CHEMIA ORGANICZNA - REAKCJE

1.ALKANY

• Otrzymywanie

Hydrogenacja alkenów:

redukcja halogenków alkilów - hydroliza odczynnika Grignarda:

np.:

Redukcja halogenków alkilu metalem w środowisku kwaśnym:

RX + Zn + H⁺ ==> RH + Zn²⁺ + X^-

Np.:

reakcja halogenków alkilu ze związkami metaloorganicznymi:

np.:

• Reakcje alkanów:

Halogenowanie

Reaktywność X₂ Cl₂>Br₂

Reaktywność protonów: 3⁰>2⁰>1⁰>H₃C-H

Przykład:

alkany ulegają również spalaniu, a za pomocą pirolizy można skrócić ich łańcuchy, otrzymać wodór i alkeny.

2. Alkeny

• Otrzymywanie:

Reaktywność alkoholi i halogenków w reakcji eliminacji: 3⁰>2⁰>1⁰

Dehydrohalogenacja halogenków alkilu:

Dehydratacja alkoholi:

więcej mniej

Dehalogenacja wicynalnych dihalogenopochodnych:

redukcja alkinów:

trwałość karbokationów:

3⁰>2⁰>1⁰>CH₃⁺

przegrupowują się w trwalsze

• reakcje alkenów:

addycja wodoru:

addycja halogenu:

addycja halogenowodoru

addycja kwasu siarkowego:

addycja wody:

tworzenie halogenohydryn:

dimeryzacja:

alkilowanie:

oksyrtęciowanie połączone z odrtęciowaniem:

Borowodorowanie połączone z utlenianiem:

Addycja wolnych rodników:

hydroksylowanie - tworzenie dioli wicynalnych:

reakcje podstawienia:

halogenowanie - substytucja w pozycji allilowej:

Ozonoliza:

3. Alkiny

• otrzymywanie:

dehydrohalogenacja dihalogenoalkanów:

reakcje acetylenków sodowych z pierwszorzędowymi halogenkami alkilów:

dehalogenacja tetraholegnoalkanów:

• reakcje:

Addycja wodoru:

Addycja halogenów:

addycja halogenowodorów:

Addycja wody:

powstawanie acetylenków metali ciężkich:

powstawanie acetylenków metali alkalicznych:

reakcje cyklopropanu:

Benzen

Nitrowanie:

sulfonowanie:

Halogenowanie:

alkilowanie metodą Friedla - Craftsa:

acylowanie metodą Friedla - Craftsa:

protonowanie:

a). Desulfonowanie:

b). Wymiana protonu:

Talowanie:

Nitrozowanie:

sprzęganie z solami diazoniowymi:

Redukcja Clemmensena lub Wolffa - Kiżnera:

wpływ skierowujący:

podstawniki aktywujące, kierujące w pozycje orto i para:

silnie aktywujące:

-NH₂ (-NHR, -NR₂), -OH

średnio aktywujące:

-OCH₃ (-OC₂H₅ itd.), -NHCOCH₃

słabo aktywujące:

-C₆H₅, -CH₃ (-C₂H₅ itd.)

dezaktywujące, kierujące w pozycję meta:

-NO₂, -N(CH₃)⁺, -CN, -COOH (-COOR), -SO₃H, -CHO, -COR,

dezaktywujące, kierujące w pozycję orto i para:

-F, -Cl, -Br, -I

ksyleny:

o - ksylen m - ksylen p - ksylen

Halogenki:

• Otrzymywanie

Wymiana -OH na -X

halogenowanie węglowodorów

addycja halogenowodorów do alkenów,

addycja halogenów do alkenów i alkinów

wymiana halogenu:

RX + I^- RI + X^-

• Reakcje:

Substytucja nukleofilowa:

R:X + :Z R:Z + :X^-	Produkt
R:X + OH^- R:OH + :X^-	Alkohol
R:X + H2O ROH	Alkohol
R:X + :OR'^- => R:OR'	Eter - synteza Williamsona
R:X + ^-:C≡CR' => R:C≡CR'	Alkin
R:X + R'-M => R:R'	ALKAN (SPRZĘGANIE)
R:X + :I^- => R:I	Jodek alkilu
R:X + :CN^- => R:CN	Nitryl
R:X + R'COO:^- => R'COOR	Ester
R:X + NH3 => R:NH2	Amina pierwszorzędowa
R:X + :NH2R => R:NHR'	Amina drugorzędowa
R:X + NHR'R“ => R:NR'R“	Amina trzeciorzędowa
R:X + :P(C6H5)3^+X^- => [R:P(C6H5)3]^+X^-	Sól fosfoniowa
R:X + SH^- => R:SH	Tiol (tioalkohol)
R:X + :SR' => R:SR'	Sulfid (tioeter)
R:X + [CH3(COOC2H5)2]^- => RCH3(COOC2H5)2	Synteza z estru malonowego

Dehydrohalogenacja:

otrzymywanie odczynnika Grignarda:

RX + Mg (w bezwodnym eterze dietylowym) => RMgX

Redukcja:

SN₁ - powstanie karbokation

SN₂ - nukleofil atakuje cząsteczkę od tyłu

Alkohole:

• Otrzymywanie:

Hydroksyrtęciowanie połączone z odrtęciowaniem:

borowodorowanie połączone z utlenianiem:

synteza Grignarda:

hydroliza halogenków alkilu:

hydroksylowanie alkenów:

• reakcje alkoholi:

ROZERWANIE WIĄZANIA R-OH

Reakcja z halogenowodorami:

R-OH + HX => RX + H₂O

Gdzie R może ulec przegrupowaniu,

Reaktywność HX: HI>HBr>HCl

Reaktywność ROH: allilowy, benzylowy> 3⁰> 2⁰> 1⁰

Reakcja z trójhalogenkami fosforu:

R-OH + PX₃ => RX + H₃PO₃ (X = , Br, I)

Dehydratacja:

ROZERWANIE WIĄZANIA RO-H

Reakcje z metalami aktywnymi

CH₃CH₂OH + Na => CH₃CH₂Ona + ½ H₂

Tworzenie estrów:

Utlanianie:

Alkohole 1⁰:

alkohole drugorzędowe:

przykładowo:

ETERY

• Otrzymywanie:

Synteza Williamsona:

alkoksyrtęciowanie połączone z odrtęciowaniem:

EPOKSYDY:

• Otrzymywanie:

Z halogenohydryn:

utlenianie C=C za pomocą nadtlenokwasów:

• reakcje epoksydów:

rozszczepienie katalizowane przez kwas:

rozszczepienie katalizowane przez zasadę:

reakcja ze związkami Grignarda:

KWASY KARBOKSYLOWE

• Otrzymywanie:

Utlenianie alkoholi pierwszorzędowych:

utlenianie alkilowych pochodnych beznenu:

reakcja związków Grignarda z CO₂

Hydroliza nitryli:

• reakcje:

tworzenie soli

przekształcenie -OH na -Cl, -OR', -NH₂

przekształcenie w chlorki kwasowe:

przekształcenie w estry - estryfikacja

przekształcenie w amidy:

redukcja:

substytucja w grupie arylowej lub alkilowej:

reakcja Hella - Volharda - Zielińskiego:

substytucja w pierścieniu -COOH dezaktywuje:

ALDEHYDY I KETONY:

• Otrzymywanie aldehydów:

Utlenianie alkoholi pierwszorzędowych:

RCH₂OH + K₂Cr₂O₇ => RCHO

Utlenianie metylowych pochodnych benzenu:

redukcja chlorków kwasowych:

RCOCl lub ArCOCl + LiAlH(OBu-t)₃ => RCHO LUB ArCHO

• Otrzymywanie ketonów:

Utlenianie alkoholi drugorzędowych:

mentol menton

acylowanie metodą Friedla - Craftsa

reakcja chlorków kwasowych ze związkami kadmoorganicznymi:

• reakcje aldehydów i ketonów:

utlenianie aldehydów:

ketony metylowe - reakcja haloformowa

redukcja do alkoholi:

redukcja Clemmensena (dla związków wrażliwych na działanie zasad):

redukcja Wolffa - Kiżnera (dla związków wrażliwych na działanie zasad):

addycja związków Grignarda:

addycja cyjanowodoru - tworzenie cyjanohydryn

addycja wodorosiarczynu:

addycja pochodnych amoniaku:

H2N-G	produkt
H2N-OH hydroksyloamina	=C=NOH oksym
H2N-NH2 hydrazyna	=C=NNH2 hydrazon
H2N-NHC6H5 fenylohydrazyna	=C=NNHC6H5 fenylohydrazon
H2N-NHCONH2 semikarbazyd	=C=NNHCONH2 semikarbazon

Addycja alkoholi - tworzenie acetali:

reakcja Cannizzaro:

ulegają jej aldehydy bez wodorów :

krzyżowa reakcja Cannizzaro:

-halogenowanie ketonów:

reakcje bezwodników kwasowych:

hydroliza - przemiana w kwasy

amonoliza - przemiana w amidy:

alkoholiza - przemiana w estry:

acylowanie metodą Friedla Craftsa:

reakcje amidów:

hydroliza (kwasowa lub zasadowa)

degradacja Hofmanna:

RCONH₂ lub ArCONH₂ + OBr^- => RNH₂ lub ArNH₂ + CO₃^2-

Estry - kondensacja Claisena:

kondensacja aldolowa:

związek -hydroksykarbonylowy

Aminy

• Otrzymywanie:

Redukcja związków nitrowych:

reakcja halogenków z amoniakiem lub aminami:

NH₃ + RX => RNH₂ + RX => R₂NH + RX => R₃N +RX => R₄N⁺X^-

Aminowanie redukcyjne

redukcja nitryli

Degradacja amidów Hofmanna:

• reakcje amin:

tworzenie soli

alkilowanie:

RNH₂ + RX => R₂NH + RX => R₃N + RX => R₄N⁺X^-

Przemiana w amidy:

reakcje czwartorzędowych soli amoniowych - eliminacja Hofmanna:

reakcje z kwasem azotawym:

ArNH₂ + HONO => Ar-N₂⁺

RNH₂ + HONO => R-N₂⁺ +H₂O => N₂ + mieszanina alkoholi i alkenów

ArNHR lub R₂NH + HONO => (ArR)N-N=O lub R₂N-N=O N-nitrozoaminy

p - nitrozopochodna

otrzymywanie soli diazoniowych:

ArNH₂ + NaNO₂ + 2HX => ArN₂⁺X^- + NaX + 2H₂O

Sól diazoniowa

REAKCJE SOLI DIAZONIOWYCH:

Wymiana -N₂ na -Cl, -Br lub -CN - reakcja Sandmeyera:

wymiana na -I

wymiana na -F

wymiana na -OH

ArN₂⁺ + H₂O (w H⁺)=> ArOH + N₂

Sprzęganie soli diazoniowych:

Fenole:

Otrzymywanie:

Hydroliza soli diazoniowych:

utlenianie związków arylotalowych:

jedyny powstający izomer

reakcje:

tworzenie soli (jak kwasy)

tworzenie eterów - synteza Williamsona:

tworzenie estrów - fenole zachowują się jak alkohole

substytucja w pierścieniu - grupy -O^- i -OH^- są silnie aktywującymi i kierują w pozycje orto i para. Bromowanie fenolu prowadzi to 2,4,6 - tribromofenolu.

Alkilowanie Friedla - Craftsa

Acylowanie Freidla - Craftsa - przegrupowanie Firesa:

Nitrozowanie

m - krezol 2 - metylo - 4 - nitrozofenol

karboksylowanie - reakcja Kolbego:

tworzenie aldehydów - reakcja Reimera - Teimanna:

reakcje halogenków arylu:

tworzenie związków Grignarda:

ArBr + Mg w suchym eterze => ArMgBr

ArCl + Mg w tetrahydrofuranie (THF) => ArMgCl

Substytucja elektrofilowa - halogenek dezaktywuje pierścień i kieruje podstawnik w pozycje orto i para.

Substytucja nukleofilowa:

substytucja nukleofilowa - eliminacja połączona z addycją:

cykloaddycja 4+2 - reakcja Dielsa - Aldera”

1,3 butadien

akroleina 1,2,3,6 - tetrahydrobenzaldehyd

reakcje naftalenu:

utlenianie

redukcja:

substytucja elektrofilowa:

nitrowanie

halogenowanie:

-bromonaftalen

sulfonowanie:

acylowanie wg Friedla - Craftsa:

aromatyzacja:

synteza Hawortha:

heterocykle:

otrzymywanie kwasu nikotynowego:

synteza chinoliny - synteza Skraupa:

a właściwie:

Izochinolina - synteza Bischlera - Napieralskiego

synteza kwasu barbiturowego:

Aminokwasy:

Rozpoznawanie aminokwasów metodą Edmana:

Białko reagując z C₆H₅NCS (izotiocyjanianem fenylu) daje:

synteza dipeptydów metodą karbobenzoksylową:

synteza Glicynoalaniny (Gly-Ala)

---