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