Krystyna Dzierzbicka

Podobne dokumenty
Krystyna Dzierzbicka

Aldehydy i Ketony. Grupa karbonylowa: Keton. Aldehyd R H CO R 1 R 2

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

Addycje Nukleofilowe do Grupy Karbonylowej

Grupa karbonylowa. Grupa karbonylowa to grupa funkcyjna, w której atom tlenu połączony jest z atomem węgla podwójnym wiązaniem

Reakcje aldehydów i ketonów. grupa karbonylowa Z = H, aldehyd Z = R (czyli at. C), keton

Elementy chemii organicznej

ZWIĄZKI MAGNEZOORGANICZNE. Krystyna Dzierzbicka

Materiały dodatkowe związki karbonylowe

Reakcje związków karbonylowych zudziałem atomu węgla alfa (C- )

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

ZWIĄZKI FOSFOROORGANICZNE

Materiały dodatkowe kwasy i pochodne

ALDEHYDY, KETONY. I. Wprowadzenie teoretyczne

Halogenki alkilowe RX

Reakcje związków karbonylowych. Maria Burgieł R R C O. C O + Nu E C

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

wykład: Aldehydy i Ketony

Kwasy karboksylowe grupa funkcyjna: -COOH. Wykład 8 1

1. REAKCJA ZE ZWIĄZKAMI POSIADAJĄCYMI KWASOWY ATOM WODORU:

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

Zidentyfikuj związki A i B. w tym celu podaj ich wzory półstrukturalne Podaj nazwy grup związków organicznych, do których one należą.

KWASY KARBOKSYLOWE. Krystyna Dzierzbicka

Pochodne kwasów karboksylowych. Krystyna Dzierzbicka

Skala ocen: ndst 0 20, dst , dst , db , db , bdb Informacja:

Zagadnienia z chemii na egzamin wstępny kierunek Technik Farmaceutyczny Szkoła Policealna im. J. Romanowskiej

Mg I. I Mg. Nie można ich jednak otrzymać ze związków, które posiadają grupy chlorowcowe w tak zwanym ustawieniu wicynalnym.

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

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

Br Br. Br Br OH 2 OH NH NH 2 2. Zakład Chemii Organicznej: kopiowanie zabronione

REAKCJE PROBÓWKOWE 3. Aldehydy, ketony, cukry*

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

Aleksander Kołodziejczyk Krystyna Dzierzbicka CHEMII. organicznej Tom 2

Alkohole i fenole. Opracowanie: Bartłomiej SIEPSIAK klasa 3d Opiekun: p. Teresa Gębicka

Kwasy karboksylowe C O OH OH C CH 2 H OH CH 2 C CH 3 C OH C OH C OH. propionowy. mrówkowy. akrylowy. octowy. masłowy metakrylowy.

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

Podstawy chemii organicznej. T. 2 / Aleksander Kołodzieczyk, Krystyna Dzierzbicka. Gdańsk, Spis treści

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

I KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO. Imię i nazwisko Szkoła Klasa Nauczyciel Uzyskane punkty

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

KWASY KARBOKSYLOWE I ICH POCHODNE. R-COOH lub R C gdzie R = H, CH 3 -, C 6 H 5 -, itp.

Program wykładu Chemia Organiczna I

KARTA KURSU. Kod Punktacja ECTS* 4

HCOOH kwas metanowy ( mrówkowy ) CH 3. COOH kwas etanowy ( octowy ) CH 2

Kwasy karboksylowe. 1. Cele lekcji. 2. Metoda i forma pracy. 3. Środki dydaktyczne. 4. Przebieg lekcji. a) Wiadomości.

1. Katalityczna redukcja węglowodorów zawierających wiązania wielokrotne

ĆWICZENIE 2. Reakcje grupy hydroksylowej i karbonylowej

LCH 1 Zajęcia nr 60 Diagnoza końcowa. Zaprojektuj jedno doświadczenie pozwalające na odróżnienie dwóch węglowodorów o wzorach:

Podział związków organicznych

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

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

REAKCJE JONÓW ENOLANOWYCH

REAKCJE W CHEMII ORGANICZNEJ

liczba kwantowa, n kwantowa, l Wanad 3 2 [Ar] 3d 3 4s 2

Chemia organiczna. Alkohole Fenole. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Zadanie 1. (1 pkt) Zapach mięty pochodzi od mentolu, alkoholu o uproszczonym wzorze:

Slajd 1. Alkohole i fenole. Cholesterol. Slajd 2. Budowa alkoholi. metanol. metanol. Grupą funkcyjną jest (OH) Tlen posiada hybrydyzacjęsp 3

PRZYKŁADOWE ZADANIA KWASY

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

Plan wynikowy z chemii dla klasy II Liceum profilowanego i Technikum III Liceum ogólnokształcącego. 2003/2004 r.

REAKCJE PROBÓWKOWE 3. Aldehydy, ketony, cukry

Test dla kl. II Związki jednofunkcyjne

KOLOKWIUM II - ROZWIĄZANIA Chemia organiczna B,

18. Reakcje benzenu i jego pochodnych

ĆWICZENIE III. Reakcje charakterystyczne na węglowodory (alifatyczne, aromatyczne), alkohole, aldehydy i ketony

Elementy chemii organicznej

Reakcje benzenu i jego pochodnych

Reakcje alkoholi, eterów, epoksydów, amin i tioli

Wymagania na poszczególne oceny z chemii w klasie III VII. Węgiel i jego związki z wodorem

MIKROANALIZY WĘGLOWODORY. W1 Utlenianie węglowodorów nadmanganianem potasu w środowisku kwaśnym (w temp. pokojowej) RÓWNANIA REAKCJI: OBSERWACJE:

Podstawowe pojęcia i prawa chemiczne

Wymagania edukacyjne niezbędne do otrzymania poszczególnych śródrocznych i rocznych ocen klasyfikacyjnych z chemii dla klasy VIII

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

Chemia organiczna. Związki zawierające grupę karbonylową. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

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

13. B E Z W O D N I K I I H A L O G E N K I K W A S O W E Aleksander Kołodziejczyk sierpień 2007

1 Marek Żylewski. Uniwersytet Jagielloński, Collegium Medicum, Katedra Chemii Organicznej. NO 2 Zn, HCl HNO 3 N H 2. NH 2 Na 2. S x CHO.

Materiały dodatkowe węglowodany

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

Plan dydaktyczny z chemii klasa: 2TRA 1 godzina tygodniowo- zakres podstawowy. Dział Zakres treści

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

Sprawdzian 3. CHEMIA. Przed próbną maturą (poziom rozszerzony) Czas pracy: 90 minut Maksymalna liczba punktów: 34. Imię i nazwisko ...

Slajd 1. Slajd 2. Aminy. trietyloamina. amoniak. chlorofil

REAKCJE JONÓW ENOLANOWYCH

Wymagania edukacyjne z chemii oraz sposoby sprawdzania wiedzy i umiejętności

ALDEHYDY związki zawierające grupę formylową ( atomem węgla. KETONY związki zawierające grupę karbonylową ( dwoma atomami węgla.

Technologia chemiczna. Dwiczenie nr 4. OTRZYMYWANIE OCTANU n-butylu

Treść podstawy programowej

WYMAGANIA EDUKACYJNE

CHEMIA klasa 3 Wymagania programowe na poszczególne oceny do Programu nauczania chemii w gimnazjum. Chemia Nowej Ery.

Kilka wskazówek ułatwiających analizę widm w podczerwieni

WYMAGANIA EDUKACYJNE w klasie III

PROGRAM ĆWICZEŃ Program ćwiczeń z chemii organicznej obejmuje wykonanie jedenastu zadań praktycznych i zdanie czterech kolokwiów.

ALKOHOLE, FENOLE, ALDEHYDY, KETONY

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

ALKENY WĘGLOWODORY NIENASYCONE

Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu - halogenowęglowodory + przykładowe zadania z rozwiązaniami

Plan wynikowy z chemii do klasy III gimnazjum w roku szkolnym 2017/2018. Liczba godzin tygodniowo: 1.

Spis treści. Nazewnictwo kwasów karboksylowych.

PRZYKŁADOWE ZADANIA ALKOHOLE I FENOLE

Transkrypt:

Krystyna Dzierzbicka

Aldehydy i ketony są pochodnymi węglowodorów zawierającymi grupę karbonylową =. Aldehydy związki zawierające grupę formylową (-) połączoną z atomem węgla: R(Ar)-, R reszta alkilowa; Ar reszta arylowa lub atom wodoru (- - formaldehyd). Ketony związki zawierające grupę karbonylową (--) połączoną z dwoma atomami węgla: R(Ar)--R(Ar), R reszta alkilowa; Ar reszta arylowa.

Budowa grupy karbonylowej hybrydyzacja sp 2 karbonylowego atomu węgla polaryzacja wiązania, struktury mezomeryczne i rozkład ładunków w grupie =

Nazewnictwo aldehydów Nazwy zwyczajowe wywodzą się od nazw odpowiednich kwasów karboksylowych, np. aldehyd mrówkowy od kwasu mrówkowego, aldehyd octowy od kwasu octowego. Nazwy systematyczne aldehydów tworzy się przez dodanie końcówki al do nazwy węglowodoru macierzystego z zaznaczeniem lokantu przy którym się ona znajduje. Możemy również grupę formylową (-) potraktować jako podstawnik nazywając ją karboaldehydem.

Przykłady aldehydów

Nazewnictwo ketonów Nazwy systematyczne ketonów tworzy się przez dodanie końcówki on do nazwy węglowodoru macierzystego z podaniem lokantu, przy którym się ona znajduje. Możemy też stosować nazwy, w których do słowa keton dodaje się w formie przymiotnikowej nazwy odpowiednich grup węglowodorowych w kolejności alfabetycznej oddzielonych myślnikiem, np. keton etylowometylowy, keton n-butylowo-propylowy.

Przykłady ketonów

Metody otrzymywania aldehydów utlenianie alkoholi 1 o ozonoliza alkenów heptan-3-ol hydratacja alkinów 1. 3 2. Zn, Ac 2 propanal acetylen 2, gs 4 2 S 4 3 etanal (aldehyd octowy)

redukcja pochodnych kwasów karboksylowych: chlorków kwasowych czy estrów [] l chlorek kwasu heptanowego heptanal [] - 2 /Pd/BaS 4 /chinolina; LiAl(tBu) 3 1. DIBA, toluen, -78 o R' 2. + / 2 ester kwasu heptanowego heptanal formylowanie benzenu, alkilobenzenów, fenoli lub eterów alkilowo-fenylowych, np. formylowanie fenoli (reakcja Reimera-Tiemanna) l 3, Na, 2 fenol aldehyd o-hydroksybenzoesowy (aldehyd salicylowy)

Metody otrzymywania ketonów utlenianie alkoholi 2 o [] heptan-3-ol heptan-3-on (keton butylowo-etylowy) [] - Na 2 r 2 7 / 2 S 4 ; K 2 r 2 7 / 2 S 4 ; KMn 4, 2, - ozonoliza alkenów 1. 3 2. Zn, Ac 1-metylocykloheksen 6-oksoheptanal

acylowanie Friedla-raftsa (S E ) + l All 3 benzen chlorek benzoilu benzofenon (keton difenylowy) reakcja związków magnezoorganicznych z nitrylami R N + R' MgX zwiazek nitryl Grignarda N - + MgX R R' anion iminy + / 2 R R' keton

Właściwości aldehydów i ketonów reakcje utleniania a. aldehydy łatwo utleniają się do kwasów karboksylowych; ketony, znacznie trudniej:

b. test Tollensa, Fehlinga (odróżnienie aldehydów od ketonów) odczynnik Tollensa + Ag o lustro srebrowe odczynnik Tollensa - AgN 3 /N 3 / 2 odczynnik Fehlinga + u 2 pomarańczowy osad tlenku miedzi(i) odczynnik Fehlinga - us 4 / 2 S 4 / 2 /Na/KNa 4 4 6 / 2

reakcje addycji nukleofilowej a. addycja alkoholi reakcja odwracalna, katalizowana kwasami (w tym kwasami Lewisa); otrzymywanie acetali, które są trwałe w środowisku zasadowym, a w środowisku kwaśnym łatwo hydrolizują do wyjściowego aldehydu lub ketonu i odpowiedniego alkoholu; acetale wykorzystuje się w syntezie organicznej do zabezpieczania grupy karbonylowej: butanal b. addycja cyjanowodoru otrzymywanie cyjanohydryn, reakcja katalizowana jonami cyjankowymi (N - ): hemiacetal acetal 1,1-dietoksybutan N N - N cykloheksanon 1-hydroksycykloheksylonitryl

c. addycja związków Grignarda - otrzymywanie alkoholi: z formaldehydem powstają alkohole 1 o, z aldehydami alkohole 2 o, z ketonami alkohole 3 o : MgBr + bromek fenylomagnezowy formaldehyd 1. Et 2 2. + / 2 2 alkohol benzylowy, 1 o MgBr bromek fenylomagnezowy + 3 1. Et 2 2. + / 2 aldehyd octowy 3 1-fenyloetanol, 2 o MgBr bromek fenylomagnezowy + 3 3 aceton 1. Et 2 2. + / 2 3 3 1-fenylo-1-metyloetanol, 3 o

d. addycja amoniaku i jego pochodnych aldehydy lub ketony w reakcji z amoniakiem dają iminy [-=N-], z aminami 1 o iminy (zasada Schiffa) [-=N-R], z hydroksyloaminą oksymy [-=N-], z hydrazyną hydrazony [-=N-N 2 ], z fenylohydrazyną fenylohydrazony [-=N-NPh], z aminami 2 o enaminy [-=-NR 2 ]): Mechanizm addycji amin 1 o N 2 -R'' R (R') aldehyd lub keton R - + N 2 -R'' N-R'' (R') R (R') aminoalkohol + R N-R'' (R') imina - + R (R') + N-R'' - 2 R + 2 N-R'' (R')

Mechanizm addycji amin 2 o NR 2 '' R- 2 (R') R- 2 aldehyd lub keton - + NR 2 '' NR (R') R- 2 2 '' (R') + R- (R') enamina NR 2 '' - + R- 2 (R') + NR 2 '' - 2 R- 2 2 NR 2 '' (R') Reakcje aldehydów i ketonów z aminami są katalizowane kwasami, optymalne p reakcji powinno wynosić ~ 4. +

e. addycja wodorosiarczynu sodu do aldehydów, metyloketonów i ketonów cyklicznych prowadzi do tworzenia krystalicznych adduktów, trudno rozpuszczalnych w wodzie, które łatwo ulegają rozkładowi pod wpływem kwasów lub zasad do wyjściowych związków karbonylowych:

f. addycja anionu wodorkowego - reakcje redukcji tetrahydroboranem sodu [NaB 4 /R lub 2 ], tetrahydroglinianem litu [LiAl 4 /Et 2 lub TF]; redukcja aldehydów prowadzi do alkoholi 1 o ; redukcja ketonów alkoholi 2 o ): 3 2 propanal NaB 4 Et 3 2 2 propan-1-ol 1. LiAl4 2. 2 cykloheksanon cykloheksanol

g. addycja ylidów fosforowych (reakcja Wittiga) otrzymywanie alkenów: P trifenylofosfina + 3 2 Br S N 2 halogenek alkilowy 1 o (np. bromek etylu) + ( 6 5 ) 3 P 2 3 Br sól fosfoniowa bromek trifenyloetylofosfoniowy - + - BuLi ( 6 5 ) 3 P 2 3 Br + - ( 6 5 ) 3 P 3 ylid + 3 + - ( 6 5 ) 3 P 3 ylid fosforowy A N + (6 5 ) 3 P 3 - ( 6 5 ) 3 P 3 3 ( 6 5 ) 3 P + 3 3 tlenek trifenylofosfiny but-2-en (alken)

h. reakcja annizzaro reakcja aldehydów nie posiadających α, np., Ar-, R 3 - w środowisku stężonej, mocnej zasady; w mieszanej reakcji annizzaro stosuje się mieszaninę dwóch aldehydów, jednym z nich jest formaldehyd, działa on zawsze jako donor jonów wodorkowych (Dlaczego?) i utlenia się do kwasu mrówkowego. Podaj przykład takiej reakcji i przedstaw jej mechanizm. - - + + 2 benzaldehyd 3 + 2 + kwas benzoesowy alkohol benzylowy

reakcje zachodzące z udziałem atomu węgla α a.tautomeria keto-enolowa aldehydy i ketony posiadające przynajmniej jeden atom wodoru przy α występują w dwóch izomerycznych formach będących w równowadze, których budowa różni się położeniem wiązania podwójnego i atomu wodoru; w środowisku obojętnym tautomeria zachodzi wolno, natomiast w obecności kwasów lub zasad jej szybkość znacznie wzrasta. Forma karbonylowa Forma enolowa 3 2 99% 3 3 2 3 99% 98.8% 1.2% 3 2 3 3 3 24% 76%

b. a-halogenowanie metyloketonów (reakcja haloformowa) reakcja halogenu (chlor, brom, jod) z metyloketonem w środowisku zasadowym w wyniku, której otrzymuje się kwasy karboksylowe. 3-3 3 + 3I 2 I 3 aceton 3 - I 3 - + 3 + I 3 jodoform + 3 kwas octowy

c. -alkilowanie ketonów halogenkami alkilowymi (1 o ), allilowymi, benzylowymi reakcja szeroko stosowana w syntezie organicznej do wydłużania łańcucha węglowego. W pierwszym etapie reakcji w środowisku zasadowym tworzy się anion enolanowy (stabilizowany mezomerycznie), który następnie reaguje z halogenopochodnymi w reakcji S N 2. Aniony enolanowe są reaktywnymi ambidentnymi odczynnikami nukleofilowymi czyli zdolnymi do reagowania w dwóch miejscach cząsteczki (przy atomie węgla albo przy atomie tlenu). - 3 3 K 2 3 3 3 2 3 aceton pentano-2,4-dion - cykloheksanon 3 + 2 2 l chlorek allilu (3-chloroprop-1-en) NaN 2 eter 3 S N 2 I 3 3 3 3-metylopentano-2,4-dion 2 2 3-(2-oksocykloheksylo)-propen

kondensacja aldolowa reakcji ulegają aldehydy i ketony posiadające przynajmniej jeden atom wodoru przy atomie węgla α ; produktami reakcji są aldole czyli 3-hydroksyaldehydy lub 3-hydroksyketony; ketony znacznie trudniej ulegają kondensacji aldolowej niż aldehydy; aldehydy posiadające tylko jeden podstawnik przy atomie α reagują najłatwiej: 3 acetaldehyd - - 2 + 2 anion enolanowy - 3 A N 3 2 2 3-hydroksybutanal aldol - 2 3 but-2-en-1-al

mieszana kondensacja aldolowa kondensacja dwóch różnych aldehydów lub aldehydu z ketonem; jeden z reagentów nie może posiadać α, czyli nie może być źródłem anionu enolanowego: + 3-2 -2 benzaldehyd acetaldehyd aldehyd -fenylo- -hydroksypropionowy aldehyd cynamonowy

wewnątrzcząsteczkowa kondensacja aldolowa 3 2 2 2 2 6-oksoheptanal - 3 2 2 2-2 3 3-2 3 keton 1-cyklopentenylowo-metylowy

kondensacja Mannicha polega na działaniu aminą 2 o i aldehydem mrówkowym na związki zawierające czynne atomy wodoru, np. ketony, diestry, alifatyczne związki nitrowe, itp. dając aminy 3 o, tzw. zasady Mannicha, z których możemy otrzymywać różnorodne związki: + R 2 N + 2 = R 2 N- 2 R R 2 N= - 2 N- 2 2 2 Ph 2 R 2 N- 2 2 Ph Zasada Mannicha Ac 2 Ph- 2 3 2 / Ni Ph-= 2 Ph- 2 2 Ac Przykładem reakcji Mannicha jest otrzymywanie graminy z indolu. 2, ( 3 ) 2 N 2 N( 3 ) 2 N 3 N

Zastosowanie aldehydów i ketonów aldehydy otrzymywanie tworzyw sztucznych i barwników, w przemyśle spożywczym (jako aromaty spożywcze) i kosmetycznym (składniki kompozycji zapachowych), w garbarstwie, 40 % wodny roztwór aldehydu mrówkowego (formalina) stosowany jest do konserwacji preparatów biologicznych. ketony rozpuszczalniki przy produkcji farb i lakierów, w przemyśle kosmetycznym (składniki kompozycji zapachowych), półprodukty w różnych syntezach organicznych.

Przykładowe pytania 1. Podaj nazwy IUPA dla następujących związków 2. Uzupełnij następujące reakcje:

3. Podaj wzory strukturalne dla niżej podanych związków: a. oksym acetonu; b. 2-metylocykloheks-2-en-1-on; c. keton diizobutylowy; d. benzofenon; e. enol chloroacetonu f. produkt deprotonowania i protonowania etanalu. 4. Jak z butanalu otrzymać: n-butanol, kwas butanowy, but-1-yn, pentan-2-ol, keton metylowo-propylowy. 5. Jaki produkt otrzymamy w reakcji pentanalu z: a. NaB 4 w uwodnionym Na; b. LiAl 4, później 2 ; c. zimny KMn 4, - ; d. odczynnikiem Tollensa i Fehlinga; e. 6 5 MgBr, 3 + ; f. N/KN; g. fenylohydrazyną.

6. Przedstaw mechanizm krzyżowej reakcji annizzaro na dowolnie wybranym przykładzie. 7. Jaki produkt powstanie w reakcji kondensacji aldolowej butanalu. Dlaczego aldole łatwiej ulegają dehydratacji niż alkohole? 8. Podaj przykład mieszanej (krzyżowej) kondensacji aldolowej. Przedstaw jej mechanizm. 9. Z propanalu i metanolu w obecności kwasu można otrzymać acetal. Zaproponuj mechanizm powstawania acetalu i podaj jego wzór.

10. Wykorzystując reakcję Wittiga przedstaw mechanizm a. następującej transformacji: 3 3 2 3 2 3 2 b. 2 3

Dziękuję za uwagę