3/2/2013
UWAGA!
" Ta prezentacja zawiera pomoce wizualne do
wykładu,
Chemia organiczna dla inżynierii
" Nie są to notatki z wykładu,
i ochrony środowiska
" Nie jest to wykład.
Dr inż. Mirosław Wyszomirski
p. 207
Nieobecność na wykładach może
Tel. [phone], [e-mail]
negatywnie wpłynąć na końcową ocenę.
Konsultacje piÄ…tek 10.00-13.00
Podręczniki:
Zaliczenie przedmiotu:
1. M. Hornby, J. Peach. Podstawy chemii organicznej. 1996.
2. G. Patrick. Chemia organiczna. Krótkie wykłady. 2002.
3. H. Hart, L. Craine, D. Hart. Chemia organiczna: krótki
" wykład  egzamin pisemny, 40 % oceny,
kurs. 2006.
" ćwiczenia tablicowe (seminaria), 40 %,
Dla ambitnych:
dwa kolokwia.
1. K. Raymond. General, Organic and Biological Chemistry.
2006. " ćwiczenia laboratoryjne, 20%, dwa
2. C. Sawyer, P. McCarty, G. Parkin. Chemistry for the
kolokwia.
Environmental Engineering and Science. 2003.
Chemicy zainteresowani :
" syntezą związków organicznych, tylko produktem reakcji,
" ich strukturÄ….
Inżynierowie środowiska:
" jak związki organiczne reagują w środowisku (wodzie,
powietrzu, glebie, oczyszczalniach ścieków itp.), szczególnie,
gdy sÄ… z
ródłem energii dla organizmów żywych,
nikotyna Witamina C karmin
morfina
" jak mogą być rozłożone w środowisku, aby go nie zatruwały,
glukoza
" jakie sÄ… produkty odpadowe w reakcjach otrzymywania
związków chemicznych, jak je utylizować.
1
3/2/2013
Koniec XVII wieku:
" Związki z żywych organizmów  organiczne,
To siÄ™ zmienia:
" Związki z materii nieożywionej nieorganiczne,
 Green chemistry  zmiany w
" ZwiÄ…zki organiczne posiadajÄ…  vis vitalis .
sposobach otrzymywania
związków chemicznych tak, aby:
Z nieorganicznego do organicznego, Wöhler, 1828
O
" szkodziły jak najmniej
ciepło
heat
środowisku,
H2N C NH2
NH4+ OCN-
mocznik
izocyjanian amonu
" technologie ich produkcji urea
stwarzały niewielkie zagrożenie
Upadła koncepcja  vis vitalis
dla środowiska.
Teraz: chemia związków węgla.
http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ , ok. 31 mln związków , większość
otrzymana syntetycznie.
Właściwości związków organicznych
Trzy z
ródła związków organicznych
" sÄ… zwykle palne,
" mają niższe temperatury topnienia i wrzenia,
1. przyroda: włókna, oleje roślinne, zwierzęce, tłuszcze,
" są zwykle słabo rozpuszczalne w wodzie (hydrofobowe),
alkaloidy, celuloza, skrobia, cukry, itd.
" zjawisko występowania kilku związków o jednym wzorze
2. synteza.
sumarycznym  izomeria,
3. fermentacja: alkohole, aceton, gliceryna, antybiotyki,
" reakcje związków organicznych to reakcje cząsteczkowe a
kwasy, wskutek działania mikroorganizmów na
nie jonowe, przez co sÄ… powolne,
materiÄ™ organicznÄ….
" ich ciężar cząsteczkowy może być bardzo duży, często
powyżej 1000 j.m.a. (Da),
Powstające odpady stanowią główną część zanieczyszczeń,
" większość związków organicznych może służyć jako
z którymi muszą się zmagać inżynierowie środowiska.
pożywienie dla organizmów żywych.
Klasyfikacja związków organicznych Podział praktyczny związków
według szkieletu węglowego
organicznych
Podział praktyczny, ze względu na właściwości fizyczne,
zwiÄ…zki organiczne
na pochodzenia lub zastosowanie, np.
1. Lotne zwiÄ…zki organiczne (VOC, Volatile Organic
alifatyczne
cykliczne Compounds),
2. ZwiÄ…zki hydrofobowe,
3. Surfaktanty,
nienasycone
nasycone
heterocykliczne
karbocykliczne
4. Rozpuszczalniki,
5. Plastyfikatory,
nasycone nienasycone
nasycone nienasycone
6. Pestycydy,
itd.
nieheteroaromatyczne
heteroaromatyczne
niearomatyczne Jednak związki w danej grupie mogą się znacznie różnić pod
aromatyczne
względem budowy chemicznej. Dlatego inny podział.
2
3/2/2013
Podział chemiczny związków
Grupy funkcyjne
organicznych (według grup funkcyjnych)
" Są charakterystyczną cechą związków
organicznych, przez co zachowujÄ… sie one
1. Węglowodory alifatyczne i aromatyczne
w przewidywalny sposób.
2. Chlorowcopochodne
3. Alkohole i fenole
" Składają się z atomu lub grupy atomów.
4. Aldehydy i ketony.
5. Kwasy karboksylowe i ich pochodne
" Zastępują wodór w odpowiednim
6. Aminy
alkanie.
7. Zwiazki nitrowe
8. Aminokwasy " Według nich klasyfikuje się związki
9. Cukry (sacharydy)
organiczne.
10.Białka
11.Kwasy nukleinowe
Grupy funkcyjne
Grupy funkcyjne
Przykład Przykład
Grupa Grupa
K l a s a
K l a s a
funkcyjna funkcyjna
H
H
A l k e n A l k i n C C
C C C C H C C H
H
H
etyn, acetylen
H
O H C
C H 3 C
eten, etylen
C H
3
O
Noreth ndron
i
H C C H
3 2
Limonen
Grupy funkcyjne
Grupy funkcyjne
Grupa Przykład
K l a s a
funkcyjna
Grupa Przykład
K l a s a
funkcyjna
CH3 OH
A l k o h o l R O H
C l
metanol
C l C l
grupa hydroksylowa
R X
Halogenek
alkilowy
X = F , C l , B r , I C H
3
C l C l
C l
1,2,3,4,5,6-h ekschlorocy kloheksan
a
Lindan
O H
H C C H
3 3
2- iz opropy l-5-met cy kloheksa nol
y l o
mentol
3
3/2/2013
Grupy funkcyjne
Grupy funkcyjne
Grupa
Klasa
funkcyjna
Przykład Grupa Przykład
K l a s a
funkcyjna
E t er R O R '
CH3 O CH3
O
A l d e h y d
eter dimetylowy
C
CH3 CHO
R H
aldehyd octowy
H O ( C H ) C H
2 4
acetaldehyd
3
H C
3
H O
C C
O
Twoja ulubiona C H
chemia?
H C C H H
3 3
9
D -T etrahy drokannabinol
Aldehyd cynamonowy
T H C
Grupy funkcyjne Grupy funkcyjne
Grupa Przykład Grupa Przykład
Klasa Klasa
funkcyjna funkcyjna
O
O
grupa ketonowa
CH3 C CH3
K e t o n (karbonylowa)
O
C
C
Kwas
R R '
O
C
CH3 O H
karboksylowy
propanon
R O H
kwas etanowy
aceton
kwas octowy
C H
3
O
C H 3
O H
C H C
3
O
C H
H
C
3
3
Jasmon
Ibuprofen (ibuprom)
Grupy funkcyjne Grupy funkcyjne
Grupa Przykład Grupa Przykład
Klasa Klasa
funkcyjna funkcyjna
O
N
O
A m i n a
E s t e r (H)R
CH3 C CH3 NH2
C R ' (H)R (H)R
R O
OCH3
metyloamina
octan metylu
Golteria pełzająca Peyotl
O
H C O N H 2
3
C C H
3
O
H C O
3
O H
O C H
3
Meskalina
Salicylan metylu
4
3/2/2013
Grupy funkcyjne
Grupy funkcyjne
" Paclitaxel (TAXOL, wyizolowany z drzewa Taxus brevifolia), używany
jest klinicznie w leczeniu raka jajników . Zidentyfikuj grupy funcyjne w
Grupa
Przykład
Klasa funkcyjna taksolu.
C H C H O
O
2 3
O N C
C R '
A m i d
C C H C H H3C O
R N 3
2
O
H3C
O C6H5 O
R "
CH3 OH
C C CH3
H5C6 N O
N
CH3
C H
3 H OH
HO
H5C6 O
O
O
C
N
LSD
C
H O
O CH3
Grupy funkcyjne Grupy funkcyjne
" Paclitaxel (TAXOL, wyizolowany z drzewa Taxus brevifolia), używany " Paclitaxel (TAXOL, wyizolowany z drzewa Taxus brevifolia), używany
jest klinicznie w leczeniu raka jajników . Zidentyfikuj grupy funcyjne w jest klinicznie w leczeniu raka jajników . Zidentyfikuj grupy funcyjne w
taksolu. talsolu.
O O
C C
H3C O H3C O
O O
H3C H3C
O C6H5 O O C6H5 O
CH3 OH CH3 OH
C C CH3 C C CH3
H5C6 N O H5C6 N O
CH3 CH3
H OH H OH
Amid
HO HO
H5C6 O H5C6 O
O O
O O
C C
C C
O O
O CH3 O CH3
Grupy funkcyjne Grupy funkcyjne
" Paclitaxel (TAXOL, wyizolowany z drzewa Taxus brevifolia), używany " Paclitaxel (TAXOL, wyizolowany z drzewa Taxus brevifolia), używany
jest klinicznie w leczeniu raka jajników . Zidentyfikuj grupy funcyjne w jest klinicznie w leczeniu raka jajników . Zidentyfikuj grupy funcyjne w
taksolu. taksolu.
O O
C C
H3C O H3C O
O O
H3C H3C
O C6H5 O O C6H5 O
CH3 OH CH3 OH
C C CH3 C C CH3
H5C6 N O H5C6 N O
CH3 CH3
H OH H OH
Ester
HO HO
H5C6 O H5C6 O
O O
O O
C C
C C
O O
O CH3 O CH3
5
3/2/2013
Grupy funkcyjne Grupy funkcyjne
" Paclitaxel (TAXOL, wyizolowany z drzewa Taxus brevifolia), używany " Paclitaxel (TAXOL, wyizolowany z drzewa Taxus brevifolia), używany
jest klinicznie w leczeniu raka jajników . Zidentyfikuj grupy funcyjne w jest klinicznie w leczeniu raka jajników . Zidentyfikuj grupy funcyjne w
taksolu. taksolu.
O O
Keton
C C
H3C O H3C O
O O
H3C H3C
O C6H5 O O C6H5 O
CH3 OH CH3 OH
C C CH3 C C CH3
H5C6 N O H5C6 N O
CH3 CH3
H OH H OH
HO HO
H5C6 O H5C6 O
O O
O O
C C
C C
O O
O CH3 O CH3
Grupy funkcyjne Grupy funkcyjne
" Paclitaxel (TAXOL, wyizolowany z drzewa Taxus brevifolia), używany " Paclitaxel (TAXOL, wyizolowany z drzewa Taxus brevifolia), używany
jest klinicznie w leczeniu raka jajników . Zidentyfikuj grupy funcyjne w jest klinicznie w leczeniu raka jajników . Zidentyfikuj grupy funcyjne w
taksolu. taksolu.
O O
C C
H3C O H3C O
O O
H3C H3C
O C6H5 O O C6H5 O
CH3 OH CH3 OH
C C CH3 C C CH3
H5C6 N O H5C6 N O
CH3 CH3
H OH H OH
Eter
HO HO
H5C6 O H5C6 O
O O
O O
C C
C C
O O
O CH3 O CH3
Grupy funkcyjne Grupy funkcyjne
" Paclitaxel (TAXOL, wyizolowany z drzewa Taxus brevifolia), używany " Paclitaxel (TAXOL, wyizolowany z drzewa Taxus brevifolia), używany
jest klinicznie w leczeniu raka jajników . Zidentyfikuj grupy funcyjne w jest klinicznie w leczeniu raka jajników . Zidentyfikuj grupy funcyjne w
taksolu. taksolu.
O
O
C
C
H3C O
H3C O
O
O
H3C
O C6H5 O H3C
O C6H5 O
CH3 OH
CH3 OH
C C CH3
C C CH3
H5C6 N O
H5C6 N O
CH3
CH3
H OH
H OH
Alkohol
HO
HO
H5C6 O
H5C6 O
O
O O
O
C
C
C
C
O
O
O CH3
O CH3
6
3/2/2013
Grupy funkcyjne Grupy funkcyjne
" Paclitaxel (TAXOL, wyizolowany z drzewa Taxus brevifolia), używany " Paclitaxel (TAXOL, wyizolowany z drzewa Taxus brevifolia), używany
jest klinicznie w leczeniu raka jajników . Zidentyfikuj grupy funcyjne w jest klinicznie w leczeniu raka jajników . Zidentyfikuj grupy funcyjne w
taksolu. taksolu.
O O
C C
H3C O H3C O
O O
H3C H3C
O C6H5 O O C6H5 O
CH3 OH CH3 OH
C C CH3 C C CH3
H5C6 N O H5C6 N O
CH3 CH3
H OH H OH
HO HO
H5C6 O H5C6 O
O O
O O
Alken
C C
C C
O O
O CH3 O CH3
Grupy funkcyjne Grupy funkcyjne
" Paclitaxel (TAXOL, wyizolowany z drzewa Taxus brevifolia), używany " Paclitaxel (TAXOL, wyizolowany z drzewa Taxus brevifolia), używany
jest klinicznie w leczeniu raka jajników . Zidentyfikuj grupy funcyjne w jest klinicznie w leczeniu raka jajników . Zidentyfikuj grupy funcyjne w
taksolu. taksolu.
O O
Ester
C C
H3C O H3C O
O O
H3C H3C
O C6H5 O O C6H5 O
CH3 OH CH3 OH
C C CH3 C C CH3
H5C6 N O H5C6 N O
CH3 CH3
H OH H OH
HO HO
H5C6 O H5C6 O
O O
O O
C C
C C
O O
O CH3 O CH3
Rozpuszczalność
Rozpuszczalność
ZwiÄ…zek jonowy w wodzie
" Podobne rozpuszcza siÄ™ w podobnym.
" Polarne substancje rozpuszczajÄ… siÄ™ w
polarnych rozpuszczalnikach (np. sole w
wodzie).
" Niepolarne substancje rozpuszczajÄ… siÄ™ w
jonowa sieć krystaliczna uwodnione
niepolarnych rozpuszczalnikach (np.
jony
naftalen w benzynie .
7
3/2/2013
Rozpuszczalność Rozpuszczalność
ZwiÄ…zek niepolarny w rozpuszczalniku niepolarnym
ZwiÄ…zek jonowy w rozpuszczalniku niepolarnym
nie rozpuszcza siÄ™
mocne siły
substancja niepolarna rozpuszcza siÄ™
jonowe
(słabe wiązania międzycząsteczkowe)
Rozpuszczalność
Atom węgla
ZwiÄ…zek niepolarny w rozpuszczalniku polarnym
C-C N-N O-O
Energia wiÄ…zania
(kJ mol-1) 348 163 157
" Wiązania węgiel-węgiel: wyjątkowo silne wiązania atomowe,
" Węgiel może tworzyć rozgałęzione łańcuchy oraz pierścienie,
" Tworzy cząsteczki zbudowane z wiązań C-C.
C C
C
C
C C
C C C
C C
C
C C C
C C C
C
Cząsteczki liniowe Cząsteczki rozgałęzione Cząsteczki pierścieniowe
substancja niepolarna nie rozpuszcza siÄ™
Inne pierwiastki: H, O, N, P, S, chlorowce, metale.
Izomeria Izomeria
" Izomery  różne związki, które mają ten
" Izomery  różne związki, które mają ten sam
sam wzór sumaryczny.
wzór sumaryczny.
" Constitutional Isomers  differ because
" Izomery konstytucyjne  różnią się, ponieważ
their atoms are connected in a different
ich atomy są połączone w różnej kolejności.
order.
8
3/2/2013
Izomeria Izomeria
" Izomery  różne związki, które mają ten sam " Izomery konformacyjne  różnią się wskutek
wzór sumaryczny. rotacji wokół wiązań pojedyńczych (mogą
przechodzić wzajemnie w siebie).
" Izomery konstytucyjne  różnią się, ponieważ
ich atomy są połączone w różnej kolejności.
CH3 Br
CH3CH2-O-CH2CH3 vs. CH3CH2CH2CH2OH
Br CH3
Izomeria Enancjomeria
" Izomery konfiguracyjne  różnią się ułożeniem " Inny rodzaj izomerii konfiguracyjnej.
atomów w przestrzeni (nie mogą przechodzić
" Chiral  Non-superimposable on its mirror
wzajemnie w siebie).
image.
" Achiral  Superimposable on its mirror image.
H H H C H
3
" If a molecule (or object) has a mirror plane or
C C C C
an inversion center it cannot be chiral.
H C C H H C H
3 3 3
cis-2-but en trans-2-buten
Stereoizomeria Stereoizomeria
" Inny rodzaj izomerii konfiguracyjnej. " Inny rodzaj izomerii konfiguracyjnej.
CHIRALNOŚĆ " Chiralny  nienakładalny na swoje lustrzane
odbicie.
" Chiralny  nienakładalny na swoje lustrzane
odbicie. " Achiralny  nakładalny na swoje lustrzane
odbicie.If a molecule (or object) has a mirror
" Achiral  Superimposable on its mirror image.
plane or an inversion center it cannot be
" If a molecule (or object) has a mirror plane or
chiral.
an inversion center it cannot be chiral.
9
3/2/2013
Chiralny lub achiralny?
Stereoizomeria
" MÅ‚otek
" Inny rodzaj izomerii konfiguracyjnej.
" Chiralny  nienakładalny na swoje lustrzane
odbicie.
" Achiralny  nakładalny na swoje lustrzane
odbicie.
" Jeśli cząsteczka (lub obiekt) ma płaszczyznę
lub centrum symetrii, nie może być chiralna.
Chiralny lub achiralny? Chiralny lub achiralny?
" MÅ‚otek " Kieliszek
achiralny
Chiralny lub achiralny? Chiralny lub achiralny?
" Kieliszek " Nożyce
achiral
achiralny
10
3/2/2013
Chiralny lub achiralny? Chiralny lub achiralny?
" Nożyce " Kufel piwa
chiralne
Chiralny lub achiralny? Chiralny lub achiralny?
" Kufel piwa " But turystyczny
achiralny
Chiralny lub achiralny? Chiralny lub achiralny?
" But turystyczny " Rękawica do baseballa
chiralny
11
3/2/2013
Chiralny lub achiralny? Chiralny lub achiralny?
" Rękawica do baseballa " Śruba okrętowa
chiralna
Chiralny lub achiralny? Chiralny lub achiralny?
" Śruba okrętowa " Fotel
chiralna
Chiralny lub achiralny? Chiralny lub achiralny?
" Fotel " 2-butanol
achiralny
12
3/2/2013
Chiralny lub achiralny? Chiralny lub achiralny?
" 2-butanol " 2-butanol
lustrzane odbicie chiralny lustrzane odbicie
Chiralny lub achiralny? Chiralny lub achiralny?
" 2-butanol Centrum asymetrii " 2-butanon
Atom węgla z czterema
różnymi podstawnikami
chiralny lustrzane odbicie
Chiralny lub achiralny? Chiralny lub achiralny?
" 2-butanon " 2-bromopropan
achiralny
13
3/2/2013
Enancjomeria
Chiralny lub achiralny?
" ZwiÄ…zek chiralny i jego lustrzane odbicie sÄ…
enancjomerami.
" 2-bromopropan
" 2-butanol:
achiralny
Enancjomeria Enancjomeria
" ZwiÄ…zek chiralny i jego lustrzane odbicie sÄ… " Asparaginian (kwas asparaginowy):
enancjomerami.
O OH HO O
" 2-butanol:
C C
H2N C H H C NH2
CH2 CH2
C C
H2N O O NH2
enancjomery
Stereoizomeria Stereoizomeria
" Asparaginian : " Asparaginian:
płaszczyzna płaszczyzna
lustra lustra
O OH HO O O OH HO O
C C C C
H2N C H H C NH2 H2N C H H C NH2
CH2 CH2 CH2 CH2
C C C C
H2N O O NH2 H2N O O NH2
L-asparaginian (ze L-asparaginian (ze D-asparaginian (z wyki)
szparagów) gorzki smak szparagów) gorzki smak słodki smak
14
3/2/2013
Stereoizomeria Konfiguracja absolutna
Asparaginian: " R and S
płaszczyzna
lustra
 Patrz wzdłuż wiązania od węgla chiralnego do
O OH HO O najmniejszej grupy:
C C
H2N C H H C NH2
CH2 CH2
CH2CH3 1 2
HO CH2CH3
OH
C C
C
H C =
H2N O O NH2
CH3
CH3
3
L-asparaginian (ze D-asparaginian (z wyki)
szparagów) gorzki smak słodki smak
enancjomery
Konfiguracja absolutna Konfiguracja absolutna
" R and S " R and S
 Patrz wzdłuż wiązania od węgla chiralnego do  Uszereguj pozostałe grupy według pierwszeństwa
najmniejszej grupy: w oparciu o liczbÄ™ atomowÄ….
 Zgodnie z ruchem wskazówek zegara (od
najwyższego do najniższego pierwszeÅ„stwa) Þð R
 Przeciwnie do ruchu wskazówek zegara Þð S
CH2CH3 1 2 CH2CH3 1 2
HO CH2CH3 HO CH2CH3
OH OH
C C
H C = H C =
CH3 CH3
CH3 CH3
3 3
Konfiguracja absolutna Konfiguracja absolutna
" R and S " Uszereguj według pierwszeństwa:
 Uszereguj pozostałe grupy według pierwszeństwa  Liczba atomowa atomu bezpośrednio połączonego.
w oparciu o liczbÄ™ atomowÄ….
 Jeśli taki sam atom jest połączony, idz do
 Zgodnie z ruchem wskazówek zegara (od następnego atomu, itd.
najwyższego do najniższego pierwszeÅ„stwa) Þð R
 Grupy zawierajÄ…ce wiÄ…zania wielokrotne sÄ…
 Przeciwnie do ruchu wskazówek zegara Þð S traktowane jak gdyby przyÅ‚Ä…czono wiÄ™cej atomów:
CH2CH3 1 2
N C
HO CH2CH3
OH
C
=
C O = C O C N C N
H C =
CH3
CH3
O C N C
3
(R)-2-butanol
15
3/2/2013
Konfiguracja absolutna Konfiguracja absolutna
" Określ konfigurację absolutną następujących " Określ konfigurację absolutną
związków: następujących związków:
3 1 3 1
4
H3C F 4 4 F 4
H3C
H H H H
C C C C
Cl CH3 Cl CH3
S R S R
Br 2 D 2 Br 2 D 2
1 3 1 3
2 2
O O
4 4
(CH3)2CHCH2 H (CH3)2CHCH2 H
1 1
4 4
H C H C
H H
C C
C C
Cl Cl
CH3CH2CH2CH2 S 1 C N 1 C N
CH3CH2CH2CH2 S
3 CH3CH2 R 2 3 CH3CH2 R 2
3 3
Konfiguracja absolutna Konfiguracja absolutna
" Określ konfigurację absolutną następujących " Określ konfigurację absolutną następujących
związków: związków:
3 1 3 1
4
H3C F 4 4 F 4
H3C
H H H H
C C C C
Cl CH3 Cl CH3
S R S R
Br 2 D 2 Br 2 D 2
1 3 1 3
2 2
O O
4 4
(CH3)2CHCH2 H (CH3)2CHCH2 H
1 1
4 4
H C H C
H H
C C
C C
Cl Cl
CH3CH2CH2CH2 S 1 C N 1 C N
CH3CH2CH2CH2 S
3 CH3CH2 R 2 3 CH3CH2 R 2
3 3
Konfiguracja absolutna Konfiguracja absolutna
" Określ konfigurację absolutną następujących " Określ konfigurację absolutną następujących
związków: związków:
3 1 3 1
4
H3C F 4 4 F 4
H3C
H H H H
C C C C
Cl CH3 Cl CH3
S R S R
Br 2 D 2 Br 2 D 2
1 3 1 3
2 2
O O
4 4
(CH3)2CHCH2 H (CH3)2CHCH2 H
1 1
4 4
H C H C
H H
C C
C C
Cl Cl
CH3CH2CH2CH2 S 1 C N 1 C N
CH3CH2CH2CH2 S
3 CH3CH2 R 2 3 CH3CH2 R 2
3 3
16
3/2/2013
Konfiguracja absolutna Konfiguracja absolutna
" Określ konfigurację absolutną następujących " Określ konfigurację absolutną następujących
związków: związków:
3 1 3 1
4
H3C F 4 4 F 4
H3C
H H H H
C C C C
Cl CH3 Cl CH3
S R S R
Br 2 D 2 Br 2 D 2
1 3 1 3
2 2
O O
4 4
(CH3)2CHCH2 H (CH3)2CHCH2 H
1 1
4 4
H C H C
H H
C C
C C
Cl Cl
CH3CH2CH2CH2 S 1 C N 1 C N
CH3CH2CH2CH2 S
3 CH3CH2 R 2 3 CH3CH2 R 2
3 3
Konfiguracja absolutna Aktywność optyczna
" Nie można odróżnić enancjomerów na podstawie ich
" Określ konfigurację absolutną następujących
właściwości fizycznych takich jak temperatura
związków:
wrzenia, temperatura topnienia lub gęstość.
3 1
" However when plane-polarized light is passed
4
H3C F 4
H H
through a solution of one of the enantiomers, the
C C
Cl CH3
plane of polarization is rotated:
S R
Br 2 D 2
1 3
2
O
4
(CH3)2CHCH2 H
1
4
H C
H
C
C
Cl
CH3CH2CH2CH2 S 1 C N
3 CH3CH2 R 2
3
Aktywność optyczna Aktywność optyczna
" Nie można odróżnić enancjomerów na podstawie " Nie można odróżnić enancjomerów na podstawie
ich właściwości fizycznych takich jak temperatura ich właściwości fizycznych takich jak temperatura
wrzenia, temperatura topnienia lub gęstość. wrzenia, temperatura topnienia lub gęstość.
" Jednak kiedy przepuszcza się przez roztwór jednego z " Jednak kiedy przepuszcza się przez roztwór jednego z
enancjomerów światło spolaryzowane w jednej enancjomerów światło spolaryzowane w jednej
płaszczyz
nie, płaszczyzna polaryzacji obraca się: płaszczyz
nie, płaszczyzna polaryzacji obraca się:
17
3/2/2013
Aktywność optyczna Aktywność optyczna
" Drugi enancjomer skręca płaszczyznę światła " Drugi enancjomer skręca płaszczyznę światła
spolaryzowanego o tę samą wartość lecz w spolaryzowanego o tę samą wartość lecz w
przeciwnym kierunku. przeciwnym kierunku.
" Optical Activity  Rotates the plane of polarized " Aktywność optyczna  skręca płaszczyznę światła
light. spolaryzowanego.
" A polarimeter is used to make such " A polarimeter is used to make such
measurements: measurements:
O
Aktywność optyczna
N
" Drugi enancjomer skręca płaszczyznę światła
spolaryzowanego o tę samą wartość lecz w COOH
O
O N O
H C CH3
przeciwnym kierunku.
H
O
" Aktywność optyczna  skręca płaszczyznę światła
Talidomid
CH3
spolaryzowanego.
R  leczniczy
S - mutagen
" Polarymetr jest używany do takich pomiarów:
Cl
Mecoprop
R  aktywny
S - nieaktywny
Otis Historical Archives National Museum of Health and Medicine
Ryboza
Konfiguracja względna
a sugar unit in ribonucleic acid
C H O HOCH2 O OH
C H O
H O H (RNA)
H OH
C
C
H H Note: deoxyribose (from DNA) is
C H 2 OH
C H 2 OH
missing the 2-OH
H
aldehyd D-glicerynowy aldehyd L-glicerynowy HO OH
COOH COOH COOH
H NH
H OH
2 H N H
2
C C C " Indicate the asymmetric carbons in ribose.
C H 2 OH CH
CH(CH ) 2
3
3
kwas D-glicerynowy D-alanina L-walina
18
3/2/2013
Ryboza Ryboza
jednostka cukrowa w kwasie jednostka cukrowa w kwasie
HOCH2 O OH HOCH2 O OH
rybonukleinowym (RNA) rybonukleinowym (RNA) Uwaga: w
dezoksyrybozie (z DNA) brakuje
H H Note: deoxyribose (from DNA) is H H
grupy 2-OH
missing the 2-OH
H H
HO OH HO OH
" Indicate the asymmetric carbons in ribose. " Indicate the asymmetric carbons in ribose.
Ryboza Ryboza
jednostka cukrowa w kwasie jednostka cukrowa w kwasie
HOCH2 O OH HOCH2 O OH
rybonukleinowym (RNA) Uwaga: w rybonukleinowym (RNA) Uwaga: w
dezoksyrybozie (z DNA) brakuje grupy dezoksyrybozie (z DNA) brakuje grupy
H H H H
2-OH 2-OH
H H
HO OH HO OH
" Wskaż asymetryczne atomy węgla w rybozie. " Wskaż asymetryczne atomywęgla w rybozie.
Ryboza Ryboza
jednostka cukrowa w kwasie
HOCH2 O OH HOCH2 O R jednostka cukrowa w kwasie
OH
rybonukleinowym (RNA) Uwaga: w rybonukleinowym (RNA) Uwaga: w
R
dezoksyrybozie (z DNA) brakuje grupy dezoksyrybozie (z DNA) brakuje grupy
H H H H
2-OH 2-OH
R R
H H
HO OH HO OH
" Wskaż asymetryczne atomy węgla w rybozie. " Wskaż asymetryczne atomy węgla w rybozie.
" Oznacz konfiguracje absolutne każdego asymetrycznego " Oznacz konfiguracje absolutne każdego asymetrycznego
atomu węgla. atomu węgla.
19
3/2/2013
Ryboza Ryboza
HOCH2 O R jednostka cukrowa w kwasie HOCH2 O R jednostka cukrowa w kwasie
OH OH
rybonukleinowym (RNA) Uwaga: w rybonukleinowym (RNA) Uwaga: w
R R
dezoksyrybozie (z DNA) brakuje grupy dezoksyrybozie (z DNA) brakuje grupy
H H H H
2-OH 2-OH
R R R R
H H
HO OH HO OH
" Wskaż asymetryczne atomy węgla w rybozie. " Wskaż asymetryczne atomy węgla w rybozie..
" Oznacz konfiguracje absolutne każdego asymetrycznego " Oznacz konfiguracje absolutne każdego asymetrycznego
atomu węgla. atomu węgla.
" Ile stereoizomerów jest teoretycznie możliwych dla " Ile stereoizomerów jest teoretycznie możliwych dla
rybozy? rybozy? 4 centra asymetryczne: 24 = 16.
OH OH
O O
H2N H2N
O O
O O
OH OH
Palitoksyna OH OH Palitoksyna OH OH
HO OH HO OH
OH OH
HO HO
OH OH
CH3 CH3
HO OH HO OH
OH OH OH OH
OH OH
OH OH
" from the Hawaiian coral  Limu-make-o-Hana , " z hawajskiego jamochłona-koralowca z rodziny
O O
OH OH
Palythoa toxica. Palythoa toxica.
OH OH
" The most poisonous non-protein substance known. " The most poisonous non-protein substance known.
HO HO
" LD50 (mice) = 50 ng/kg i.p. " LD50 (mice) = 50 ng/kg i.p.
OH OH
OH OH
O O
HO OH HO OH
O CH3 OH CH3 OH O CH3 OH CH3 OH
HO HO
" 64 asymmetric centers! " 64 asymmetric centers!
OH OH
OH OH
N O N O
H H H H
OH OH
OH OH HO OH OH HO
HO N O OH HO N O OH
H3C O HO H3C O HO
H H
OH OH
O CH3 OH O CH3 OH
OH OH
O O
H3C H3C
CH3 CH3
OH OH OH OH
HO OH HO OH
OH OH
OH
OH
O
O
H2N
H2N
O
O O
O
OH
OH
OH OH
Palitoksyna OH OH Palitoksyna
HO OH
HO OH
OH
OH
HO
HO
OH
OH
CH3
CH3
HO OH
HO OH
OH OH
OH OH
OH
OH
OH
OH
" z hawajskiego jamochłona-koralowca z rodziny " z hawajskiego jamochłona-koralowca z rodziny
O
O
OH
OH
Palythoa toxica. Palythoa toxica.
OH OH
" Najbardziej toksyczna substancja niebiałkowa " Najbardziej toksyczna substancja niebiałkowa
HO HO
 LD50 (myszy) = 50 ng/kg m.c.  LD50 (myszy) = 50 ng/kg m.c.
OH OH
OH OH
O O
HO OH HO OH
O CH3 OH CH3 OH O CH3 OH CH3 OH
HO HO
" 64 asymmetric centers! " 64 centra asymetryczne!
OH OH
OH OH
N O N O
H H H H
OH OH
OH OH HO OH OH HO
HO N O OH HO N O OH
H3C O HO H3C O HO
H H
OH OH
O CH3 OH O CH3 OH
OH OH
O O
H3C H3C
CH3 CH3
OH OH OH OH
HO OH HO OH
OH OH
20
3/2/2013
Alkany Alkany
" Węglowodory nasycone (alifatyczne)
" Węglowodory nasycone (alifatyczne)
 Węglowodory  zawierają tylko atomy C and H .
 Hydrocarbons  Contain only C and H atoms.
 Saturated  Only single bonds.
 Saturated  Only single bonds.
 Aliphatic   Fat like.
 Aliphatic   Fat like.
 Can be acyclic (no rings) or cyclic (cycloalkanes).
 Can be acyclic (no rings) or cyclic (cycloalkanes).
Alkany Alkany
" Węglowodory nasycone (alifatyczne) " Węglowodory nasycone (alifatyczne)
 Węglowodory  zawierają tylko atomy C i H.  Węglowodory  zawierają tylko atomy C i H
 Nasycone  tylko pojedyncze wiÄ…zania.  Nasycone  tylko pojedyncze wiÄ…zania
 Aliphatic   Fat like.  Alifatyczne  podobne do tłuszczów.
 Can be acyclic (no rings) or cyclic (cycloalkanes).  Can be acyclic (no rings) or cyclic (cycloalkanes).
Alkany
Alkany
" Metan, CH4
H
" Węglowodory nasycone (alifatyczne)
H C H
 Węglowodory  zawierają tylko atomy C i H
H
 Nasycone  tylko pojedyncze wiÄ…zania
 Alifatyczne  podobne do tłuszczów.
" Ethane, CH3CH3
" końcowy produkt procesów anerobowych
 Mogą być acykliczne (bez pierścieni) lub
cykliczne (cykloalkany).
oczyszczania ścieków.
" gaz cieplarniany, 21 razy efektywniej niż CO2
zatrzymuje ciepło w atmosferze.
21
3/2/2013
Alkany Alkany
" Metan, CH4 " Propan, CH3CH2CH3
H
H H H
H C H
H C C C H
H
H H H
" Etan, CH3CH3 " Butane, CH3CH2CH2CH3
H H
H C C H
H H
Alkany
Alkany
" Propan, CH3CH2CH3
H H H
" Pentan, CH3CH2CH2CH2CH3
H C C C H
" Heksan, CH3CH2CH2CH2CH2CH3
H H H
" Heptan, CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3
" Oktan, CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3
" Butan, CH3CH2CH2CH3
" Nonan, CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3
H H H H
" Dekan, CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3
H C C C C H
H H H H
Pierwszorzędowy
Alkany Alkany
(1o) atom węgla
" Nazwy i wzory grup alkilowych: " Nazwy i wzory grup alkilowych:
Wzór Nazwa Wzór Nazwa Wzór Nazwa Wzór Nazwa
CH3- metylo CH3CH2CH2CH2- butylo CH3- metylo CH3CH2CH2CH2- butylo
CH3CH2- etylo (CH3)2CHCH2- izobutylo CH3CH2- etylo (CH3)2CHCH2- izobutylo
CH3CH2CH2- propylo CH3CH2CH(CH3)- sec-butylo CH3CH2CH2- propylo CH3CH2CH(CH3)- sec-butylo
(CH3)2CH- izopropylo (CH3)3C- tert-butylo (CH3)2CH- izopropylo (CH3)3C- tert-butylo
22
3/2/2013
Trzeciorzędowy (3o)
Drugorzędowy (2o) atom węgla
Alkany Alkany
atom węgla
" Nazwy i wzory grup alkilowych " Nazwy i wzory grup alkilowych
Wzór Nazwa Wzór Nazwa Wzór Nazwa Wzór Nazwa
CH3- metylo CH3CH2CH2CH2- butylo CH3- metylo CH3CH2CH2CH2- butylo
CH3CH2- etylo (CH3)2CHCH2- izobutylo CH3CH2- etylo (CH3)2CHCH2- izobutylo
CH3CH2CH2- propylo CH3CH2CH(CH3)- sec-butylo CH3CH2CH2- propylo CH3CH2CH(CH3)- sec-butylo
(CH3)2CH- izopropylo (CH3)3C- tert-butylo (CH3)2CH- izopropylo (CH3)3C- tert-butylo
Właściwości fizyczne alkanów
Reguły IUPAC nazewnictwa alkanów
" Wybierz najdłuższy łańcuch atomów węgla jako
zwiÄ…zek macierzysty.
" Bezbarwne, bez zapachu, nierozpuszczalne w wodzie,
" Number the carbon atoms in the parent carbon
rozpuszczalne w wielu rozpuszczalnikach organicznych,
chain starting from the end closest to the first
carbon atom that has an alkyl or other group.
" C1-C5  gazy, C6-C17  ciecze, powyżej  ciała stałe,
" Name the alkyl group and designate the position
" Ze wzrostem masy czÄ…steczkowej rosnÄ… temperatury
on the parent carbon chain by a number.
topnienia i wrzenia, maleje rozpuszczalność w wodzie,
" When the same alkyl group branch chain occurs
ogólna tendencja.
more than once, indicate this repetition by a
prefix (di-, tri-, tetra-, and so forth).
" When several different alkyl groups are attached
to the parent compound, list them in alphabetical
order.
y
ródła alkanów i innych węglowodorów
Alkany
90 95%
GAZ ZIEMNY
Liczba oktanowa:
5 10% etanu
(C1 C4)
n-heptan : 0
małe ilości propanu, butanu,
i 2-metylopropanu.
2,2,4-trimetylopentan: 100
1 2 3 4 5 6 7
Gęsta, lepka mieszanina setek
ROPA NAFTOWA CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3
węglowodorów (głównie C5 C20).
Powstała z rozkładu roślin i zwierząt
CH3 CH3
morskich.
CH3CCH2CHCH3
2 3 4 5
1
CH3
Mieszaniana węgla i stałych, wysokocząstecz-
W
GIEL
kowych węglowodorów (>C20).
SMOA
A W
GLOWA Wiele związków aromatycznych i
heteroaromatycznych.
23
3/2/2013
Alkany  właściwości chemiczne Alkany  właściwości chemiczne
" Silne wiÄ…zania s C-H.
" Ani nukleofile ani elektrofile nie majÄ… dobrego
" WiÄ…zania niespolaryzowane wskutek
miejsca do ataku.
równej elektroujemności H i C.
" Stara nazwa parafiny z łacińskiego
 parum affinis = małe powinowactwo.
" Bardzo stabilne, nieaktywne.
butan chloropropan 1-buten butanal
Utlenianie alkanów przy różnym
Chlorowanie i bromowanie
dostępie powietrza
Halogenowanie chlorem lub bromem przy użyciu
wysokiej temperatury lub promieniowania UV prowadzi
CO2 + H2O
CH4 + 2O2
do reakcji:
n
h
+
C H C l C H C l H C l
+
4 2 3
2CH4 + 3O2 2CO + 4H2O
chlorek metylu
metan
n
h
CH4 + O2 C + 2H2O
B r 2 C H 3 C H 2 B r + H B r
C H 3 C H 3 +
D
etan bromek etylu
CH4 + O2 HCHO + H2O
Reakcje te nie zachodzÄ… w wodzie, dlatego nie majÄ…
większego znaczenia w inżynierii środowiska.
Utlenianie biologiczne Alkeny
" przez niektóre bakterie w środowisku aerobowym,
" Alkan: CnH2n+2
" kilka etapów,
" pierwszy etap bardzo wolny, utlenianie terminalnego
" Alken: CnH2n
(omega utlenianie) atomu węgla do grupy hydroksylowej,
 lub CnH2n+2- 2P
bakterie  P = liczba wiązań podwójnych
2CH3CH2CH3 + O2 2CH3CH2OH
H H
" poprzez dodatkowe etapy mikroorganizmy przetwarzajÄ… H H H H
węglowodory do dwutlenku węgla i wody, co jest H H
H H
specjalnie interesujące w inżynierii środowiska.
H H
H H H H
24
3/2/2013
Alkeny
Nazewnictwo alkenów
" Typowi przedstawiciele to
" Znajdz
najdłuższy łańcuch węglowy.
 Eten (etylen), hormon wzrostu u roślin
" Ponumeruj atomy węgla tak, aby wiązania
podwójne miały najniższe możliwe numery.
" Podstawniki sÄ… podane przed macierzystym
łańcuchem razem z liczbą opisującą ich położenie
w łańcuchu.
H H
C C
H H
Alkeny-właściwości chemiczne
Nazewnictwo alkenów
7
Aktywne chemicznie, wchodzą w wiele typów reakcji.
H3C
5 3 1 H
CH3 6
1
3
6 H3C
5
CH3
2
4
Utlenianie - Å‚atwo siÄ™ utleniajÄ… w roztworze
H3C 2
4
CH3
wodnym do odpowiednich dioli.
H
2-metylo-3-heksen
5-metylo-3-hepten
C C C C
CH3
H3C
OH OH
CH3
6
3 1
7 5
5 1
Utlenianie bakteryjne  bardziej podatne niż alkany.
4 2
6
2
4
5-metylo-1,3-heptadien 3
1,6,6-trimetylocykloheksa-1,4-dien
Węglowodory wielonienasycone Alkeny-właściwości chemiczne
" alkadieny, np. 1,3-butadien, ważny surowiec do
produkcji polimerów,
Addycja (przyłączanie)  kwasy chlorowcowodorowe,
CH2=CH-CH=CH2
halogeny, kwasy tlenowe, kwas chlorowy(I), woda,
mogą się przyłączać, np.
" polieny, np. likopen,
CH3 CH3 CH3 CH3
H
CH3C CH(CH)2C CHCH CHC CHCH CHC CHCH
H C l
CH3C CH(CH)2C CHCH CHC CHCH CHC CHCH
C l
CH3 CH3 CH3 CH3
cyklopenten chlorocyklopentan
występujący w ściekach przemysłowych po produkcji
warzyw konserwowanych (duże zapotrzebowanie na
utleniacz).
25
3/2/2013
Alkeny-właściwości chemiczne Alkeny-właściwości chemiczne
C H
C H
2
2
X
H C + H O
C H Reakcja z kwasem chlorowym(I) jest najważniejsza.
3 2
Ścieki przemysłowe z dużą zawartością związków
1- b ut e n
nienasyconych wykazują duże zapotrzebowanie
Przy dodawaniu wody do alkenów
na chlor wskutek tej reakcji.
nie zachodzi reakcja.
H
CH3 H HClO CH3 H
ślady
C H 2 C H H C l ,
C H
C H
2 2
2
C C C C
H C + H O
C H H C
3 2 C H
3 H
H H
H
OH Cl
1-bute n
2 - b u tan ol O H
Kiedy niewielkie ilości kwasu są obecne,
ma miejsce hydratacja podwójnego wiązania.
Alkeny-właściwości chemiczne Alkeny-właściwości chemiczne
Polimeryzacja Polimeryzacja
Wiele innych podstawników może być
Alkeny mogą być używane jako monomery do
umieszczonych w części alkenowej.
syntezy polimerów.
H C C H H C C H H C C H
2 2 2 2
C H C l
etylen
3
propy len
chlorek winylu
F C C F H C C H H C C H
2 2 2 2 2 2
styren
C N C O O C H
3
tetrafluoroetylen
a k ry lonitr y akrylan metylu
l
polistyren
H C C H
2
O O C C H
3
octan winylu
n
Alkeny-właściwości chemiczne Alkohole
Polimeryzacja
" Związki, w których atom wodoru został zastąpiony
Niektóre bardziej znane polimery użytkowe i ich skróty:
przez grupÄ™ hydroksylowÄ… OH.
" poliakrylonitryl (PAN), anilana.
" poliamid (PA), nylon, stylon. " Wyróżniamy trzy typy:
" poli(chlorek winylu), (PCW, PCV)
" Pierwszorzędowe alkohole R CH2 OH
" poli(metakrylan metylu), (PMMA), pleksi, szkło organiczne
" polietylen (PE, LDPE, HDPE)
R
" polistyren (PS) " Drugorzędowe alkohole
CH OH
" polipropylen (PP) R
" poli(tereftalan etylenu) (PET)
R
" Trzeciorzędowe alkohole
" poliwęglan (PC)
R C OH
" politetrafluoroetylen (PTFE), teflon
R
" kopolimer akrylonitrylu, styrenu i 1,3-butadienu (ABS)
26
3/2/2013
Alkohole
Nazewnictwo alkoholi Przykłady
1. Znajdz
najdłuższy łańcuch z OH
" Najdłuższy łańcuch węglowy zawierający grupę OH.
" OH ma preferencje wobec halogenów, ma zawsze
najniższy numer.
CH3CH2CH2CH2CHCH2OH
C
C
CH2CH2CH3
" Najniższe możliwe numery dla innych podstawników.
" Wszystkie podstawniki alfabetycznie.
Przykłady Przykłady
1. Znajdz
najdłuższy łańcuch z OH 1. Znajdz
najdłuższy łańcuch z OH
Niebieski łańcuch jest najdłuższy, jednak Niebieski łańcuch jest najdłuższy, jednak
czerwony łańcuch zawiera OH. czerwony łańcuch zawiera OH.
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
CH3CH2CH2CH2CHCH2OH CH3CH2CH2CH2CHCH2OH
5 5
1 2 3 4 1 2 3 4
C C
C C
CH2CH2CH3 CH2CH2CH3
6 7 8 6 7 8
" Nazwij
Przykłady Więcej przykładów
1. Znajdz
najdłuższy łańcuch z OH
OH
HO Br
2
Niebieski łańcuch jest najdłuższy, jednak
2 3
3 1
czerwony łańcuch zawiera OH. 1 5
4 6
Zwróć uwagę, że 5
H 3 CH 3
C 4
numeracja
2,3-dimetylo-1-cykloheksanol 3-bromo-2-pentanol
6 5 4 3 2 1
zaczyna siÄ™ od
CH3CH2CH2CH2CHCH2OH
OH. 2,3-dimetylo-cykloheksanol
C
C
CH2CH2CH3
O H 2
2
1 2 3
H C
3
3 3 1
1
OH
4 6
4
5
" Nazwij
H C
3
2-propylo-1-heksanol
C H
3
4 -m e ty l o c y k lopent- 2-e n-1 -ol
-
3-etylo-5-metylo-1-cykloheksanol
4-metylo-cyklopent-2-enol
3-etylo-5-metylo-cykloheksanol
27
3/2/2013
WiÄ…zania wodorowe w alkoholach
Alkohole - właściwości fizyczne
ØðNieporównywalnie wysokie temperatury
dð
wrzenia wskutek wiązań wodorowych
dð+
między cząsteczkami.
dð+
ØðNiższe alkohole mieszajÄ… siÄ™ z wodÄ…, a
dð
rozpuszczalność maleje ze wzrostem grupy
alkilowej.
Rozpuszczalność w wodzie
Metanol
"  spirytus drzewny , sucha destylacja drewna.
" przemysłowo otrzymywany z gazu syntezowego.
" stosowany w przemyśle jako rozpuszczalnik.
" można gasić wodą,
" wysoka liczba oktanowa, lecz mniej
energetyczny.
Rozpuszczalność maleje ze
wzrostem grupy alkilowej.
" niewidoczny płomień.
Mieszalność z wodą alkoholi C1-C4 powoduje ich zastosowanie
jako korozpuszczalniki przy remediacji skażonej gleby.
Alkohole  właściwości chemiczne
Etanol
Reakcja estryfikacji
" Fermentacja cukru i skrobi,
O
H+
" 12-15% alkoholu, potem drożdże umierają,
+
COH CH3OH
" Potem destylacja ,
" Azeotrop: 95% etanolu, destylacja bez zmiany składu,
O
" Biopaliwo: E10 do E85,
COCH3 + H2O
" Etanol I generacji  ze skrobi, etanol II generacji z
celulozy  biorafinerie, etanol III generacji z glonów.
" Dawka toksyczna: 200 ml etanolu, 100 ml metanolu .
Ważny fakt: tlen alkoholowy jest włączany
do estru.
28
3/2/2013
Alkohole  właściwości chemiczne
Alkohole  właściwości chemiczne
Utlenianie
Utlenianie
Kiedy utleniany jest alkohol pierwszorzędowy, Kiedy utleniany jest drugorzędowy alkohol
tworzy siÄ™ keton.
tworzy siÄ™ aldehyd.
[O]
[O]
alkohol drugorzędowy keton
alkohol pierwszorzędowy aldehyd
OH O
% [O] Q%
OH O
CH3 C CH3 CH3 C CH3 + H2O
| [O] ||
%
CH3 C H CH3 C H + H2O
H 2-Propanon(keton dimetylowy, aceton)
2-Propanol (alkohol izopropylowy)
|
H
Etanol Etanal (acetaldehyd)
Alkohole  właściwości chemiczne Alkohole  właściwości chemiczne
Utlenianie biologiczne
Utlenianie
" katalizowane przez dehydrogenazÄ™ alkoholowÄ… (ADH).
Trzeciorzędowe alkohole nie utleniają się łatwo.
" etanol utlenia się do acetaldehydu, następnie kwasu
[O]
octowego, który jest normalnym metabolitem.
Trzeciorzędowy alkohol nie ma reakcji
" metanol utlenia się do formaldehydu, następnie kwasu
OH
mrówkowego, który jest bardziej toksyczny niż metanol.
" mikroorganizmy Å‚atwo utleniajÄ… alkohole 1. i 2.
% [O]
rzędowe. Końcowymi produktami są CO2 i woda, jako
CH3%C%CH3
produkty pośrednie powstają aldehydy i ketony.
%
Alkohole 3. rzędowe są bardzo oporne na degradację.
CH3 Nie ma atomu wodoru na atomie węgla C-OH.
2-metylo-2-propanol
Aldehydy i ketony Aldehydy i ketony
Nazewnictwo
Grupa karbonylowa,
" w aldehydzie jest połączona z co najmniej
ØðNazewnictwo aldehydów i ketonów wedÅ‚ug
jednym atomem H.
IUPAC
" w ketonie jest połączona z dwoma atomami
" Wybierz jako związek macierzysty najdłuższy
węgla.
łańcuch węglowy, który zawiera grupę
funkcyjnÄ….
" Dla aldehydów dodaj przyrostek  al, dla
ketonów przyrostek  on.
H H H
" Atom węgla aldehydowy to atom numer 1.
F o r m a l d e h y d A c e t a l d e h y d A c e t o n
29
3/2/2013
Aldehydy i ketony Aldehydy i ketony
Nazewnictwo Nazewnictwo
CH3 O CH3 O
CH C CH C
CH3 3 CH2 1 H CH3 3 CH2 1 H
4 2 4 2
3-Methylbutanal 3-Methylbutanal
CH3 CH3 O CH3 CH3 O
C CH2 C C C CH2 C C
5 1 5 1
CH3 7 CH CH2 3 CH H CH3 7 CH CH2 3 CH H
8 6 4 2 8 6 4 2
trans-3,7-dimethyl-2,6-octadienal trans-3,7-dimethyl-2,6-octadienal
Aldehydy i ketony Aldehydy i ketony
Nazewnictwo Nazewnictwo
C H O C H O
3 3
C H C C H C
C H C H H C H C H H
3 1 3 1
3 2 3 2
4 2 4 2
3 - m e t y lo b u t a n a l 3 - m e t y lo b u t a n a l
C H C H O C H C H O
3 3 3 3
C C H C C C C H C C
2 2
C H 7 C H 5 C H C H 1 H C H 7 C H 5 C H C H 1 H
3 3
3 2 3 2
8 6 4 2 8 6 4 2
t r a n s - 3 , 7 - d i m e t h y l - 2 , 6 - o c t a d i e n a l t r a n s - 3 , 7 - d i m e t y lo - 2 , 6 - o k t a d i e n a l
Nazwij następujący związek: Nazwij następujący związek:
O
O
C H O C
CH3O C
3
H
H
H O
HO
4-hydroksy-3-metoksybenzaldehyd
4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde
( v a n i l l i n )
(vanillin)
30
3/2/2013
Nazwij następujący związek: Nazewnictwo ketonów
O
O O
C H O C
3
H
C CH3 C CH2
CH3 CH3 CH2 CH CH3
H O
CH3
propanone
4-hydroksy-3-metoksybenzaldehyd
wanilina
(acetone) 4-methyl-3-hexanone
Nazewnictwo ketonów Nazewnictwo ketonów
O O O O
C C H C C H C C H C C H
3 2 3 2
C H C H C H C H C H C H C H C H C H C H
3 3 2 3 3 3 2 3
C H C H
3 3
p r o p a n o n p r o p a n o n
( a c e t o n ) 4 - m e t h y l - 3 - h e x a n o n e ( a c e t o n ) 4 - m e t y lo - 3 - h eksanon
Nazewnictwo ketonów Nazewnictwo ketonów
O O
O O
C H C
CH3 C
3
C H
CH3
3
2 - m e t y lo c y k l o h eksanon a c e t o p h e n o n e
2-methylcyclohexanone acetophenone
31
3/2/2013
Nazwy zwyczajowe
Nazewnictwo ketonów
ØðAldehydy
" Nazwa zwyczajowa dla aldehydu pochodzi od
nazwy zwyczajowej odpowiedniego kwasu
O O
karboksylowego.
C H C
3
C H
3
O
O O O
C
C C C
2 - m e t y lo c y k l o h eksanon a c e t ofenon
CH3 OH CH3 H
H OH H H
formic acid formaldehyde acetic acid acetaldehyde
System IUPAC zachował niektóre nazwy
zwyczajowe takie jak acetofenon czy aceton.
Nazwy zwyczajowe Nazwy zwyczajowe
ØðAldehydy ØðAldehydy
" Nazwa zwyczajowa dla aldehydu pochodzi od " Nazwa zwyczajowa dla aldehydu pochodzi od
nazwy zwyczajowej odpowiedniego kwasu nazwy zwyczajowej odpowiedniego kwasu
karboksylowego. karboksylowego.
O O
O O O O O O
C C
C C C C C C
C H O H C H H C H O H C H H
H O H H H H O H H H
3 3 3 3
a c e t i c a c i d a c e t a l d e h y d e
kwas octowy
aldehyd mrówkowy aldehyd mrówkowy
aldehyd octowy
kwas mrówkowy kwas mrówkowy
Nazwy zwyczajowe Nazwy zwyczajowe
ØðKetony ØðKetony
" Nazwy zwyczajowe dla ketonów tworzy się " Nazwy zwyczajowe dla ketonów tworzy się
poprzez nazwanie obu grup (alkilowych lub poprzez nazwanie obu grup (alkilowych lub
arylowych) dołączonych do grupy karbonylowej arylowych) dołączonych do grupy karbonylowej
a następnie słowa keton. a następnie słowa keton.
O
O
CH3 C CH3
CH3 C CH3
CH CH2
CH CH2
CH3
CH3
ethyl isopropyl ketone
ethyl isopropyl ketone
keton etylowo-izopropylowy
32
3/2/2013
Aldehydy i zanieczyszczenie Aldehydy i zanieczyszczenie
atmosfery atmosfery
Aldehydy, powodujące podrażnienie oczu, jeden z Ozon tworzy się w reakcji tlenu cząsteczkowego z
najpoważniejszych problemów związanych z tlenkami azotu (tzw. NOx), także wytwarzanymi w
zanieczyszczeniem powietrza, tworzÄ… siÄ™ w reakcji ozonu silnikach samochodowych oraz elektrowniach, w
z węglowodorami nienasyconymi, produktami obecności światła słonecznego.
niecałkowitego spalania paliw silnikowych.
O
N2 xO2 2NOx
+
RCH CHR'
RCH2 CHR' + O3
O O
NOx + + NOx-1
O2 h½ O3
O
ozonek
RCH CHR'
H2O
RCHO R'CHO + H2O2
+ +
O O
Aldehydy Aldehydy i ketony
Formaldehyd HCHO (formalina 40% wodny roztwór) Właściwości chemiczne
Utlenianie
" bardzo toksyczny dla mikroorganizmów,
" Aldehydy są łatwo utleniane do kwasów
" do konserwacji preparatów biologicznych,
karboksylowych.
" ścieki przemysłowe o stężeniu formaldehydu
powyżej 1500 mg/l zbyt toksyczne dla osadu
O O
czynnego, poniżej utlenia się do CO2 i wody:
|| [O] ||
koncepcja progu toksyczności
CH3 C H CH3 C OH
Poniżej określonego stężenia wszystkie
Acetaldehyd Kwas octowy
substancje sÄ… nietoksyczne.
Aldehydy i ketony Aldehydy i ketony
Właściwości chemiczne Właściwości chemiczne
Utlenianie Utlenianie
Odczynnik Tollensa, który
Odczynnik Trommera
zawiera Ag+, utlenia aldehydy
" Aldehydy są także
utleniane do kwasów
lecz nie ketony.
karboksylowych przez
" Ag+ jest redukowany do
miedz
(II) rozpuszczonÄ… w
metalicznego Ag, który
wodnym roztworze NaOH:
pojawia siÄ™ jako  lustro na
O O
ściankach probówki. OH--
2+
+ Cu + Cu O
C C
O O 2
NH4OH
R H R O
ceglastoczerwony
+ Ag + Ag0
C C
osad
R H R O
33
3/2/2013
Kwasy Kwasy
Nazewnictwo
Reprezentują związki o najwyższym stopniu utlenienia
s y st e m z w c z aj o w
at y c z n a y a
atomu węgla.
k w
a s
m n o y w o y
HCOOH et a w mró k w
CH4 CH3OH H2C=O HCOOH H2O + CO2
metan metanol aldehyd kwas produkty
n o w o ct o y
CH COOH et a y w
3
całkowitego
CH y a sł o y
utlenienia
3 CH 2 COOH b ut a n o w m w
2 CH
" kwasy monokarboksylowe
CH
d e k a w st e ar y
3 (CH 6 COOH o kt a n o y y n o w
2 ) 1
nasycone
o y i y
HOOCCOOH et a n o di w s z c z a w o w
nienasycone
" kwasy polikarboksylowe
HOOC(CH ) b ut a o w b ur y
n o di y
2 4 COOH heksanodiowy s zt y n o w
" hydroksykwasy
C H
n o b o k s yl o y n z o w
6 5 COOH b e n z e k ar w b e e s o y
" kwasy hydroksypolikarboksylowe
" fenole
Kwasy monokarboksylowe Kwasy monokarboksylowe
Kwasy nienasycone  ważne w codziennej diecie.
Składniki tłuszczów, olei i wosków.
Kwasy tłuszczowe  parzysta liczba atomów węgla,
Kwas oleinowy, CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
nierozgałęzione łańcuchy.
Kwas linoleinowy, CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
Kwas linolenowy, CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7COOH
Właściwości fizyczne kwasów nasyconych
Kwasy organiczne są pożywieniem wielu mikroorga-
C1-C9  ciecze. Ostry zapach, nieprzyjemny zapach. nizmów i są utleniane do CO2 i wody, nienasycone utleniają
się łatwiej. Biodegradacja kwasów tłuszczowych jest
C1-C5   kwasy lotne , rozpuszczalne w wodzie.
ograniczona przez ich słabą rozpuszczalność w wodzie.
Słabe kwasy, najmocniejszy kwas mrówkowy.
Kwas mlekowy, CH3CHOHCOOH, hydroksykwas, składnik
ścieków z przemysłu mleczarskiego.
Estry Hydroliza estrów
Zmydlanie tłuszczów
Tłuszcze i oleje  estry gliceryny i kwasów tłuszczowych
(nasyconych lub nienasyconych), glicerydy.
" hydroliza estru katalizowana zasadÄ….
Woski  estry wyższych alkoholi.
"  saponifikacja znaczy  wytwarzanie mydła.
O
CH2 OH CH2 O C R " mydła są wytwarzane przez ogrzewanie NaOH
R  COOH
O
z tłuszczem (triester gliceryny) w celu
CH OH + CH O C R'
R  COOH
produkcji soli sodowej kwasu tłuszczowego -
O
mydła.
CH2 O C R"
CH2 OH
R   COOH
" przykład mydła: stearynian sodu,
Na+ -OOC(CH2)16CH3.
Kwasy o ilości atomów węgla 3-18.
34
3/2/2013
Hydroliza estrów
O
RCO2 Na
CH2 O C R CH2 OH
O
NaOH
+ R'CO2 Na
CH O C R' CH OH
H2O
O
R"CO2 Na
CH2 O C R" CH2 OH
TÅ‚uszcz
Fat Gliceryna Mydło
Glycerol Soap
Mydła Detergenty
" sole sodowe i potasowe kwasów tłuszczowych,
" rozpuszczalne w wodzie,
" czÄ…steczki asymetryczne,
część rozpuszczalna w wodzie,
część rozpuszczalna w oleju.
" aktywne powierzchniowo,
" w wodzie tworzÄ… micele,
" wrażliwe na twardą wodę,
" najstarsze detergenty.
Detergenty Detergenty
Detergenty
LAS liniowe alkiloarylosulfoniany
Biodegradacja:
" mydła i siarczanowane alkohole jako dobra pożywka
R CH SO3Na
dla bakterii,
pierwotnie rozgałęzione
CH3
" syntetyczne detergenty z grupÄ… estrowÄ… lub amidowÄ…
łańcuchy niedegradowalne
dobrze hydrolizowane, wytwarzane kwasy tłuszczowe
siarczany alkoholi
też jako dobra pożywka,
CH3 (CH2)n CH OSO3Na
" pochodne tlenku etylenu podatne na działanie mikro-
CH3
organizmów,
niejonowe etoksylany nonylofenolu
" jako pozostałości alkilowe pozostałości związków
aromatycznych, które mogą być chlorowane przy
C9H19 (OCH2CH2)n CH2CH2OH dezynfekcji wody, wtedy problem,
" alkilofenole szkodliwe (endocrine disruptors,
 ksenohormony ?)
35
3/2/2013
Etery
Halogenki alkilowe
PowstajÄ… w reakcji dehydratacji alkoholi:
Halogenki alkilowe to alkany, gdzie wodór został
R-OH + HO-R R-O-R + H2O
zastÄ…piony atomem halogenu.
Szeroko stosowane jako rozpuszczalniki, Å‚atwopalne. Na
H
powietrzu tworzÄ… wybuchowe nadtlenki, niebezpieczne
H C Cl a chloride
przy destylacji eterów. Generalnie odporne na
biodegradacjÄ™.
H
so, this molecule is:
Ważny eter metylowo-tert-butylowy (MTBE), dodatek
a methyl group methyl chloride
do benzyn. Znajdywany w wodach powierzchniowych i
chlorek metylu
podskórnych, dość odporny na biodegradację.
Zamiennik  etanol.
Halogenopochodne alifatyczne Halogenopochodne alifatyczne
Wielopochodne
Monopochodne
Szeroko stosowane w przemyśle. Z powodu ich trwałości
Chlorek winylu H2C=CHCl.
(słabej degradacji) ich stosowanie jest zmniejszane lub są
Do produkcji PCW. Znajdywany w
całkiem wycofywane.
wodach powierzchniowych i w gazach wydobywajÄ…cych siÄ™
Chlorek metylenu CH2Cl2
z komunalnych odpadów stałych. Rakotwórczy.
rozpuszczalny w wodzie, dopuszczalne stężenie w wodzie
NDS 2źg/l. Także obecny w powietrzu (lotny).
pitnej wg WHO 20 źg/l.
Chloroform CHCl3
Chlorometan CH3Cl
Jako jeden z pierwszych środków znieczulających,
Duże ilości chlorometanu powstają w oceanach, gdzie
wycofany ok. 1920. Niepalny, parzący (HCl). Występuje w
biomasa, pod wpływem światła słonecznego, reaguje z
niewielkich ilościach w wodzie pitnej po dezynfekcji
chlorem zawartym w pianie morskiej. Stosowany jako czynnik
chlorem.
chłodzący.
Tetrachlorometan CCl4
W gaśnicach, toksyczny, tworzy się fosgen.
Chlorofluorowęglowodory (CFC, freony)
Freony trwają w atmosferze długo, 50-100 lat. W
tym czasie rozprzestrzeniają się i unoszą aż do
Na świecie używane mniej więcej w równych ilościach
troposfery. Tam ulegajÄ… rozbiciu przez
do trzech głównych celów:
promieniowanie ultrafioletowe z uwolnieniem
1. jako środek przenoszący ciepło w lodówkach,
chloru atomowego (rodnika chlorowego).
zamrażarkach i chłodniach
CF2Cl2 + h½ Cl· + CF2Cl·
2. do wydmuchiwania pianek z poliuretanu, polistyrenu
Cl· + O3 ClO· + O2
do wszelkich rozpylaczy
3. rozpuszczalniki do czyszczenia precyzyjnych ClO· + O Cl· + O2
elementów w wytwórniach sprzętu elektronicznego.
O + O3 O2 + O2
Freony to także gazy cieplarniane.
Wycofane z produkcji, protokół z Montrealu.
36
3/2/2013
Ponieważ warstwa ozonowa absorbuje
Dziura ozonowa nad AntarktydÄ…
promieniowanie słoneczne UVB, zanik warstwy
we wrześniu 2006
ozonowej będzie podwyższał poziom tego
wielkości północnej Ameryki
promieniowania na powierzchni Ziemi.
y
ródło: NASA
" Możliwe zwiększone zachorowania na raka
skóry.
" Obniżenie zbiorów roślin.
Całkowite odnowienie warstwy ozonowej nad
Antarktydą nie wcześniej niż ok. 2050.
PCB  polichlorowane bifenyle
Nazewnictwo PCB
" PCB to klasa 209 związków organicznych. Każdy z Aroclor (Monsanto). Główne
2
3 2' 3'
produkty to Aroclor 1242, 1254 i
nich to tzw. kongener. Wyjątkowo trwałe związki.
1260.
4'
4
 12 pochodzi od liczby
" ~140 kongenerów wykryto w środowisku.
atomów węgla, ostatnie dwa
numery określają zawartość 6 6' 5'
5
" Sprzedawane pod nazwami Aroclor, Clophen,
procentowÄ… chloru w
mieszaninie.
Phenoclor. etc.
Cl
Cl
" Używane jako płyny dielektryczne i chłodzące w
transformatorach, w smarach, uszczelniaczach,
Cl Cl
farbach itd.
" Wskutek wycieków znalazły się w glebie, w wodzie
Cl
Cl
i w powietrzu.
2,2 ,4,4 ,5,5 -heksachlorobifenyl
CB-153; PCB-153, lub 153
DDT
Ludzie narażeni są na PCB poprzez:
" Pierwszy z nowoczesnych pestycydów.
" Oryginalnie zsyntezowany pod koniec XIX w.
" Jedzenie ryb, mięsa lub produktów mleczarskich
" Paul Muller zaobserwował aktywność biologiczną i
zatrutych PCB.
otrzymał za to nagrodę Nobla w 1948.
" Picie wody z skażonych z
ródeł.
" Wdychanie pyłu lub kontakt skóry w miejscach
" Zakazany pod koniec lat 70 w USA i wielu innych
gromadzenia odpadów.
krajach, podejrzewany o negatywny wpływ na
" Ekspozycję na opary w trakcie używania lub
zwierzęta, szczególnie na ptaki rybożerne.
naprawy urządzeń elektrycznych.
" Używany w krajach, gdzie występuje malaria. Tani i
" Utylizację materiałów skażonych PCB.
zaskakujÄ…co efektywny.
" W glebie tworzy DDE, bardziej aktywny biologicznie i
bardziej trwały.
37
3/2/2013
DDT  reakcje rozkładu
Synteza DDT
C l
C l
H
H 2 S O 4
C l 3 C C H O C l C H C l 3 C l C C l
O H
C l C C l
C l
DDT (70%)
dichlorodifenylotrichloroetan
DDT
Chlorowane dioksyny i furany
Właściwości
" Nie były nigdy produkowane, są
" Bardzo niska rozpuszczalność w wodzie, produktami ubocznymi
1 2
" Wysoka rozpuszczalność w tłuszczach, procesów przemysłowych (w
9
" Odporność na degradację chemiczną biologiczną i fotolityczną. śladowych ilościach w
3
8
Aroclorze, Agent Orange,
4
pentachlorofenol).
7
O
Ryzyko ekspozycji na
" Powstają także w trakcie 6
" Spożycie skażonej żywności,
spalania materii organicznej, dibenzofuran
" Spożycie skażonej wody,
drewna, pożarów lasów, itp.
1
9
O
" Wdychanie powietrza i pyłu z cząstkami DDT,
" 75 możliwych struktur dla
2
8
" Kontakt skóry z glebą i miejscami gromadzenia odpadów,
chlorowanych dioksyn.
3
" Przebywanie w domach, w których stosowano DDT, 7
O
" 135 możliwych struktur dla
" Dzieci mogą być narażone poprzez picie mleka matki. 6 4
chlorowanych furanów.
dibenzo-p-dioksyna
Agent Orange
Chlorowane dioksyny i furany
Group C: Health Impacts
Defoliant, Wietnam
Health effects of exposure to dioxins include:
Zaoczni 2012 Group C: Health impacts
C COOH
C COOH
 0 termin º% severe Chloracne, particularly the upper body and
face
O
O º% Acute and chronic toxicity varies for diferent
4.06.2012
º% skin rashes
Cl dioxin and furan congeners.
Cl Cl
Godz.17
º% excessive and discoloured body hair
º% possible liver damage
º% The most toxic dioxin is 2,3,7,8-TCDD º% changes in glucose metabolism and hormone
levels
(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin).
Cl Long term exposure to dioxins may cause birth defects.
Cl
º% The most toxic furan is 2,3,7,8-TCDF
Animal studies on the exposure to 2,3,7,8-TCDD
(2,3,7,8-tetrachlorodibenzofuran). revealed that acute exposure can cause death.
2,4-D 2,4,5-T The WHO and DHHS have concluded that 2,3,7,8-TCDD
is a probable carcinogen.
(50%) (50%)
Cl O Cl
Åšladowe
zanieczyszczenia Cl O Cl
2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioksyna (2,3,7,8-TCDD)
38
3/2/2013
Background on PBDEs
" Polybrominated diphenyl
Cases
ethers (PBDEs) are used as
flame retardants.
" 2001, 30 yr old woman
" They are added to materials
exposed to highest recorded
to decrease the likelihood and
intensity of fire in a wide
doasage of dioxin (144,000
variety of products, including
pg/g blood fat).
vehicles, furniture, textiles,
carpets, building materials, Br Br
" 2004, Ukrainian politician
electronic circuit boards and
Viktor Yushchenko was
cases... just about anywhere
exposed to 2nd largest that plastics are used.
O Br
" Synthesized mainly as
measured dose of dioxins
mixtures (similar to PCBs).
(1,000 times the lethal dose)
" Production started in the
Ä…ð ADISH, "Pernakrankheit"
1960s.
2,3,4 -tribromodiphenylether
(perchlorinated naphthalene
" Gained a lot of attention
(PBDE-22)
lately.
illness or halogen wax acne)
" Currently unregulated on a
federal level in the US.
Aromatyczność
Przykłady
OH
CHCH2NHCH3
HO
OH
adrenalina
OH
CHCHNHCH3
CH3
Meironyte et al 1999
efedryna
Przykłady Przykłady
CH3
O
CH2CHNH2
OH
O
amfetamina
O
CH3
Aspiryna
CH2CHNHCH3
speed
metamfetamina
39
3/2/2013
Kryteria aromatyczności
Aromatyczność
Związek musi mieć ciągłą pierścieniową chmurę electronów p
" Ciągły i sprzężony układ wiązań p
nad i pod płaszczyzną cząsteczki.
" Cząsteczka pierścieniowa
" Wszystkie atomy muszą mieć orbital p
" Cząsteczka musi być płaska
" Całkowita liczba par elektronowych p jest
nieparzysta (1,3,5& )
" WyjÄ…tkowo stabilne czÄ…steczki
" Ulegają reakcjom podstawiania a nie przyłączania.
Aromatyczność Aromatyczność
X
X
cyklooktatetraen
benzen
benzen cyklooktatetraen
cyklobutadien cyklobutadien
Cyklobutadien: płaski pierścień, wszystkie atomy Cyklobutadien: płaski pierścień, wszystkie atomy
mają orbitale p , 2 pary elektronów p. mają orbitale p , 2 pary elektronów p.
Benzen: płaski pierścień, wszystkie atomy Benzen: płaski pierścień, wszystkie atomy
mają orbitale p , 3 pary elektronów p.
mają orbitale p , 3 pary elektronów p.
Cyklooktatetraen: niepłaski pierścień ,
Cyklooktatetraen: niepłaski pierścień , wszystkie atomy
wszystkie atomy
mają orbitale p , 4 pary elektronów p.
mają orbitale p , 4 pary elektronów p.
Wielopierścieniowe węglowodory
Benzen
aromatyczne (WWA)
naftalen,
płaski, 5 par
azulen,
Benzen: płaski pierścień, wszystkie atomy mają
płaski, 5 par
orbitale p, 3 pary elektronów p.
40
3/2/2013
Wielopierścieniowe węglowodory
Wielopierścieniowe węglowodory
aromatyczne (WWA)
aromatyczne (WWA)
antracen
płaski, 7 par
Benzo(a)piren jest jednym z WWA o najbardziej rakotwórczych
właściwościach. Występuje w smole węglowej (0,65% wag.), surowej
ropie (np. Kuwejt 2,8 mg/kg), olejach silnikowych (świeży do
0,27 mg/kg, przepracowany do 35 mg/kg)
fenantren
płaski, 7 par
chryzen
płaski, 9 par
Heterocykliczne zwiÄ…zki aromatyczne
Dwupierścieniowe związki
heteroaromatyczne
N
N
N
pirydyna
N
N
N
N
H
H
N O S
H indol puryna
chinolina
pirol furan tiofen
Hem Chlorofil
41
3/2/2013
Nazewnictwo Nazewnictwo
" Określ nazwę podstawnika i dodaj słowo " W użyciu jest wiele nazw zwyczajowych.
 benzen
CH3 OH NH2
OMe
Br Cl NO2 CH2CH3
anizol toluen fenol anilina
chlorobenzen nitrobenzen etylobenzen
bromobenzen
CHO COOH CN
CH3 OH NH2
OMe
styren benzaldehyd kwas benzoesowy benzonitryl
metoksybenzen metylobenzen hydroksybenzen aminobenzen
Dipodstawione benzeny Dipodstawione benzeny
Cl
CH3
OH
Cl
NO2
Cl
Cl
Cl
Br
1,2-dichlorobenzen 1,4-dichlorobenzen
4-bromotoluen
2-nitrofenol
orto-dichlorobenzen para-dichlorobenzen
para-bromotoluen
orto-nitrofenol
o-dichlorobenzen p-dichlorobenzen
Cl p-bromotoluen
o-nitrofenol
1,3-dichlorobenzen
meta-dichlorobenzen
m-dichlorobenzen
Pozycje względne oznacza się jako orto, meta, para.
Reguły IUPAC nazewnictwa alkanów Reguły IUPAC nazewnictwa alkanów
" Wybierz najdłuższy łańcuch atomów węgla jako " Wybierz najdłuższy łańcuch atomów węgla jako
zwiÄ…zek macierzysty. zwiÄ…zek macierzysty.
" Ponumeruj atomy węgla w tym łańcuchu zaczynając " Ponumeruj atomy węgla w tym łańcuchu
od tego końca, gdzie najbliżej znajdują się zaczynając od tego końca, gdzie najbliżej znajdują
podstawniki. siÄ™ podstawniki.
" Name the alkyl group and designate the position on " Nazwij grupy alkilowe i określ ich pozycje
the parent carbon chain by a number. numerem w łańcuchu macierzystym.
" When the same alkyl group branch chain occurs " When the same alkyl group branch chain occurs
more than once, indicate this repetition by a prefix more than once, indicate this repetition by a
(di-, tri-, tetra-, and so forth). prefix (di-, tri-, tetra-, and so forth).
" When several different alkyl groups are attached to " When several different alkyl groups are attached
the parent compound, list them in alphabetical to the parent compound, list them in alphabetical
order. order.
42
3/2/2013
Reguły IUPAC nazewnictwa alkanów Reguły IUPAC nazewnictwa alkanów
" Wybierz najdłuższy łańcuch atomów węgla jako " Wybierz najdłuższy łańcuch atomów węgla jako
zwiÄ…zek macierzysty. zwiÄ…zek macierzysty.
" Ponumeruj atomy węgla w tym łańcuchu " Ponumeruj atomy węgla w tym łańcuchu
zaczynając od tego końca, gdzie najbliżej znajdują zaczynając od tego końca, gdzie najbliżej znajdują
siÄ™ podstawniki. siÄ™ podstawniki.
" Nazwij grupy alkilowe i określ ich pozycje " Nazwij grupy alkilowe i określ ich pozycje
numerem w łańcuchu macierzystym. numerem w łańcuchu macierzystym.
" Kiedy te same boczne grupy alkilowe występują " Kiedy te same boczne grupy alkilowe występują
więcej niż jeden raz, użyj prefiksu (di-, tri-, tetra-, więcej niż jeden raz, użyj prefiksu (di-, tri-, tetra-,
itd.). itd.).
" When several different alkyl groups are attached " Kiedy kilka różnych grup alkilowych jest
to the parent compound, list them in alphabetical połączonych z łańcuchem macierzystym, podaj je
order. w porzÄ…dku alfabetycznym.
Przykłady Przykłady
5 4 3 2 1 5 4 3 2 1
C H C H C H C H C H
CH3 CH2 CH2 CH CH3 parent alkane macierzysty alkan
3 2 2 3
C H
CH3 alkyl group
3
alkyl group
3 - m e t h y l p e n t a n
3-methylpentane
Przykłady Przykłady
5 4 3 2 1 5 4 3 2 1
C H C H C H C H C H parent alkane C H C H C H C H C H parent alkane
3 2 2 3 3 2 2 3
C H C H
3 3
grupa alkilowa alkyl group
metylopentan
- 2 - m e t y l o p e n t a n
43
3/2/2013
Przykłady Przykłady
CH3 CH3 CH3 CH3
7 6 5 3 1 7 6 5 3 1
CH3 CH CH2 CH CH CH CH3 CH3 CH CH2 CH CH CH CH3
4 2 4 2
CH3 CH3 CH3 CH3
2,3,4,6-tetramethylheptane 2,3,4,6-tetramethylheptane
Uwaga: Tak ponumeruj łańcuch aby podstawniki miały najniższe
możliwe numery.
Przykłady Przykłady
C H C H 2 1
3 3
CH2 CH3
7 6 5 3 1
C H C H C H C H C H C H C H
3 2 3
4 2
CH3 CH CH2 CH2 CH3
C H C H
3 3 3 4 5 6
2 , 3 , 4 , 6 - t e t r a m e t y l o h e p t a n
3-methylhexane
Uwaga: Tak ponumeruj łańcuch aby podstawniki miały najniższe
możliwe numery.
Przykłady Przykłady
2 1 2 1
C H C H
CH2 CH3
2 3
C H C H C H C H C H
CH3 CH CH2 CH2 CH3
3 2 2 3
3 4 5 6
3 4 5 6
3 - m e t y l o h e k s a n
3-methylhexane
Ostrożnie z wybieraniem najdłuższego łańcucha ! Ostrożnie z wybieraniem najdłuższego łańcucha !
44
3/2/2013
Przykłady Przykłady
CH2 CH3 CH2 CH3
8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1
CH3 CH2 CH2 CH2 C CH CH CH3 CH3 CH2 CH2 CH2 C CH CH CH3
CH3 Cl CH3 CH3 Cl CH3
3-chloro-4-ethyl-2,4-dimethyloctane 3-chloro-4-ethyl-2,4-dimethyloctane
Narysuj wzory
Przykłady
" 3-etylopentan
C H C H
2 3
8 7 6 5 4 3 2 1
C H C H C H C H C C H C H C H
3 2 2 2 3
C H C l C H
3 3
" 2,2,4-trimetylopentan
3 - c h l o r o - 4 - e t y l o - 2 , 4 - d i m e t y lo o k t a n
Uwaga: postawniki w porzÄ…dku alfabetycznym.
Narysuj wzory Narysuj wzory
" 3-etylopentan " 3-etylopentan
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 CH2 CH2 CH2 CH3
CH2 CH3 CH2 CH3
" 2,2,4-trimetylopentan " 2,2,4-trimetylopentan
45
3/2/2013
Narysuj wzory Narysuj wzory
" 3-etylopentan " 3-etylopentan
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
CH3 CH2 CH CH2 CH3 CH3 CH2 CH CH2 CH3
CH2 CH3 CH2 CH3
" 2,2,4-trimetylopentan " 2,2,4-trimetylopentan
CH3
1 2 3 4 5
CH3 CH2 CH2 CH2 CH3
CH3 CH3
Narysuj wzory Narysuj wzory
" 3-etylopentan " 3-etylopentan
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
CH3 CH2 CH CH2 CH3 CH3 CH2 CH CH2 CH3
CH2 CH3 CH2 CH3
" 2,2,4-trimetylopentan " 2,2,4-trimetylopentan
CH3 CH3
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 C CH2 CH2 CH3
CH3 CH3 CH3 CH3
Cykloalkany Cykloalkany
CH2 CH2
= =
H2C CH2 H2C CH2
Cyklopropan
CH2 CH2
H2C CH2 H2C CH2
H2C CH2 = H2C CH2 =
CH CH
CH3 CH3
CH3 CH3
46
3/2/2013
Cykloalkany Cykloalkany
CH2 CH2
= =
H2C CH2 H2C CH2
Cyklopropan Cyklopropan
CH2 CH2
H2C CH2 H2C CH2
H2C CH2 = H2C CH2 =
CH CH
CH3 CH3
CH3 CH3
Metylocykloheksan
Cykloalkany Cykloalkany
CH2 CH2
=
H2C
H2C CH2 CH CH2CH2CH2CH2CH2CH3
Cyklopropan
CH2
CH2
(CH2)5CH3
H2C CH2
H2C CH2 =
CH
CH3
CH3
Metylocykloheksan
Cykloalkany Cykloalkany
CH2 CH2
H2C H2C
CH CH2CH2CH2CH2CH2CH3 CH CH2CH2CH2CH2CH2CH3
CH2 CH2
(CH2)5CH3 (CH2)5CH3
47
3/2/2013
Cykloalkany Cykloalkany
CH2 CH2
H2C H2C
CH CH2CH2CH2CH2CH2CH3 CH CH2CH2CH2CH2CH2CH3
CH2 CH2
1-cyklobutyloheksan 1-cyklobutyloheksan
(CH2)5CH3 Hexylcyclobutane (CH2)5CH3 lub
heksylocyklobutan
Cykloalkany Cykloalkany
CH2 CH2 CH2 CH2
H2C CH CH3 H2C CH CH3
= =
H2C CH H2C CH
CH2 CH3 CH2 CH3
Cykloalkany
CH2 CH2
6
H2C CH CH3 5 1
=
H2C CH
4
2
CH2 CH3
3
1-etylo-2-metylocykloheksan
48