Kurs podstawowy
Wykład 14
Reaktywność
Reakcja Canizzaro
O
O
OH
ONa
NaOH
+
H
2
Aldehydy nieposiadające protonów a również mogą wchodzić w reakcję
w środowisku zasadowym, ale jest to reakcja dysproporcjonowania
Canizzaro
Reaktywność
Reakcja Canizzaro
Reaktywność
Reakcja Canizzaro  ścieżka A
Reaktywność
Reakcja Canizzaro  ścieżka B
Reaktywność
Reakcja Canizzaro
KWASY KARBOKSYLOWE
I POCHODNE
podstawnik
karboksylowy
kwas
karboksylowy
struktury
skondensowane
Znane kwasy
Kwas octowy  ocet winny, ocet
spirytusowy, surowiec chemiczny
O
O O
OH
H OH H3C OH
Kwas mrówkowy  składnik
Kwas benzoesowy  jako sól sodowa
płynu obronnego mrówek
przeciwutleniacz w żywności
O
HO
OH
O
Kwas adypinowy  substrat w produkcji nylonu
Nazewnictwo
O O O
H OH H3C OH OH
kwas mrówkowy kwas octowy
kwas propionowy
kwas metanowy kwas etanowy
kwas propanowy
O O
OH OH
kwas butyrowy kwas walerianowy
kwas butanowy kwas pentanowy
Nazewnictwo
kwas ą-chloropropionowy kwas ł-aminobutyrowy
kwas 2-chloropropanowy kwas 4-aminobutanowy
Nazewnictwo
Budowa i właściwości fizyczne
Kąty pomiędzy wiązaniami wokół karbonylowego atomu węgla wynoszą ok.
120o więc podobnie do aldehydów i ketonów reszta kwasowa leży w jednej
płaszczyz
nie (sp2 hybrydyzacja karbonylowego atomu węgla).
Budowa i właściwości fizyczne
Badania dowiodły, że wiązanie O-H leży w tej samej płaszczyz
nie co
grupa karbonylowa. Sugeruje to, iż tlen z grupy  OH uczestniczy w
uwspólnianiu elektronów z grupą karbonylową, tworząc struktury
mezomeryczne
Budowa i właściwości fizyczne
Obecność bardzo polarnej grupy COOH powoduje, że kwasy
karboksylowe mają dużo wyższe temperatury wrzenia niż alkohole czy
aldehydy
Budowa i właściwości fizyczne
Kwasy karboksylowe w stanie ciekłym tworzą dimery, które są
odpowiedzialne za wyższe temperatury wrzenia tych związków
Budowa i właściwości fizyczne
Kwasowość kwasów karboksylowych
Budowa i właściwości fizyczne
Kwasowość kwasów karboksylowych
Budowa i właściwości fizyczne
Kwasowość kwasów karboksylowych
Budowa i właściwości fizyczne
Kwasowość kwasów karboksylowych
O O O O
Cl Cl
H3C OH H2C OH H OH Cl OH
Cl Cl Cl
pKa = 2.86 pKa =1.26
pKa = 0.64
pKa = 4.74
Budowa i właściwości fizyczne
Kwasowość kwasów karboksylowych
Budowa i właściwości fizyczne
Kwasowość kwasów karboksylowych
Otrzymywanie kwasów
Z alkoholi
Otrzymywanie kwasów
Utlenianie alkenów
Otrzymywanie kwasów
Utlenianie alkynów
Otrzymywanie kwasów
Utlenianie alkilobenzenów
Otrzymywanie kwasów
Karboksylowanie związków Grignarda
Otrzymywanie kwasów
Tworzenie i hydroliza nitryli
Otrzymywanie kwasów
Tworzenie i hydroliza nitryli
Otrzymywanie kwasów
Reakcja haloformowa
Otrzymywanie kwasów
Synteza z malonianów
Reaktywność kwasów karboksylowych
Estryfikacja
Właściwie jedyny typ reakcji na grupie karbonylowej dla pochodnych
kwasów karboksylowych to reakcji addycji-eliminacji do grupy karbonylowej
Reaktywność kwasów karboksylowych
Estryfikacja
Tego typu reakcję można ogólnie nazwać reakcją kondensacji, gdyż w
reakcji obu reagentów tworzy się produkt plus mała cząsteczka,
najczęściej nieorganiczna, czyli kondensat
Reaktywność kwasów karboksylowych
Estryfikacja
Strzałka równowagi mówi, że reakcja kondensacji, czyli tutaj estryfikacji jest
reakcją odwracalną, dlatego też aby przeprowadzić substraty w produkt
należy usuwać wodę z mieszaniny reakcyjnej
Reaktywność kwasów karboksylowych
Estryfikacja
hydrat estru
Reaktywność kwasów karboksylowych
Estryfikacja
Reaktywność kwasów karboksylowych
Estryfikacja
Reaktywność kwasów karboksylowych
Estryfikacja
Reaktywność kwasów karboksylowych
Estryfikacja
Reakcja estryfikacji jest reakcją odwracalną, więc dla uzyskania
zadowalających konwersji należy usuwać tworzącą się w wyniku reakcji wodę,
aby przesunąć równowagę reakcji w prawo
Reaktywność kwasów karboksylowych
Estryfikacja
diazometan
W reakcji z diazometanem kwasy karboksylowe tworzą estry metylowe
Reaktywność kwasów karboksylowych
Estryfikacja
Reaktywność kwasów karboksylowych
Estryfikacja
Reaktywność kwasów karboksylowych
Bezpośrednie tworzenie amidów
Reaktywność kwasów karboksylowych
Redukcja do alkoholi
Reaktywność kwasów karboksylowych
Redukcja do alkoholi
Reaktywność kwasów karboksylowych
Redukcja do alkoholi
Reaktywność kwasów karboksylowych
Redukcja do alkoholi
BH3 reaguje selektywnie z grupami karbonylowymi, najszybciej z karbonylem w
reszcie kwasu karboksylowego
Reaktywność kwasów karboksylowych
Redukcja do aldehydów
Reaktywność kwasów karboksylowych
Alkilowanie kwasów
Reaktywność kwasów karboksylowych
Reaktywność kwasów karboksylowych
Alkilowanie kwasów
Alkilowanie kwasów
Reaktywność kwasów karboksylowych
Chlorki kwasów karboksylowych
chlorek kwasu
karboksylowego
W wyniku reakcji z chlorkiem tionylu jako
produkty uboczne powstają lotne dwutlenek
siarki oraz chlorowodór
Reaktywność kwasów karboksylowych
Chlorki kwasów karboksylowych
bezwodnik chlorosulfinawy
Reaktywność kwasów karboksylowych
Chlorki kwasów karboksylowych
Pochodne kwasów karboksylowych
halogenki acylowe bezwodniki estry
amidy nitryle
Pochodne kwasów karboksylowych
octan izoamylu  zapach bananów
N,N-dietylo-m-toluamid  DEET 
najlepszy środek odstraszający owady
penicylina G - antybiotyk
Pochodne kwasów karboksylowych
Nazewnictwo pochodnych
mrówczan cykloheksylu lub
benzoesan fenylu lub ester
ester cykloheksylowy
fenylowy kwasu benzoesowego
kwasu mrówkowego
lakton kwasu 4-hydroksybutanowego
Pochodne kwasów karboksylowych
Nazewnictwo pochodnych
pierwszorzędowy drugorzędowy trzeciorzędowy
N,N-dimetyloformamid lub
N-etyloacetamid lub N-etyloamid
N,N-dimetyloamid kwasu
kwasu octowego
mrówkowego
Pochodne kwasów karboksylowych
Nazewnictwo pochodnych
laktam kwasu 4-amino-2-metylopentanowego
laktam kwasu 4-aminobutanowego
Pochodne kwasów karboksylowych
Nazewnictwo pochodnych
acetonitryl lub nitryl
5-metoksyheksylonitryl lub nitryl
kwasu octowego
kwasu 5-metoksyheksanowego
3-bromobutylonitryl lub nitryl
kwasu 3-bromobutanowego
Pochodne kwasów karboksylowych
Nazewnictwo pochodnych
chlorek propanoilu lub bromek 3-bromobutanoilu lub
chlorek kwasu propanowego bromek kwasu 3-bromobutanowego
Pochodne kwasów karboksylowych
Nazewnictwo pochodnych
bezwodnik octowo-mrówkowy bezwodnik propanoilowo-trifluorooctowy
starszeństwo podstawników
Pochodne kwasów karboksylowych
Reaktywność pochodnych
Reakcja addycji-eliminacji do grupy karbonylowej jest główną reakcją
pochodnych kwasów karboksylowych, które zachodzą na grupie karbonylowej
Pochodne kwasów karboksylowych
Reaktywność pochodnych
Pochodne kwasów karboksylowych
Reaktywność pochodnych
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Tworzenie bezwodników z kwasów i
chlorków acylowych
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Tworzenie bezwodników z kwasów i
chlorków acylowych
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Tworzenie estrów z alkoholi i
chlorków acylowych (alkoholiza)
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Tworzenie estrów z alkoholi i
chlorków acylowych (alkoholiza)
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Tworzenie amidów z amin i chlorków
acylowych (aminoliza)
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Tworzenie amidów z amin i chlorków
acylowych (aminoliza)
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Tworzenie estrów z alkoholi i
bezwodników (alkoholiza)
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Tworzenie estrów z alkoholi i
bezwodników (alkoholiza)
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Tworzenie amidów z amin i
bezwodników (aminoliza)
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Tworzenie amidów z amin i
bezwodników (aminoliza)
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Tworzenie amidów z estrów i amin
(aminoliza)
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Tworzenie amidów z estrów i amin
(aminoliza)
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
W reakcji transestryfikacji konieczne jest użycie dużego nadmiaru alkoholu, aby
wymiana reszt alkoksylowych mogła efektywnie być przeprowadzona
Transestryfikacja
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Transestryfikacja  kataliza zasadą
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Transestryfikacja  kataliza kwasem
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Transestryfikacja  kataliza kwasem
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Hydroliza chlorków acylowych i
bezwodników
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Hydroliza estrów  środowisko zasadowe
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
hydroliza zasadowa
hydroliza kwaśna
Hydroliza amidów
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Hydroliza amidów - zasadowa
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Hydroliza amidów - kwaśna
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Hydroliza amidów - kwaśna
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Hydroliza nitryli
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Hydroliza nitryli
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Hydroliza nitryli - zasadowa
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Redukcja do alkoholi
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Redukcja do alkoholi - mechanizm
Pochodne kwasów karboksylowych
Pochodne kwasów karboksylowych
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Preferowane reakcje
Preferowane reakcje
Redukcja do aldehydów
Redukcja do aldehydów
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Redukcja do amin
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Redukcja do amin
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Redukcja do amin
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Reakcja ze związkami organometalicznymi
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Reakcja ze związkami organometalicznymi
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Reakcja ze związkami organometalicznymi
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Reakcja ze związkami organometalicznymi
- nitryle
Pochodne kwasów karboksylowych
Preferowane reakcje
Reakcja ze związkami organometalicznymi
- nitryle
Podsumowanie
brak, na następnym wykładzie bedzie