Zakład Syntezy i Struktury Związków
Organicznych
CHEMIA ORGANICZNA II
Prof. Dr hab. HENRYK KORONIAK
Zakład Syntezy i Struktury Związków
Organicznych
CHEMIA ORGANICZNA II
Prof. Dr hab. HENRYK KORONIAK
Rok akademicki 2012/2013
Wykład: 30 godzin II rok, semestr letni WTOREK 13:15 -
14:45
Proseminarium:
30 godzin II rok, semestr letni
(grupy proseminaryjne, wg planu)
Ćwiczenia laboratoryjne:
150 godzin II rok, semestr
letni
(grupy laboratoryjne; wg planu)
Wykład: CHEMIA ORGANICZNA cz.II
Reakcja chemiczna .Mechanizm reakcji: rozerwanie i tworzenie wiązania
chemicznego (homolityczne, heterolityczne, reakcje z jednoczesnym
zerwaniem i tworzeniem wiązania). Klasyfikacja podstawowych reakcji:
addycji, eliminacji, substytucji, kondensacji, przegrupowania, reakcje
pericykliczne, reakcje utleniania-redukcji. Selektywność, specyficzność.
Stereochemia. Chiralność, konfiguracja absolutna. Związki
dyssymetryczne bez asymetrycznych atomów węgla. Epimeryzacja.
Aminy. Otrzymywania, właściwości. Aminy jako zasady.
Kwasowość. Zasadowość. Nukleofilowość. Typowe nukleofile i elektrofile.
Tworzenie wiązania C-C: reakcje katalizowane zasadą. Reakcje enolanu z
aldehydami, ketonami, estrami. Alkilowanie enolanu.
Tworzenie wiązania C-C : reakcje katalizowane kwasem. Reakcja Friedla-
Craftsa, reakcje aldehydów i ketonów, chlorków kwasowych,
bezwodników, reakcja Mannicha.
Elektrofilowa substytucja w związkach aromatycznych (tworzenie
wiązania C-C, C-N, C-S, C-halogen)
Tworzenie wiązania C-N w związkach alifatycznych. Aminy, iminy,
nitrozo związki.
Przegrupowanie do atomu węgla, azotu i tlenu z deficytem
elektronowym (przegrupowanie Wagnera - Meerweina, pinakolowe,
Hofmanna, Curtiusa, Schmidta, Lossena, reakcja Bayera-Villigera).
Przegrupowanie do atomu węgla "bogatego w elektrony"
(przegrupowanie Favorskiego, Stevensa).
Strategia prowadzenia „syntez asymetrycznych”
Polimery. Reakcji polimeryzacji , katalizatory.
Związki heterocykliczne. Heterocykliczne związki 5 i 6 członowe
zawierające N, O i S. Związki heterocykliczne o znaczeniu
biologicznym.
Cukry proste i złożone. Systematyka cukrów. Metody wydłużania i
skracania łańcucha.
Aminokwasy, peptydy, białka. Metody sekwencjonowania i
automatycznej syntezy.
Nukleozydy, nukleotydy, kwasy nukleinowe.
Warunki zaliczenia proseminarium z CHEMII ORGANICZNEJ
Uczestnictwo w zajęciach jest obowiązkowe (dopuszczalna jest jedna,
nieusprawiedliwiona nieobecność)
Pozytywną ocenę uzyskuje się po zaliczeniu kolokwiów:
MECHANIZMY I STEREOCHEMIA (KOLOKWIUM I)
KONDENSACJE I PRZEGRUPOWANIA (KOLOKWIUM II)
W przypadku braku zaliczenia jednego z wymienionych kolokwiów student
pisze poprawę tego kolokwium.
W przypadku braku zaliczenia obu kolokwiów student poprawia oba
kolokwia, (pisze tzw. „wyjściówkę”).
Jeśli poprawa, o której mowa w punkcie 3 i 4 okaże się niewystarczająca,
student ma prawo do drugiej poprawki obejmującej materiał kolokwiów I
oraz II. Druga poprawka jest ostateczna i jej niezaliczenie powoduje
otrzymanie oceny negatywnej z proseminarium.
Uzyskanie oceny pozytywnej z proseminarium jest jednym z warunków
przystąpienia do egzaminu. Ocenę taką student jest zobowiązany uzyskać
przed wyznaczonym terminem egzaminu.
Program proseminarium
1. Podstawowe typy reakcji chemicznej: addycja (reguła Markownikowa, efekt
nadtlenkowy, trwałość karbokationów); eliminacja (stereochemia -
orientacja syn-anti, konformacja - konfiguracja)
2. Substytucja nukleofilowa (SN1, SN2, wewnątrzcząsteczkowa, stereochemia);
konkurencyjność reakcji substytucji i eliminacji. Stereochemia substytucji i
eliminacji.
3-4. Stereochemia. Chiralność, absolutna konfiguracja. Analiza konformacyjna
cykloheksanu. Enancjomery, diastereoizomery. Racemat.
5. Substytucja elektrofilowa w związkach aromatycznych. Wpływ skierowujący.
Aktywacja i dezaktywacja.
6-7. Reakcje kondensacji - aldolowa i pokrewne. Wykorzystanie malonianu
dietylu i acetyloctanu etylu do syntez.
8-9. Reakcje przegrupowań (równolegle z wykładem)
10. Związki heterocykliczne; reaktywność. Związki heterocykliczne o znaczeniu
biologicznym. Pirymidyny i puryny.
11-12.Cukry proste. Systematyka, stereochemia: konfiguracja absolutna
asymetrycznych atomów węgla w cukrach. Osazony. Transformacje
heksoza - pentoza. Dowód Fishera na strukturę aldoheksoz.
13-14.Aminokwasy: metody syntezy. Analiza (sekwencjonowanie)
polipeptydów i białek.
15. Rezerwa
Podręczniki:
John McMurry, „Chemia organiczna” PWN, 2005
Susan .Mc Murry „Chemia organiczna- Rozwiązania problemów” PWN 2005
John McMurry, „Chemia organiczna” PWN, 2000,
Susan .Mc Murry „Chemia organiczna- Rozwiązania problemów” PWN 2001
L.G.Wade Jr., „Chemia organiczna”
R. T. Morrison, R.N.Boyd, "Chemia organiczna", PWN
Przemysław Masztalerz, "Chemia organiczna", PWN
Jerry March, "Chemia organiczna", PWN
Polecam jednocześnie wszelkie możliwe (nowe) podręczniki obcojęzyczne,
np.
Jonathan Clayden et al. Organic Chemistry”, Oxford University Press, 2001
Vogel, Preparatyka organiczna
OH
+
CH
3
OC
2
H
5
O
O
H
+
CH
3
OC
2
H
5
O
HO
OH
OH
+
CH
3
OC
2
H
5
O
O
H
+
CH
3
OC
2
H
5
O
HO
OH
OH
H
HO
CH
3
OC
2
H
5
O
OH
CH
3
C
O
OC
2
H
5
HO
-H
2
O
OH
+
CH
3
OC
2
H
5
O
O
H
+
CH
3
OC
2
H
5
O
HO
OH
OH
H
HO
CH
3
OC
2
H
5
O
OH
CH
3
C
O
OC
2
H
5
HO
-H
2
O
OH
+
CH
3
OC
2
H
5
O
O
H
+
CH
3
OC
2
H
5
O
HO
OH
OH
H
HO
CH
3
OC
2
H
5
O
OH
CH
3
C
O
OC
2
H
5
HO
-H
2
O
OH
CH
3
C
O
OC
2
H
5
O
CH
3
O
OH
+
CH
3
OC
2
H
5
O
O
H
+
CH
3
OC
2
H
5
O
HO
OH
OH
H
HO
CH
3
OC
2
H
5
O
OH
CH
3
C
O
OC
2
H
5
HO
-H
2
O
OH
CH
3
C
O
OC
2
H
5
O
CH
3
O
Zrozumieć reakcję chemiczną to znaczy poznać jej mechanizm…
Co to jest reakcja chemiczna ?
Zrywanie i tworzenie wiązań
Zrywanie wiązania:
Homolityczne
Heterolityczne
Ph
O
O
Ph
O
O
Ph
O
O
Ph
OH
O
2
2
O
O
H
3
C
CH
3
H
3
C
H
3
C
CH
3
CH
3
O
H
3
C
CH
3
H
3
C
2
N
N
CH
3
H
3
C
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
H
3
C
CH
3
2
N
2
+
D
O-O
= 155 kJ/mol
D
Cl-Cl
= 238 kJ/mol
D
Br-Br
= 188 kJ/mol
Co powoduje, że reakcja chemiczna przebiega???
Kontrola reakcji
kinetyczna
termodynamiczna
Kontrola termodynamiczna reakcji
Kontrola termodynamiczna i kinetyczna reakcji
Jeśli reakcja przebiega w sposób nieodwracalny, głównym produktem będzie B (produkt
kinetyczny- niższa bariera kinetyczna).
Jeśli reakcja przebiega w sposób odwracalny, głównym produktem będzie C (bardziej trwały
termodynamicznie)
T.S. Ang. Transition State – Pol. Stan przejściowy – posiada
Zdefiniowaną geometrie, rozkład ładunków ale nie ma określonego
czasu „życia” („żyje krótko – 10
-15
sec )
I Ang. Intermediate – Pol. Produkt pośredni – posiada zdefiniowaną geometrie,
rozkład ładunków i żyje na tyle długo, że można go obserwować np. spektroskopowo
SYSTEMATYKA REAKCJI CHEMICZNYCH
W CHEMII ORGANICZNEJ
ADDYCJA
A + B C
ELIMINACJA
A B + C
(α lub β eliminacja )
SUBSTYTUCJA
AB + C AC + B
KONDENSACJA
A + B C + D
PRZEGRUPOIWANIE A B
REAKCJE PERICYKLICZNE
SIGMATROPOWE
CYKLOADDYCJI
SIGMATROPOWE
REAKCJE REDOX
ADDYCJA
ELIMINACJA E2
