koto U. O znaczeniu tych reakcji decyduje przede wszystkim ich zastosowanie do wytwarzania nowych wiązań między atomami węgla, czyh do przedłużania łańcuchów węglowych. W chemii organicznej bardzo istotnym problemem jest otrzymywanie większych cząsteczek z mniejszych, a to najczęściej wymaga syntezy nowych wiązań C-C. Można je tworzyć na wiele sposobów, wśród których reakcja związków karbonylowych ze związkami metaloorganicznymi należy do najważniejszych.
Ćwiczenie 8.4. Z jakiego aldehydu i związku magnczoorganicznego można otrzymać 2-butanol? Czy jest tylko jedna odpowiedź na to pytanie? Wskazówka: zauważ, że czterow^lowy łańcuch w cząsteczce produktu może powstać przez połączenie fragmentu jednowgdowcgo z trójwęglowym lub z dwóch fragmentów dwuwęglowych.
Ćwiczenie 8.5. Napisz wzór alkoholu, który można otrzymać z acetonu i bromku fenylomagnezu.
Ćwiczenie 8.6. Z jakiego aldehydu i związku magnczoorganicznego można otrzymać l-heksanol?
Ćwiczenie 8.7. Do grupy karbonylowęj przyłącza się także acetylid sodu (rozdz. 3.6). Jaki wzór ma produkt reakcji gdy kartonylowym substratcm jest aceton?
8.4. Reakcja aldehydów z alkoholami
Alkohole są nukleofiiami, a więc mogą przyłączać się do wiązań OO. Produktami reakcji aldehydów z alkoholami są związki nazywane zwyczajowo półacetalami:
RC |
+ R'OH ;—* |
OH R-C-OR' |
"H |
1 | |
dowolny |
dowolny |
H pólacetal |
aldehyd |
alkohol |
Reakcja aldehydów z alkoholami jest odwracalna a położenie równowagi zależy od budowy substratów. Hydroksyaldehydy (związki zawierające grupę aldehydową i wodorotlenową) tworzą półacetale o budowie pierścienio-
wej. Gdy położenie grup OO i OH w cząsteczce hydroksyaldehydu umożliwia powstawanie pierścieni pięcio- lub sześcioczłonowych, to przeważającą formą istnienia hydroksyaldehydów są pierścieniowe półacetałe
5 -hydro ksyperrtanal
pierścieniowy półacetal
/0 | ||
CH2 1 |
■ | |
r- |
CH II |
CH2 \ |
OH |
O |
O
X
CHż
CH-OH
/
Skoro są półacetak. to muszą też być acetale. Są to produkty reakcji pół-acetali z alkoholami:
RCH + R' OH —-—» RCH + HjO SOR VOR
półacetal alkohol acetal
Acetale tym się różnią od pólacetali, ze nie zawierają grupy OH przy póbcetalowym atomie węgla. Jest to ten atom, który w cząsteczce aldehydu należał do grupy karbonylowej. Obecność grupy OH przy pólacetalowym atomie węgla powoduje szczególną reaktywność pólacetali w porównaniu z acetalami Reaktywność pólacetali wyraża się w ich skłonności do rozpadu z utworzeniem aldehydów i alkoholi oraz w reakcjach wymiany półacetak)wej grupy OH na inne podstawniki.
Z równania reakcji syntezy acetali wynika, że jest to reakcja podstawienia nukleofilowego, w której nukleofilem jest alkohol a grupą odchodzącą jest grupa OH. Reakcja wymaga kwaśnego środowiska.
Ćwiczenie SJL Dlaczego synteza acetali z pólacetali wymaga kwaśnego środowiska? Jeśli nie znasz odpowiedzi to wróć do razdz.6.3.
Potrzeba omawiania pólacetali i acetali w elementarnym podręcznku chemii organicznej wynika stąd, że wiedza o tych związkach przydaje się przy