Chemia organiczna podstawy wykład8


ZWIZKI KARBONYLOWE
ALDEHYD KETON
R
R
C O
C O
R'
H
Ar
C O
Ar R
C O
H
Ar
C O
Ar'
bardziej reaktywne niż ketony
łatwiej utleniają się niż ketony
ZWIZKI KARBONYLOWE  NOMENKLATURA
ALDEHYD 
Å‚ac.  ALcohol DEHYDrogenatus ( otrzymany przez odwodornienie alkoholu )
NOMENKLATURA SYSTEMATYCZNA IUPAC ALDEHYDÓW
1. Najdłuższy łańcuch zawierający grupę  CHO decyduje o rdzeniu nazwy;
dodaje się końcówkę -al
2. Atom węgla grupy  CHO otrzymuje lokant 1 nie uwzględnia się go w nazwie
O
H H3C O
CH2 C
C O C O C
H H
H H
metanal etanal fenyloetanal
ALE
aldehyd mrówkowy aldehyd octowy aldehyd fenylooctowy aldehyd benzoesowy
formaldehyd acetaldehyd benzaldehyd
ZWIZKI KARBONYLOWE  NOMENKLATURA
NOMENKLATURA ALDEHYDÓW
´ Å‚ ² Ä… O
Cl CH2CH2CH2CH2 C
H
5 4 3 2 1
5-chloropentanal
ALE
aldehyd ´-chlorowalerianowy
PODSTAWNIK
O
FORMYL
C
H
1
ZWIZKI KARBONYLOWE  NOMENKLATURA
NOMENKLATURA SYSTEMATYCZNA IUPAC KETONÓW
1. Ustala się najdłuższy łańcuch zawierający grupę  CO
2. Do nazwy alkanu o takiej samej liczbie atomów węgla dodaje się końcówkę -on
3. Przed nazwą należy podać najniższy z możliwych lokant atomu węgla
karbonylowego (powiÄ…zanego z atomem tlenu)
O
O
O CH3
CH3 C CH
CH3 C CH3 CH3 C CH2CH3 CH3
propanon 2-butanon 3-metylo-2-butanon
O
CH3 C CH2
CH2CH
nie ma potrzeby
podawać lokantu
4-penten-2-on
a nie 1-penten-4-on
ZWIZKI KARBONYLOWE  NOMENKLATURA
NOMENKLATURA ZWYCZAJOWA KETONÓW
Po słowie KETON podaje się w kolejności alfabetycznej nazwy w formie
przymiotnikowej podstawników na atomie karbonylowym węgla
O
O
CH3 C CH3
CH3 C CH2CH3
keton dimetylowy
keton etylowometylowy
O O
CH3
CH3 C CH
CH3 C CH2
CH2CH
CH3
keton allilowometylowy
keton izopropylowometylowy
ZWIZKI KARBONYLOWE  NOMENKLATURA
NOMENKLATURA ZWYCZAJOWA KETONÓW
ketony fenylowe  występuje w nazwie końcówka  FENON
O
O
O
C
CH3 C
CH2CH3 C
propiofenon benzofenon
acetofenon
2
ZWIZKI KARBONYLOWE
"CC(O)C H" 120°
R'
WAAÅšCIWOÅšCI FIZYCZNE
C O
+´ -´
R
µ = 2.3  2.8 D
1. Temperatura wrzenia
CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CHO
CH3CH2CH2CH2OH
PENTAN BUTANAL
BUTANOL
M 72
tw 36°C tw 76°C tw 118°C
M 72
M 74
CH3CH2OCH2CH3 CH3COCH2CH3 CH3CH2CO2H
ETER DIETYLOWY KWAS PROPANOWY
2-BUTANON
M 74 tw 37°C tw 80°C tw 141°C
TEMPERATURA WRZENIA / POLARNOŚĆ
ZWIZKI KARBONYLOWE
WAAÅšCIWOÅšCI FIZYCZNE
2. Rozpuszczalność w wodzie
Małe związki karbonylowe (C d" 5)  dobrze rozpuszczalne w H2O
O
formaldehyd, gaz tw -21°C
H C
H
formalina  roztwór wodny
paraformaldehyd  polimery, ciała stałe
trioksan
O
CH2O
n
O O
ZWIZKI KARBONYLOWE
OTRZYMYWANIE
1. Reakcje utleniania
reakcje utleniania alkoholi 1° i 2°
O O
[O]
R C
R C
R CH2OH
[O] OH
H
lub
lub
R CHOH R
C O
USUWANIE ALDEHYDU ZE
R' R'
ÅšRODOWISKA REAKCJI
[O]: Na2Cr2O7/H2SO4
CrO3/CH3CO2H
CrO3×Pyr × HCl (PCC)
O
PCC
R
R CH2OH C
H
3
ZWIZKI KARBONYLOWE
OTRZYMYWANIE
1. Reakcje utleniania
reakcje utleniania alkenów
R R' O
R"
1. O3
R
C O C
+
2. H2O/Zn
H
H R" R'
PRZYKAADY
H
O
1. O3
CCH2CH2CH2CH2C
2. H2O/Zn
O
H
1. O3
CH3CH CH2 2. H2O/Zn CH3CHO + H2C=O
reakcje utleniania vic-dioli
O
- H
IO4
R' CH CH R
C O + R C
t. pok. pH 7
H
OH OH R'
ZWIZKI KARBONYLOWE
OTRZYMYWANIE
2. Reakcje acylowania  metoda Friedel  Craftsa
AlCl3
O O
O
AlCl3 H3O+
C C
+ R R C
R
Cl
3. Metoda przemysłowa  reakcja addycji wody do alkinów
H OH O
HgSO4, H2SO4
R C
H C C R
H2O
H R CH3
ZWIZKI KARBONYLOWE
OTRZYMYWANIE
4. Związki karbonylowe izolowane ze zródeł naturalnych
makrocykliczne ketony utrwalające zapachy  piżmo
CH2
(CH2)7
(CH2)13 O
O
CH2 (CH2)7
muskon
kora drzewa cynamonowego  aldehyd cynamonowy
O
H
H H
O
jaśmin  pochodna pochodna cyklopentenonu
fiołki - n-oktanal + n-nonanal
olejek różany  50% n-heptanal
4
ZWIZKI KARBONYLOWE
OTRZYMYWANIE
4. Związki karbonylowe izolowane ze zródeł naturalnych
olejek migdałowy  aldehyd benzoesowy
O
H
kamfora
O
olejek miętowy  karwon
O
ZWIZKI KARBONYLOWE
WAAÅšCIWOÅšCI CHEMICZNE
1. SPOLARYZOWANE WIZANIE C=O  niewiążące pary
elektronów na atomie tlenu
+´ -´
2. DEFICYT ELEKTRONOWY NA ATOMIE WGLA
C
O
C
H
H
3.  RUCHLIWY PROTON NA ATOMIE WGLA CÄ…
4. TAUTOMERIA  wiązanie podwójne C=C
-H+
C
O
C O
C
C
ZWIZKI KARBONYLOWE
WAAÅšCIWOÅšCI CHEMICZNE
Ad. 1. SPOLARYZOWANE WIZANIE C=O  niewiążące pary elektronów na atomie tlenu
R R
R
+H+
C O C O C O
H
H H H
H
Ad. 3. RUCHLIWY PROTON NA ATOMIE WGLA CÄ…
H
O
O O
B
R C
R C C
C R C
C
H H
H H
H
H
5
ZWIZKI KARBONYLOWE
WAAÅšCIWOÅšCI CHEMICZNE
Ad. 4. TAUTOMERIA  wiązanie podwójne C=C
H
O
H
O H
R C
C
C
C
H
H
R H
ZWIZKI KARBONYLOWE
WAAÅšCIWOÅšCI CHEMICZNE
Ad. 2. DEFICYT ELEKTRONOWY NA ATOMIE WGLA 
reakcje przyłączenia nukleofilowego do wiązania C=O
MECHANIZM REAKCJI BIEGNCEJ PRZY UDZIALE SILNEGO NUKLEOFILA
Nu
Nu Nu
R'
H Nu
wolno
C O
C O H + Nu
C O
szybko R'
R'
+´ -´
R
R
R
CZSTECZKA INTERMEDIAT PRODUKT
PLANARNA TETRAEDRYCZNY TETRAEDRYCZNY
ETAP 1 ETAP 2
Nukleofil tworzy wiÄ…zanie z atomem Jon alkoksylowy jako silna zasada
wegla Ckarbonyl poprzez  przekazanie  odrywa proton od jakiegokolwiek
swojej pary elektronów kwasu, np. odczynnika nukleofilowego
czy rozpuszczalnika
ZWIZKI KARBONYLOWE
WAAÅšCIWOÅšCI CHEMICZNE
Ad. 2. DEFICYT ELEKTRONOWY NA ATOMIE WGLA 
reakcje przyłączenia nukleofilowego do wiązania C=O
MECHANIZM REAKCJI BIEGNCEJ PRZY UDZIALE SAABEGO NUKLEOFILA
 niezbędna kataliza kwasem
R'
R'
R'
+´
szybko
C O H
C O H
C O + H A
-A-
R
-´ R
R
ETAP 1 Elektrony par niewiążących atomu tlenu Okarbonyl  przyjmują proton od kwasu Lewisa lub
Brłnsteda; tworzy się jon oksoniowy, w którym ułatwiony jest atak nukleofila na atom węgla Ckarbonyl
HNu Nu
R'
wolno
A-
C O NuH
C OH
O H +
R' C H A
R'
H szybko
R
R
R
ETAP 2 Nukleofil atakuje atom wegla Ckarbonyl, tworzy wiązanie C O, a następnie zasada odrywa
proton
6
KWAS
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
NUKLEOFILE
HO RO
H2O ROH
HS
H2S RSH NaHSO3
HCa"C R
NH2NH2 NH2OH
NH3 RNH2 R2NH
CN O
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ ZWIZKÓW GRIGNARDA DO WIZANIA C=O
R
H R
+´ +´
C O RMgX H3O+
R' C O MgX
R' C OH
-´ -´
H2O
R'
H
H
PRZYKAAD
C O CH3MgI
CH3 H2O/NH4Cl CH3
H3C
C
C
O
H3C MgI
OH
H3C
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ JONU CYJANKOWEGO DO WIZANIA C=O
C N
H R' C N
+´ R'
H+
C
C O C +
C N
C N
-´
H O
H OH
R'
PRZYKAAD
CYJANOHYDRYNA
NaCN + HCl
-NaCl
C N C N
H+
O
C N
O O H
7
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ ALKOHOLI DO WIZANIA C=O
W ÅšRODOWISKU ZASADOWYM
H
O R
+´ R' O R
R'
HOR
C O C
OR
C O R
+
-´
H O
H OH
R'
HEMIACETAL
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ ALKOHOLI DO WIZANIA C=O
W ÅšRODOWISKU KWASOWYM
R'
R' R'
+´
szybko
C O H O H
C O H
C O + H O H
-´ R
H
H R H
R
H O R
H
O
O
R
C O H
H O R +
C
R' O H
R'
H
H
H
HEMIACETAL
ETAP 1 kwasowo katalizowane tworzenie HEMIACETALU
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ ALKOHOLI DO WIZANIA C=O
W ÅšRODOWISKU KWASOWYM
R
R
O
O
C O H + H O H C OH2
R'
R'
R
H
H
-H2O
R'
R'
C O R
C O R
H
H
ETAP 2 kwasowo katalizowana eliminacja czÄ…steczki wody
8
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ ALKOHOLI DO WIZANIA C=O
W ÅšRODOWISKU KWASOWYM
R'
R'
H
C O R O
C O R
R
H
H
H
R
R
O H
O
O
H
H
R
O
C
R' OR
C O R
+
R'
R
H
H
ACETAL
ETAP 3 reakcja z drugÄ… czÄ…steczkÄ… alkoholu
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ ALKOHOLI DO WIZANIA C=O
PRZYKAADY
H
O CH2CH2OH
CH2CH2
O O
HO OH O
H H H
H+
H+
O
O
O CH2CH2OH
-H2O
OH2 O
H
-H+
W ÅšODOWISKU KWASOWYM  REAKCJA CAAKOWICIE ODWRACALNA
O
KETAL
O
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ ALKOHOLI DO WIZANIA C=O
PRZYKAADY
H
CH3CH2 O CH3 HOCH3 CH3CH2 O CH3
+´
C O CH3
C O C +
OCH3
-´
H OH
H O
CH3CH2
W ÅšODOWISKU ZASADOWYM REAKCJA NIE BIEGNIE DALEJ  POWSTAJE HEMIACETAL
OCH2CH3 CH3CH2OH OCH2CH3
CH3CH2O
C O C
C
OH
H3C H3C
O
H3C
HEMIKETAL
9
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ N-NUKLEOFILI DO WIZANIA C=O
ADDYCJA
H R
R
R
H H
C O
H
N C O H
N N C OH
H
H
H
-H2O
R
N C
H
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ N-NUKLEOFILI DO WIZANIA C=O
REAKCJE Z HYDROKSYLOAMIN
H H -H2O
C O
+ HO N C
N
OH
KETON lub ALDEHYD
OKSYM
HYDROKSYLOAMINA
PRZYKAADY
H H
-H2O
C O +
NH2OH
N C
H3C HO CH3
ACETALDEHYD
ACETALDOKSYM
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ N-NUKLEOFILI DO WIZANIA C=O
REAKCJE Z HYDROKSYLOAMIN  PRZYKAADY
H3C CH3
C O + -H2O
NH2OH
N C
H3C HO CH3
ACETON OKSYM ACETONU
-H2O
C O +
NH2OH
N C
H3C CH3
HO
ACETOFENON OKSYM ACETOFENONU
10
ELIMINACJA
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ N-NUKLEOFILI DO WIZANIA C=O
REAKCJE Z HYDRAZYN
H H -H2O
C O
+ H2N N C
N
NH2
KETON lub ALDEHYD
PRZYKAADY
CH3CH2 CH2CH3
-H2O
C O +
NH2NH2
N C
H3C CH3
H2N
2-BUTANON HYDRAZON 2-BUTANONU
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ N-NUKLEOFILI DO WIZANIA C=O
REAKCJE Z HYDRAZYN - PRZYKAADY
C O + -H2O
NH2NH2
N C
H H
H2N
BENZALDEHYD HYDRAZON BENZALDEHYDU
C O + -H2O
NH2NH2
N C
H2N
CYKLOHEKSANON HYDRAZON CYKLOHEKSANONU
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ N-NUKLEOFILI DO WIZANIA C=O
REAKCJE Z FENYLOHYDRAZYN
H H
-H2O
C O HN N C
+
N
NH
PRZYKAADY
FENYLOHYDRAZYNA
O + -H2O
NH2NH
N
HN
CYKLOPENTANON
FENYLOHYDRAZON
CYKLOPETANONU
11
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ DO WIZANIA C=O
REAKCJE ADDYCJI NUKLEOFILOWEJ N-NUKLEOFILI DO WIZANIA C=O
REAKCJE Z AMINAMI 1°
H H
-H2O
C O R N C
+
N
(Ar)
R (Ar)
IMINA
PRZYKAADY
C O +
H3CNH2 -H2O N C
H CH3 H
METYLOAMINA
BENZALDEHYD
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI GRUPY KARBONYLOWEJ C=O
REAKCJE ADDYCJI WODORU DO WIZANIA C=O
H2 / Ni lub Pt (70 atm, 50°C)
O
H2/Pt
CH3CH2CH2CH2CH2OH
H
REDUKCJA WIZAC C=C ORAZ C=O
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI GRUPY KARBONYLOWEJ C=O
REAKCJE ADDYCJI WODORKU DO WIZANIA C=O
O OH
1. LiAlH4
H 2. H2O/H3O+ H
3-PENTEN-1-OL
REDUKCJA WIZANIA C=O WIZANIE C=C POZOSTAE
NIENARUSZONE
LiAlH4 / eter, np. THF
NaBH4 / alkohol
12
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI GRUPY KARBONYLOWEJ C=O
REAKCJE ADDYCJI WODORKU DO WIZANIA C=O
H
H
C O
+ C
H Al H Li
O AlH3Li
H
H2SO4/H2O
H
C
+ Al2(SO4)3 + Li2SO4
OH
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI GRUPY KARBONYLOWEJ C=O
REAKCJA REDUKCJI WOLFF A  KIŻNERA WIZANIA C=O DO -CH2-
ETAP 1 Tworzenie hydrazonu
O +
NH2NH2
N + H2O
H2N
ETAP 2 Zasadowa hydroliza hydrazonu
H
H2O
OH-
N C
N C N C
H2N
HN N
HN HN
H H H
H H2O
OH-
+ N N
HN N N N
H
REAKCJA REDUKCJI WOLFF A  KIŻNERA WIZANIA C=O DO -CH2-
O +
NH2NH2 N + H2O
H2N
CYKLOHEKSANON
OH-
N
N
HN
HN
H2O
H
H
H2O H
OH-
+
H N2
N N
HN N
H
CYKLOHEKSAN
13
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI GRUPY KARBONYLOWEJ C=O
REAKCJA REDUKCJI CLEMMENSEN A WIZANIA C=O DO -CH2-
ARYL
Ar
Ar
H
Zn(Hg)
C
C O
HCl, "
H
R
R
PRZYKAADY
O
H
H
Zn(Hg)/HCl
Zn(Hg)/HCl
"
C O
" CH2
CH3CH2
CH3CH2
n-PROPYLOBENZEN
1-FENYLO-1-PROPANON
(PROPIOFENON)
stosuje się tylko dla ketonów posiadających podstawnik arylowy
silnie kwaśne środowisko
Zn/HCl  redukuje również inne grupy, np. nitrową  NO2
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI GRUPY KARBONYLOWEJ C=O
REAKCJE UTLENIANIA ALDEHYDÓW
1. TEST TOLLENS A
O
O
Ag(NH3)2+
R C
R C + Ag
H2O
H
O
2. TEST FEHLING A
O
O
* CuSO4
R C
+ Cu2O
R C
* NaOH + WINIAN
H
O
SODOWO-POTASOWY
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI GRUPY KARBONYLOWEJ C=O
REAKCJE UTLENIANIA ALDEHYDÓW
3. REAKCJA CANNIZZARO
ALDEHYDY BEZ HÄ…
OH
C O C O
+ HO
H
H
BENZALDEHYD
O C
H
OH
H
ANION KWASU
ALKOHOL C
+ C O
BENZOESOWEGO
BENZYLOWY
O
H
O
H
C
+ C OH
O
H
14
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI GRUPY KARBONYLOWEJ C=O
REAKCJE UTLENIANIA ALDEHYDÓW
3. REAKCJA CANNIZZARO
Reakcji Cannizzaro ulegajÄ… aldehydy takie, jak:
2,2-DIMETYLOPROPANAL
BENZALDEHYD
FORMALDEHYD
CH3 O
H
O
C
C C
H3C
H C
O
CH3 H H
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI GRUPY KARBONYLOWEJ C=O
REAKCJE UTLENIANIA ALDEHYDÓW
3. REAKCJA CANNIZZARO
ALDEHYD
CZSTECZKA ULEGA REDUKCJI CZSTECZKA ULEGA UTLENIENIU
ALKOHOL ANION KWASU
REAKCJA DYSPROPORCJONOWANIA
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI GRUPY KARBONYLOWEJ C=O
REAKCJE UTLENIANIA ALDEHYDÓW
3. KRZYŻOWA REAKCJA CANNIZZARO
H O
H
O
H C
C OH +
C
+ H C +
OH
O
O
H
H
ALDEHYD REDUKOWANY ALDEHYD UTLENIANY
15
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE BIEGNCE PRZEZ ENOL lub ENOLAN
dla HÄ… pKa 19  20
H
CH3  CH3 pKa 50
Ä… ²
R
CH2 = CH2 pKa 44
dla H² pKa 40
O H
HC a" CH pKa 25
- H
R
R
O H
O H
ENOLAN
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE BIEGNCE PRZEZ ENOL lub ENOLAN
RACEMIZACJA
CH3CH2 O
CH2CH3
CH3CH2 O
O
OH- lub H3O+
C C
C C
+ C C
H3C
CH3
Ph H3C
Ph
Ph
H H
H
(R)-1-FENYLO-2-METYLO-1-BUTANON
(R)- i (S)-1-FENYLO-2-METYLO-1-BUTANON
MIESZANINA RACEMICZNA
CH3CH2 OH
C C
H3C Ph
ACHIRALNY ENOL
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE BIEGNCE PRZEZ ENOL lub ENOLAN
TAUTOMERIA
PRZYKAADY
O OH
H
OH
O
H
CH3CCH3 H2C CCH3
>99% 1.5×10 4
%
98.8% 1.2%
O OH
H
H
H
O O
H"100% O O
C
C
H3C CH3 H3C CH3
H
24% 76%
16
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE BIEGNCE PRZEZ ENOL lub ENOLAN
REAKCJA HALOGENOWANIA KETONÓW
Cl Cl
O
O C C
wolno C
C
C C
C C Cl-
+
O O
Cl
H
ZALEŻY OD:
STŻENIA KETONU
STŻENIA KWASU
SZYBKOŚĆ REAKCJI
NIE ZALEŻY OD RODZAJU CHLOROWCA
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE BIEGNCE PRZEZ ENOL lub ENOLAN
REAKCJA HALOGENOWANIA KETONÓW  REAKCJA HALOFORMOWA
dla metyloketonów w środowisku zasadowym
HALOFORM
H
X
O
O O
OH-
C C
C C +
+ 3 X X + 3 OH 3 X- + 3 H2O X3CH + R C
H
X
R R O
H
X
ETAP 1 HALOGENOWANIE
X2: Cl2 Br2 I2
ETAP 2 ROZSZCZEPIENIE HALOGENOKETONU
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE BIEGNCE PRZEZ ENOL lub ENOLAN
REAKCJA HALOGENOWANIA KETONÓW  REAKCJA HALOFORMOWA
MECHANIZM  ETAP 1
l l
H H
H
H O
O R C R C
OH C H C H
C C
C C
+
l-
H
H R
R O O
l
H
l l
H H
H
H O
O R C R C
OH C I C I
C C
C C
+
l-
I
H R
R O O
l
I
l l
I I
I
H O
O R C R C
OH C I C I
C C
C C +
l-
I
I R
R O O
l
I
KETON TRIJODOMETYLOWOALKILOWY
17
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE BIEGNCE PRZEZ ENOL lub ENOLAN
REAKCJA HALOGENOWANIA KETONÓW  REAKCJA HALOFORMOWA
MECHANIZM  ETAP 2
O
O R O
OH
C
I3C C I3C C OH + l3C
OH
R
R
R O
R O
C
C
+ l3C + l3CH
O
OH
JODOFORM
 żółty osad
TEST ANALITYCZNY NA OBECNOŚĆ METYLOWYCH KETONÓW
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE BIEGNCE PRZEZ ENOL lub ENOLAN
REAKCJA HALOGENOWANIA KETONÓW
PRZYKAADY
H
I
O
O
C C
C C +
+ 3 + 3 OH 3 I- + 3 H2O
I I
H
I
C6H5 C6H5
H
I
FENYLOETANON
O
+
I3C C OH
O
+ l3CH
C
C6H5
O
ANION KWASU BENZOESOWEGO
O
O O
OH-
+ Br Br + Br3C C +
3
H3C C 3 OH 3 Br- + 3 H2O Br3CH + CH3CH2 C
CH2CH3
CH2CH3 O
ANION KWASU PROPANOWEGO
2-BUTANON
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE BIEGNCE PRZEZ ENOL lub ENOLAN
REAKCJA HALOGENOWANIA KETONÓW
PRZYKAADY
O
O
Cl3C C +
+ Cl Cl + 3 Cl- + 3 H2O
3
H3C C 3 OH
CH2C6H5
CH2C6H5
1-FENYLO-2-PROPANON
O
O
C
CI3C C + OH
+ Cl3CH
CH2C6H5 O
FENYLOOCTAN
Cl
O
O
H+
CH3CH C
+ Cl Cl
CH3CH2 C
CH2C6H5
CH2C6H5
1-FENYLO-2-BUTANON 1-FENYLO-3-CHLORO-2-BUTANON
18
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE BIEGNCE PRZEZ ENOL lub ENOLAN
KONDENSACJA ALDOLOWA
ALDOL
O OH
O
10% NaOH
2 CH3 C
CH3CHCH2 C
H2O, 5°C
H
H
ETANAL 3-HYDROKSYBUTANAL
MECHANIZM
ETAP 1 Oderwanie protonu przez zasadÄ™; tworzenie siÄ™ stabilizowanego rezonansem jonu enolanowego
H H
H
O H C H C
OH C H C H
+ H2O
C C
H ENOLAN
H O O
H
ETAP 2 Jon enolanowy  nukleofil atakuje atom węgla karbonylowego drugiej cząsteczki; tworzy się jon alkoksylowy
H
H O
O O
H C
H C
H3C C C H H3C C CH2 C
C H
H H
O
O H
JON ALKOKSYLOWY
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE BIEGNCE PRZEZ ENOL lub ENOLAN
KONDENSACJA ALDOLOWA
MECHANIZM
ETAP 3 Jon alkoksylowy  silna zasada odrywa proton od rozpuszczalnika  wody
OH
O
O
O
H3C C CH2 C + OH
H3C C CH2 C + H2O
H
H
H
H
3-HYDROKSYBUTANAL
OH
O O
ALDOL
H3C C
H3C C CH2 C
H H
H
ALDEHYD ²-HYDROSKSYALDEHYD
OH
O O
H3C C
H3C C CH2 C
CH3 CH3
H
KETON ²-HYDROSKSYKETON
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE BIEGNCE PRZEZ ENOL lub ENOLAN
REAKCJA DEHYDRATACJI PRODUKTU ADDYCJI
OH
O O
"
+ H2O
CH2 C CH C + OH CH2 C CH C
CH3 CH3
H H H
5-FENYLO-3-PENTEN-2-ON
OH
O
O
"
+ H2O
H3C C CH C + OH H3C C CH C
CH3
CH3
H
H H
3-PENTEN-2-ON
19
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE BIEGNCE PRZEZ ENOL lub ENOLAN
KRZYŻOWA KONDENSACJA ALDOLOWA
ETAP 1
H H
H
O H C H C
OH C H C H
+ H2O
C C
H
ENOLAN
H O O
H
ETAP 2
H
O
H
O
O
H C
C H C
C H C CH2 C
C H
H
H
O
H
O
ETAP 3
O
OH
O
O
C CH2 C + H2O
C CH2 C + OH
H
H
H
H
4-FENYLO-3-HYDROKSYBUTANAL
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE BIEGNCE PRZEZ ENOL lub ENOLAN
KRZYŻOWA KONDENSACJA ALDOLOWA
ETAP 4
OH
O
O
C CH C + H2O
+ OH C CH C
H
H
H H H
3-FENYLO-2-PROPENAL
KOMPONENTY DO KRZYŻOWEJ KONDESACJI ALDOLOWEJ BEZ Hą
O
O O
C
(CH3)3C C H C
H
H H
ZWIZKI KARBONYLOWE
REAKCJE BIEGNCE PRZEZ ENOL lub ENOLAN
ZASTOSOWANIA SYNTYETYCZNE
2-ALKENAL
Ä…,²-nienasycony aldehyd
R'
OH
O
O
"
R CH2 CH C C
R CH2 C CR' C
H
H
H H
OH
NaBH4
LiAlH4
H2, Ni, ciÅ›. H2, Pd/C
OH R'
O
R CH2 C CR' CH2 OH
R CH2 CH2 C C
H H ALDEHYD H
1,3-ALKANODIOL
R CH2 CH C CH2 OH
R CH2 CH2 CH CH2 OH
2-ALKEN-1-OL R'
R'
alkohol typu
ALKOHOL
allilowego
20


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Chemia organiczna podstawy wykład1
Chemia organiczna podstawy wykład6
Chemia organiczna podstawy wykład5
Chemia organiczna podstawy wykład10
Chemia organiczna podstawy wykład4
Chemia organiczna wykład 14
Chemia organiczna wykład 9
Chemia organiczna wykład 13
Chemia organiczna wykład 6
errata do skryptu chemia organiczna kurs podstawowy

więcej podobnych podstron