Jacek Młynarski

Zakład Chemii Organicznej

Chemia organiczna

vit. E

Witamina E (ATC: A 11 HA 03, )

– grupa organicznych związków chemicznych, w skład której wchodzą

tokoferole i tokotrienole. Ich

wspólną cechą jest dwupierścieniowy szkielet 6-chromanolu oraz łańcuch

boczny zbudowany z 3 jednostek izoprenowych. Stosowana jako dodatek do

żywności o numerze

E306 (ponadto syntetyczne tokoferole

noszą numery E307-309).

Zaliczana jest do witamin rozpuszczalnych w

tłuszczach, jest głównym przeciwutleniaczem

występującym w komórkach. Dla człowieka najistotniejszą rolę pełni α-tokoferol.

klasyfikacja związków organicznych

alkany

propan

C

3

H

8

butan

C

4

H

10

pentan

C

5

H

12

struktury homologiczne różnią się grupą

-CH

2

-

propan

C

3

H

8

butan

C

4

H

10

izobutan

C

4

H

10

pentan

C

5

H

12

izopentan

C

5

H

12

neopentan

C

5

H

12

klasyfikacja związków organicznych

alkany – izomeria konstytucyjna

liczba

atomów

węgla

nazwa

wzór

(C

n

H

2n+2

)

liczba

atomów

węgla

nazwa

wzór

(C

n

H

2n+2

)

1

Metan

CH

4

17

Heptadekan

C

17

H

36

2

Etan

C

2

H

6

18

Octadekan

C

18

H

38

3

Propan

C

3

H

8

19

Nonadekan

C

19

H

40

4

Butan

C

4

H

10

20

Eikozan

C

20

H

42

5

Pentan

C

5

H

12

21

Henikozan

C

21

H

44

6

Heksan

C

6

H

14

22

Dokosan

C

22

H

46

7

Heptan

C

7

H

16

23

Trikosan

C

23

H

48

8

Oktan

C

8

H

18

30

Triakontan

C

30

H

62

9

Nonan

C

9

H

20

31

Hentriakontan

C

30

H

62

10

Dekan

C

10

H

22

40

Tetrakontan

C

40

H

82

11

Undekan

C

11

H

24

50

Pentakontan

C

50

H

102

12

Dodekan

C

12

H

26

60

Heksakontan

C

60

H

122

13

Tridekan

C

13

H

28

70

Heptakontan

C

70

H

142

14

Tetradekan

C

14

H

30

80

Octakontan

C

80

H

162

15

Pentadekan

C

15

H

32

90

Nonakontan

C

90

H

182

16

Heksadekan

C

16

H

34

100

Hektan

C

100

H

202

alkany

ropa naftowa

frakcja (°C)

ilość atomów

węgla

zastosowanie

poniżej 20

C

1

–C

4

gaz

20–60

C

5

–C

6

eter naftowy

60–100

C

6

–C

7

ligroina

40–200

C

5

–C

10

benzyna

175–325

C

12

–C

18

paliwo lotnicze

250–400

C

12

i więcej

olej napędowy

nielotne

ciecze

C

20

i więcej

olej mineralny, smary

nielotne ciała

stałe

C

20

i więcej

parafina, woski, asfalt

H

3

C

C

CH

2

CH

3

CH

3

CH

CH

3

CH

3

izooktan

2,2,4-trimetylopentan

liczba oktanowa 100

rozpuszczalność

Woski

– grupa substancji stałych pochodzenia naturalnego lub syntetycznego o stosunkowo niskiej

temperaturze topnienia i niskiej

lepkości w stanie stopionym.

woski

Carnauba

– także karnauba, (łac. Cera Carnauba) jest naturalnym woskiem roślinnym pozyskiwanym

z

liści kopernicji, palmy Copernicia cerifera, rosnącej w Brazylii.

Wydziela

się w postaci drobnych łusek z liści palmowych. Ma barwę od jasnozielonawej do

brudnoszarej, a po oczyszczeniu

żółtawą lub białą. Jest najtwardszym ze znanych obecnie wosków

naturalnych.

Używany jest do utwardzania wosku pszczelego, w konserwacji dzieł sztuki, a także do produkcji
misiów Haribo oraz bialej otoczki/glazury tic-taców.

reakcje alkanów

spalanie

zapis równania reakcji

CH

4

+ 2 O

2

CO

2

+ 2 H

2

O

D

H° = –803 kJ mol

–1

2CH

4

+ 3 O

2

2CO + 4 H

2

O

reakcje chemiczne

zapis reakcji

1/ oddziaływanie między ładunkami zbliża cząsteczki

przyciąganie elektrostatyczne

reakcje chemiczne

2/ nakładanie orbitali

3/ przepływ elektronów

elektrony z wolnej pary azotu

przepływ elektronów tworzy wiązanie

nakładanie orbitali determinuje kąt ataku

reakcje chemiczne

nukleofile i elektrofile

zapełniony

orbital

nukleofila

o

najwyższej

energii (

HOMO

) ma energię podobną do

najniższego nieobsadzonego orbitalu elektrofila

(

LUMO

)

donor elektronów

akceptor elektronów

cząsteczki przyciągają się wzajemnie z uwagi na przyciąganie

ładunków przeciwnych

oraz

w wyniku nakładania zapełnionego orbitalu o wysokiej energii

z pustym orbitalem o niskiej energii

MO

reakcje chemiczne

nukleofile i elektrofile

Nukleofil

– to cząsteczka lub grupa, która, jak sama nazwa wskazuje, "lubi" dodatnio naładowane

jądra innych atomów. Sama posiada nadmiar elektronów i w odpowiednich warunkach jest skłonna się
nimi

podzielić, czyli być ich donorem.

trimetylofosfina

dimetylosulfid

reakcje chemiczne

nukleofile i elektrofile

nukleofil (wiązanie

p

)

nukleofil (wiązanie

s

)

produkt addycji

polaryzacja następuje podczas

zbliżania reagentów

nukleofil z ładunkiem

reakcje chemiczne

polaryzacja grupy karbonylowej

pozostaje wiązanie

s

reakcje chemiczne

nukleofile i elektrofile

Elektrofil

– to cząsteczka lub grupa która, jak sama nazwa wskazuje, "lubi" elektrony, czyli

sama posiada ich niedomiar i w odpowiednich warunkach jest w stanie je przyjąć, czyli być ich
akceptorem.

nukleofil

nukleofil

kwas protonowy

kwas Lewisa

reakcje chemiczne

homolityczny i heterolityczny rozpad wiązań

8 elektronów na ostatniej powłoce

7 elektronów na ostatniej powłoce

homoliza

heteroliza

reaktywne cząstki organiczne

karbokationy

karbokation powstaje w wyniku

rozpadu kationu diazoniowego

karbokation powstaje w wyniku pierwszego etapu

reakcji przyłączenia (addycji)

grupa opuszczająca

reaktywne cząstki organiczne

karbokationy

kation allilowy

kation metylowy o hybrydyzacji sp

2

większa gęstość

elektronowa na tym orbitalu

reaktywne cząstki organiczne

karbokationy

mniejsze efekty odpychania

pomiędzy zapełnionymi orbitalami

pusty orbital p

dodatkowy efekt stabilizujący

s

donorowy na pusty orbital p

płaskiego karbokationu

karbokation trzeciorzędowy

jest trwalszy

reaktywne cząstki organiczne

karbokation benzylowy

reaktywne cząstki organiczne

karboaniony

anion allilowy

delokalizacja ładunku ujemnego

dla C-H kwasów

ładunek zlokalizowany na jednym atomie węgla, niekorzystnie z powodu

niewielkiej elektroujemności węgla

delokalizacja na układzie

p

i

elektroujemnych atomach tlenu

reakcje chemiczne

homolityczny i heterolityczny rozpad wiązań

atak na koniec wiązania podwójnego 91% 6%

niesparowane elektrony

homoliza

reaktywne cząstki organiczne

rodniki

nadtlenek dibenzoilu

a

zobis

i

zo

b

utyro

n

itryl

słabe wiązanie

s

łatwo ulega homolizie

halogenowanie alkanów

zapis i mechanizm reakcji

rodnik metylowy

rodnik metylowy

metan

C

rodnik płaski C sp

2

rodnik zbliżony do

struktury tetraedrycznej

halogenowanie alkanów

reakcja łańcuchowa

inicjowanie łańcucha

propagacja

zakończenie (terminacja)

produkt podstawienia (substytucji)

+

halogenowanie alkanów

halogenowanie alkanów

drugorzędowe wiązania C-H są słabsze

drugorzędowe rodniki są trwalsze

halogenowanie alkanów

3 C-H

1 C-H

trzeciorzędowy/pierwszorzędowy

37:63

liczba atomów wodoru

1:9

względna reaktywność każdego wiązania C-H 37/1:63/9 ca. 5:1

dla zainteresowanych: wyższą selektywność bromowania wyjaśnia się w oparciu o postulat Hammonda: w

przypadku chlorowania energia produktów jest tylko nieznacznie mniejsza od energii związków wyjściowych,

a więc stany przejściowe dwóch możliwych reakcji przypominają raczej związki wyjściowe niż produkty.

trwałość rodników

3 %

97 %

selektywne bromowanie allilowe

cząsteczka bromu

rodnik allilowy

bromek allilowy

selektywne bromowanie allilowe

imid kwasu bursztynowego

trwałe rodniki

rodnik trwały w wyniku stabilizacji

elektronowej

rodnik trwały w wyniku

obecności przeszkody

sterycznej