Kurs podstawowy
Kurs podstawowy
Wykład 8
Etanol  siła
Geraniol  zapach róż Mentol  zapach mięty
napędowa
ludzkości
Cholesterol 
zdemaskowany złoczyńca
Eter dietylowy 
Tetrahydrofuran rozpuszczalnik
Tetrahydrofuran - rozpuszczalnik
rozpuszczalnik, dawniej
l ik d i j
anestetyk
Anizol- składnik
Tlenek etylenu  ważny
olejku anyżowego
olejku anyżowego
przemysłowy odczynnik chemiczny
przemysłowy odczynnik chemiczny
O
O
O O
O O
O O
O O
O O
K
Na
Li
O O
O O
O O
O O
O
12 k 4
12-korona-4
15-korona-5 18-korona-6
Ze względu na swoją budowę, etery koronowe mogą selektywnie wiązać
jeden z kationów metali alkalicznych
jeden z kationów metali alkalicznych
CechÄ… charakterystycznÄ… dla wszystkich
alkoholi jest obecność grupy hydroksylowej
( ) ą j ęg
(OH) związanej z atomem węgla szkieletu
węglowego
W eterach oraz epoksydach jest obecny
atom tlenu zwiÄ…zany z dwoma resztami
węglowymi
etanol woda
etanol woda
eter dimetylowy
eter dimetylowy
Zarówno w etanolu jak i w eterze dietylowym atom tlenu posiada
hybrydyzacjÄ™ sp3
Wolne pary elektronowe
Elektroujemność: O > C > H
W alkoholach ma miejsce analogiczne przesunięcie ładunków, co w
konsekwencji prowadzi do tworzenia dipoli i powstawania momentu
dipolowego w czÄ…steczce
pg Ä…
Porównanie właściwości fizykochemicznych alkoholi, eterów i
węglowodorów
ęg o odo ó
Obecność wiązań wodorowych, tworzących się pomiędzy protonem jednej
czÄ…steczki alkoholu a tlenem drugiej powoduje drastycznÄ… zmianÄ™
Ä… g j p j y Ä… Ä™
właściwości fizykochemicznych w porównaniu do eterów
Alkohole, etery, epoksydy
Kwasowość alkoholi i fenoli
´-
´+
Większa elektroujemność atomu tlenu w porównaniu do atomu wodoru
Większa elektroujemność atomu tlenu w porównaniu do atomu wodoru
powoduje przesunięcie gęstości elektronowej od atomu wodoru w stronę
atomu tlenu. Powoduje to powstawanie czÄ…stkowego dodatniego Å‚adunku na
atomie wodoru oraz ogólne obniżenie pKa alkoholi.
Alkohole, etery, epoksydy
Kwasowość alkoholi i fenoli
Kwasowość alkoholi i fenoli
Jaka korzyść płynie z kwasowości alkoholi?
Kwasowość alkoholi i fenoli
Obecność kwaśnego protonu w alkoholu daje możliwość jego trwałego
usunięcia z utworzeniem alkoholanu. Alkoholan może być użyty jako
nukleofil bÄ…dz
zasada w zależności od potrzeb
nukleofil bÄ…dz
zasada, w zależności od potrzeb
Im niższe pKa alkoholu, tym łatwiej się tworzą alkoholany w reakcji
Im niższe pKa alkoholu, tym łatwiej się tworzą alkoholany w reakcji
alkoholu z metalem alkalicznym
Kwasowość fenoli
OH O
H2O
+ H O
+ H3O
pKa = 18
OH O
H2O
+ H3O
pKa = 10
Skąd taka różnica w kwasowości?
Kwasowość fenoli
O
O
O O
O
A
adunek ujemny zdelokalizowany na całą cząsteczkę
Kwasowość fenoli
Dla prostych alkoholi
Tradycyjna: alkohol etylowy
IUPAC: etanol
IUPAC: etanol
OH
Tradycyjna: alkohol amylowy
OH
IUPAC: 1-pentanol
Tradycyjna: alkohol izoamylowy
OH
IUPAC: 3-metylo-1-butanol
Dla złożonych alkoholi
Dla złożonych alkoholi
OH
Podstawnik
(izopropyl)
I
Najdłuższy łańcuch
Podstawnik
(jodometylo)
3 (j d t l ) 2 i lt 1 l
3-(jodometylo)-2-i-propylopentan-1-ol
Fenole - nazewnictwo
OH
fenol
OH
OH
OH
OH
OH
OH
I
I
NO2
IUPAC 3-nitrofenol
2-metylofenol 4-jodofenol
y j
tradycyjnie para-jodofenol
meta-nitrofenol
orto-krezol
Fenole
OH
OH
OH
OH
HO
OH
Katechol  wartościowy Rezorcynol  składnik Hydrochinon  utleniacz,
odczynnik chemiczny wielu związków wykorzystywany w
biologicznie aktywnych fotografii
Etery - nazewnictwo
O
Cl O
IUPAC chlorometoksymetan metoksybenzen
tradycyjnie eter metylowo-chlorometylowy eter metylowo-fenylowy
Etery - nazewnictwo
OH
O
O
O
IUPAC 1,1-dimetylo-3-etoksycykloheksan 2-etoksyetanol
Etery cykliczne - nazewnictwo
O
O
oksiran
IUPAC
oksetan
IUPAC
epoksyd
O
O
tlenek cykloheksylu trans-2,3-dimetylooksetan
Etery cykliczne - nazewnictwo
O
O
oksolan
IUPAC
IUPAC
oksan
oksan
IUPAC
IUPAC
tetrahydrofuran
tetrahydropiran
O
O
1,4-dioksan
Przemysłowe otrzymywanie alkoholi
metanol
gaz syntezowy
t
Przemysłowe otrzymywanie alkoholi
etanol
Przemysłowe otrzymywanie alkoholi
2-propanol
Laboratoryjne otrzymywanie alkoholi
Hydroliza haloalkanów
Hydroliza haloalkanów
NaOHrozc.
rozc OH
OH
Br
Br
H2O
Uwodnienie alkenów
H2O
OH
H2SO4 kat.
2 4 kat.
Laboratoryjne otrzymywanie alkoholi
Hydroborowanie utlenianie
Hydroborowanie-utlenianie
1. BH3
2. H2O2
OH
Utlenianie alkenów  cis-dihydroksylacja
KMnO4, NaOH
HO
OH
OH
Laboratoryjne otrzymywanie alkoholi
Utlenianie alkenów trans-hydroksylacja
Utlenianie alkenów  trans hydroksylacja
OH
O
HO
H2O, HCl
O Cl
CH3C(O)OOH
Addycje acetylidów do zwiazków karbonylowych
1. NaNH2
2. PhC(O)H
OH
3.H3O+
H
H
Ph
Laboratoryjne otrzymywanie alkoholi
Wykorzystanie związków Grignarda
OH
OH
Ph
1. PhHC=O
1. H2C=O
2. H3O+
2. H3O+
1 (CH3)2C=O
1. (CH3)2C=O
OH
OH
2. H3O+
Mg
MgBr
Br
1. CH3C(O)OEt
2 H3O
2. H3O+
OH
O
1.
2. H3O+
OH
Laboratoryjne otrzymywanie alkoholi
Redukcja związków karbonylowych
O OH
NaBH
NaBH4
MeOH
k b l
karbonyl
O
LiAlH
LiAlH4
Et2O
OH
O
Laboratoryjne otrzymywanie alkoholi
Redukcja związków karbonylowych
BH
BH3
Efektywny odczynnik
redukujÄ…cy
jÄ… y
Laboratoryjne otrzymywanie alkoholi
Redukcja związków karbonylowych
OH
O O OH O
NaBH4
NaBH4
OH
OH
LiAlH
LiAlH4
O O
Laboratoryjne otrzymywanie alkoholi
Redukcja związków karbonylowych
H
H
H
H
H
H
´+ ´+ H
B
H
H B H-
H Al H
B
´- ´ H
H H
H
H
H
H
luka elektronowa
Zasada Lewisa Kwas Lewisa
Laboratoryjne otrzymywanie alkoholi
Redukcja związków karbonylowych
O
H O-
H
H B H
+ BH3
H
Przeniesienie anionu H- - atak nukleofilowy na węgiel karbonylowy
f
Laboratoryjne otrzymywanie alkoholi
Redukcja związków karbonylowych
H H
BH2
B
O
O
O
H
H
H
H
B
H H
Nukleofilowe wewnÄ…trzczasteczkowe
Elektrofilowa addycja boru do tlenu
przeniesienie H-
Laboratoryjne otrzymywanie alkoholi
Redukcja związków karbonylowych
Redukcja Meerveina-Ponndorfa-Verleya
Laboratoryjne otrzymywanie alkoholi
Redukcja związków karbonylowych
koordynacja
przeniesienie
wodoru
Laboratoryjne otrzymywanie alkoholi
Redukcja związków karbonylowych
Laboratoryjne otrzymywanie alkoholi
Redukcja związków karbonylowych
Laboratoryjne otrzymywanie alkoholi
Redukcja związków karbonylowych
Otrzymywanie eterów
Synteza Williamsona
Synteza Williamsona
Otrzymywanie eterów
Synteza Williamsona
Synteza Williamsona
Reakcja SN2
Dla przypomnienia
Dla przypomnienia
Otrzymywanie eterów
Synteza Williamsona
Synteza Williamsona
Synteza Williamsona ma również zastosowanie do fenoli, które łatwiej
ulegają tej reakcji ze względu na wyższą kwasowość
Otrzymywanie eterów
Alkoksyrtęciowanie - odrtęciowanie
1. Hg(OAc)2, MeOH
2 NaBH4
2. NaBH4
80%
OMe
Otrzymywanie eterów
Odwadnianie alkoholi
H2SO4
O
OH
140 C
140oC
100%
H2SO4
O
O
OH
140oC
88%
H2SO4
140oC
O
OH
Tylko I-rzędowe alkohole nadają się do użycia w reakcji odwadniania
Otrzymywanie eterów
Odwadnianie alkoholi
O
O
2 H2O
ROH +
R R
Odwadnianie alkoholi jest procesem odwracalnym, dlatego też w celu
maksymalizacji wydajności eteru konieczne jest ciągłe usuwanie wody ze
środowiska
Å› odo s a
Otrzymywanie epoksydów
Epoksydacja olefin
H
H
MCPBA
O
O
DCM
100%
H
H
Otrzymywanie epoksydów
Epoksydacja olefin
Otrzymywanie epoksydów
Cyklizacja halohydryn
OH
OH
Halohydryna  zwiÄ…zek posiadajÄ…cy w strukturze
Cl
zarówno atom halogenu jak i podstawnik hydroksylowy
n
Otrzymywanie epoksydów
Cyklizacja halohydryn
1
2
3
4
Uł ż ib f k j h i b ć tj śli k j t i
Ułożenie grup obu funkcyjnych musi być trans, jeśli reakcja tworzenia
epoksydu ma mieć miejsce
Otrzymywanie cyklicznych eterów
Cyklizacja halohydryn
Dobra grupa opuszczajÄ…ca
Dobra grupa opuszczajÄ…ca
Alkoksylan
Działa jak zasada
j
Do zapamiętania:
Nazewnictwo
Budowa wiÄ…zania O-H i C-O-C
Polarność alkoholi i eterów
Kwasowość alkoholi i fenoli
Otrzymywanie alkoholi, eterów i epoksydów