

Zakres materiału do sprawdzianu - alkeny, alkiny i areny + przykładowe zadania

Zarówno 1 o aminy alifatyczne jak i aromatyczne reagują z kwasem azotowym(iii) (HNO 2 ) dając sole diazoniowe. Do przeprowadzenia procesu diazowania

Substytucje Nukleofilowe w Pochodnych Karbonylowych

Zadanie: 2 (4 pkt) Napisz, uzgodnij i opisz równania reakcji, które zaszły w probówkach:

Kwasy karboksylowe grupa funkcyjna: -COOH. Wykład 8 1

Slajd 1. Etery i epoksydy. Slajd 2. Wprowadzenie. Wzór R-O-R, gdzie R tos alkil lub aryl Symetryczne lub asymetryczne Przykłady: CH 3 O CH 3 O CH 3

Wykład 6. Korzystałem z : R. Morrison, R. Boyd: Chemia organiczna (wyd. ang.)

Substytucja nukleofilowa

4. Stereoizomeria. izomery. konstytucyjne różne szkielety węglowe, różne grupy funkcyjne różne położenia gr. funkcyjnych

Alkany. Alkeny. Alkiny

7-9. Stereoizomeria. izomery. konstytucyjne różne szkielety węglowe, różne grupy funkcyjne różne położenia gr. funkcyjnych

X / \ Y Y Y Z / \ W W ... imię i nazwisko,nazwa szkoły, miasto

14. Reakcje kwasów karboksylowych i ich pochodnych

RJC Y R R Y R R R H R H. Slides 1 to 24

Materiały do zajęć dokształcających z chemii organicznej

Reakcje związków karbonylowych zudziałem atomu węgla alfa (C- )

Jak analizować widmo IR?

XX KONKURS CHEMICZNY DLA SZKÓŁ PONADGIMNAZJALNYCH MIASTA KIELCE

O MATURZE Z CHEMII ANALIZA TRUDNYCH DLA ZDAJĄCYCH PROBLEMÓW

Chemia organiczna. Zagadnienia i przykładowe pytania do kolokwiów dla Biotechnologii (I rok)

17. CH 2 CH CH 2 C CH 18. CH

Transkrypt:

FLUOROWCOPOCHODNE Halogenki alkilowe- atom fluorowca jest związany z atomem węgla o hybrydyzacji sp 3 KLASYFIKACJA ZE WZGLĘDU NA BUDOWĘ FRAGMENTU ALKILOWEGO: Cl CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 CH 3 -CH-CH 3 pierwszorzędowe drugorzędowe trzeciorzędowe (1 ) (2 ) (3 ) Br I CH 2 -C-CH 3 CH 3 CH 3 Cl-CH 2 -CH=CH 2 Cl-CH-CH=CH 2 1 2 3 Allilowe atom fluorowca przyłączony do allilowego atomu węgla Br F CH 2 -Cl CH-CH 3 H 3 C C-CH 3 1 2 3 Benzylowe atom fluorowca przyłączony do benzylowego atomu węgla 1

NOMENKLATURA HALOGENKÓW ALKILOWYCH dwa rodzaje nomenklatury: a) nomenklaturę podstawnikową (uniwersalna i zalecana) b) nomenklaturę grupowo-funkcyjną (powszechnie stosowana w przypadku pochodnych alifatycznych o niezbyt złożonej budowie) Nazwy podstawnikowe związków zawierających fluorowce tworzy się przez dodanie do nazwy szkieletu węglowego przedrostka: fluoro-, chloro-, bromo- lub jodo- i oznaczeniu jego położenia odpowiednim lokantem; zachowuje się poprzednio omówione reguły (najniższą kolejność alfabetyczną lokantów, itd.) Br C l Br Br Br I I C H 3 C H 2 C HC H 3 C H 2 C H 2 C HC H 2 C H 3 C H 3 C HC HC H 3 C H 2 C C H 2 C H 3 2-bromobutan 3-bromo-1-chloropentan 2,3-dibromobutan 1,2-dijodobutan nazwę złożonego podstawnika ujmuje się w nawiasy CH 3 CHCH 3 CH 2 =CHCHCH 2 CH 2 Cl Br 2 1 3 4 F 5-chloro-3-metylopent-1-en (1-bromoetylo)cykloheksan 4-fluorocykloheks-1-en najniższy lokant ma wiązanie podwójne 2

NOMENKLATURA HALOGENKÓW ALKILOWYCH Nazwy grupowo-funkcyjne składają się z dwóch słów; pierwsze słowo to fluorek, chlorek, bromek lub jodek, a następnie wymienia się nazwę grupy organicznej. C H 3 C H 3 C l C H 3 C H 2 C H 2 Br C H 3 C HBr chlorek metylu bromek propylu bromek izopropylu bromek 1-metyloetylu C H 3 C H 3 C HC H 2 C l chlorek izobutylu chlorek 2-metylopropylu 3

OTRZYMYWANIE FLUOROWCOPOCHODNYCH addycja elektrofilowa do wiązania wilokrotnego halogenowodoru (HX) lub halogenu (X 2 ) rodnikowa addycja bromowodoru do alkenów w obecności nadtlenków (niezgodnie z regułą Markownikowa) podstawienie nukleofilowe grupy hydroksylowej w alkoholach 4

REAKTYWNOŚĆ FLUOROPOCHODNYCH REAKCJA SUBSTYTUCJI NUKLEOFILOWEJ S N schemat ogólny Nu: = nukleofil; cząsteczka obojętna lub ujemnie naładowana, posiadająca wolne elektrony, dzięki którym tworzy wiązanie z atomem węgla obdarzonym całkowitym lub cząstkowym ładunkiem dodatnim. 5

REAKCJA SUBSTYTUCJI NUKLEOFILOWEJ S N 2 atak nukleofila na atom węgla od strony przeciwnej do wiązania C-X stan przejściowy - nukleofil i grupa odchodząca (X) jednocześnie związane z atomem węgla proces jednoetapowy, ale dwucząsteczkowy (w kluczowym etapie reakcji bierze udział cząsteczka nukleofila i halogenku alkilowego) 6

CECHY CHARAKTERYSTYCZNE REAKCJI S N 2: Szybkość reakcji zależy od stężenia obu reagentów: nukleofila oraz halogenku alkilowego. dwukrotne zwiększenie stężenia wodorotlenku sodu lub bromku etylu spowoduje dwukrotny wzrost szybkości reakcji Reakcja przebiega z inwersją (odwróceniem) konfiguracji!!! (R)-2-bromobutan (S)-butan-2-ol Szereg reaktywności halogenków -I > -Br > -Cl > -F wzrost szybkości reakcji Rozpuszczalniki protonowe (posiadające grupy OH) utrudniają przebieg reakcji S N 2. Rozpuszczalniki aprotonowe sprzyjają reakcji S N 2

WYKORZYSTANIE REAKCJI S N 2 8

REAKCJA SUBSTYTUCJI NUKLEOFILOWEJ S N 1 reakcja jednocząsteczkowa (S N 1), ale dwuetapowa (w kluczowym etapie reakcji następuje samorzutna jonizacja halogenku alkilowego) wolno szybko halogenek alkilowy karbokation produkt a produkt b (S)-2-bromobutan (R)-butan-2-ol (S)-butan-2-ol 9

CECHY CHARAKTERYSTYCZNE REAKCJI S N 1: Szybkość reakcji zależy od szybkości jonizacji halogenku alkilowego (nie zależy od stężenia nukleofila, ponieważ nie bierze on udziału w tym etapie reakcji) Jeśli atom halogenu w halogenku alkilowym jest przyłączony do asymetrycznego atomu węgla, to produkt reakcji powstaje w postaci mieszaniny racemicznej, tj. równomolowej mieszaniny dwóch enancjomerów. (R)-3-bromo-3- -3-metyloheksan-3-ol (R)-3-metyloheksan-3-ol metyloheksan 50% 50% Reakcja przebiega szybciej w przypadku halogenków trzeciorzędowych (3 ) i wolniej w przypadku halogenków pierwszorzędowych (1 ) 3, 2 allilowe; 3, 2 benzylowe; 3 alifatyczne > 2 alif. > 1 alif. > CH 3 + im szybciej powstaje karbokation, tym szybciej zachodzi reakcja ważna jest trwałości karbokationów! Rozpuszczalnikami odpowiednimi do prowadzenia reakcji są rozpuszczalniki protonowe (zawierające grupy OH): woda, alkohole, kwasy karboksylowe Solwoliza reakcja gdzie rozpuszczalnik jednocześnie pełni rolę nukleofila 2-bromopentan metanol 2-metoksypentan 10

Odróżnienie REAKCJI SUBSTYTUCJI NUKLEOFILOWEJ S N 1 od S N 2 Typ reakcji Rodzaj halogenku Nukleofil rozpuszczlanik S N 2 1 o, 2 o, 3 o Mocny (np.: KOH, CH 3 ONa, NaCN, NaN 3 ) Aprotonowy (DMSO, DMF, aceton) S N 1 1 o, 2 o,3 o Warunki solwolizy Słaby (H 2 O, CH 3 CH 2 OH, AcOH) 11

NUKLEOFILE o Nie można podać uniwersalnego szeregu reaktywności nukleofili. o Można porównywać względne szybkości reakcji tego samego halogenku alkilowego w różnymi nukleofilami w tych samych warunkach: CH 3 Br + Nu CH 3 Nu + Br Nu HS CN I CH 3 O OH NH 3 H 2 O Względna szybkość reakcji 125000 125000 100000 25000 16000 700 1 spadek szybkości reakcji 13

REAKTYWNOŚĆ FLUOROPOCHODNYCH REAKCJA ELIMINACJI Reakcja eliminacji zawsze towarzyszy reakcji substytucji nukleofilowej. zasada schemat ogólny Atom wodoru i halogen w konformacji antyperiplanarnej Reakcja jednoetapowa. Szybkość powstawania alkenu zależy od stężenia: halogenku alkilowego i od stężenia zasady 16

ELIMINACJA DWUCZĄSTECZKOWEJ E2 (E)- i (Z)-but-2-en (81%) produkty zgodne z regułą Zajcewa but-1-en (19% H(a) i Br w położeniu antyperiplanarnym H(b) i Br w położeniu antyperiplanarnym (Z)-but-2-en (E)-but-2-en 17

ELIMINACJA DWUCZĄSTECZKOWEJ E1 18

REAKTYWNOŚĆ FLUOROPOCHODNYCH Przebieg reakcji halogenków alkilowych z różnymi nukleofilami zależy od: budowy organicznego fragmentu halogenku alkilowego, rodzaju nukleofila, użytego rozpuszczalnika, temperatury reakcji, innych warunków. 19

REAKTYWNOŚĆ FLUOROPOCHODNYCH przykłady Wpływ budowy halogenku alkilowego: produkt substytucji S N 2 silna zasada produkt eliminacji E2 Wpływ rodzaju nukleofila: nukleofil neutralny niezbyt silny produkt substytucji S N 1 produkt eliminacji E2 silna zasada 20

WSPÓŁZAWODNICTWO MIĘDZY REAKCJĄ SUBSTYTUCJI A ELIMINACJI Halogenki 1 - z większością nukleofili reagują wg mechanizmu S N 2, ale w przypadku mocnych i dużych objętościowo zasad przeważa eliminacja E2. eter butylowo-etylowy but-1-en (S N 2; 90%) (E2; 10%) 1-bromobutan mocna, duża objętościowo zasada eter butylowo-t-bytylowy but-1-en (S N 2; 15%) (E2; 85%) 21

WSPÓŁZAWODNICTWO MIĘDZY REAKCJĄ SUBSTYTUCJI A ELIMINACJI Halogenki 2 mogą reagować wg wszystkich mechanizmów substytucji nukleofilowej (S N 2 i S N 1) i eliminacji (E2 i E1). silny nukleofil S N 2 słaby nukleofil S N 1 produkt główny E1 produkt uboczny silna zasada S N 2 produkt uboczny E2 produkt główny 22

WSPÓŁZAWODNICTWO MIĘDZY REAKCJĄ SUBSTYTUCJI A ELIMINACJI Halogenki 3 mogą ulegać podstawieniu tylko słabymi nukleofilami wg mechanizmu S N 1; towarzyszy temu eliminacja E1. W reakcji z silnymi nukleofilami ulegają eliminacji E2. słaby nukleofil silny nukleofil E2 23

FLUROWCOPOCHODNE przy atomie węgla sp 2 Reakcja eliminacji Reakcja eliminacji-addycji 25

FLUROWCOPOCHODNE zastosowania praktyczne cenne źródło surowców w syntezie chemicznej półprodukty w syntezie fungicydów, herbicydów, farmaceutyków, polimerów. 1915 - Ypres 26

FLUROWCOPOCHODNE zastosowania praktyczne Freony niepalne nietoksyczne bezzapachowe R-12 dichlorodifluorometan CCl 2 F 2 T w -30 o C R-11 trichlorofluorometan CCl 3 F T w 24 o C R 134a 1,1,1,2-tetrafluoroetan CH 2 FCF 3 T w 26,5 o C 27