Elektronové posuny. Indukční efekt (I-efekt) Mezomerní efekt (M-efekt) Indukční a mezomerní efekt. Indukční efekt

Podobné dokumenty
Elektronové posuny. Indukční efekt (I-efekt) Indukční a mezomerní efekt. I- efekt u substituovaných karboxylových kyselin.

13.HETEROCYKLICKÉ SLOUČENINY,

HETEROCYKLICKÉ SLOUČENINY

HETEROCYKLICKÉ SLOUČENINY

HETEROCYKLICKÉ SLOUČENINY

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Izomerie Reakce organických sloučenin Názvosloví organické chemie. Tomáš Hauer 2.LF UK

OCH/OC2. Heterocyklické sloučeniny

Struktura organických sloučenin

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie

Symetrie molekul a stereochemie

Symetrie molekul a stereochemie

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie

Úvod do studia organické chemie

Heterocyklické sloučeniny, puriny a pyrimidiny

Organická chemie. Stručný úvod do stereochemie. Ing. Libuše Arnoštová, CSc. ÚLB, 1.LF UK

16.IZOMERIE a UHLOVODÍKY 1) Co je to izomerie a jak se dělí? 2) Co je konstituce, konfigurace a konformace? 3) V čem se izomery shodují a v čem liší?

ORGANICKÉ SLOUČENINY

Typy vzorců v organické chemii

2. Polarita vazeb, rezonance, indukční a mezomerní

Výpočet stechiometrického a sumárního vzorce

Chemie 2018 CAUS strana 1 (celkem 5)

Teploty tání a varu jsou měřítkem čistoty organické sloučeniny Čisté sloučeniny tají, nebo vřou při malém teplotním rozmezí (1-2 C) a celkem vysoké

17. DUSÍKATÉ DERIVÁTY, EL. POSUNY

Dusík (N) - 3 Dusík (N + ) - 4 Uhlík ( C) - 4

DRUHY ISOMERIE. KONSTITUČNÍ IZOMERY Stejný sumární vzorec, ale rozdílné pořadí atomů a vazeb KONFORMAČNÍ IZOMERY

17. Organické názvosloví

ISOMERIE SPOUSTA VĚCÍ V PŘÍRODĚ VYPADÁ PODOBNĚ, ALE VE SKUTEČNOSTI JSOU NAPROSTO ODLIŠNÉ!

Vlastnosti. Pozor! H 3 C CH 3 H CH 3

3. Konformační analýza alkanů a cykloalkanů

16.UHLOVODÍKY A IZOMERIE ORGANICKÝCH SLOUČENIN IZOMERIE:

Alkaloidy. Základní vlastnosti

4. Úvod do stereochemie organických sloučenin

Vybrané heterocykly. Aromaticita heterocyklů H N. OCH/OC2_16_Heterocykly

Názvosloví heterocyklických sloučenin

Izomerie a stereochemie

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Stereochemie. Jan Hlaváč

Substituční deriváty karboxylových kyselin

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Moravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Miroslav Štefan

Gymnázium, Brno, Elgartova 3

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

SEMINÁRNÍ PRÁCE. Jméno: Obor: 1. Pojmenujte následující sloučeniny:

27. AMK, peptidy, bílkoviny AZ Smart Marie Poštová

1. ročník Počet hodin

ORGANICKÁ CHEMIE úvod

Kyselost, bazicita, pka

Organická chemie - úvod

ALKALOIDY. Pomocný studijní text pro žáky 4. ročníku gymnázia

Organická chemie - úvod

Alkany a cykloalkany

LEKCE 1b. Základní parametry 1 H NMR spekter. Symetrie v NMR spektrech: homotopické, enantiotopické, diastereotopické protony (skupiny)*

Chemie 2016 CAU strana 1 (celkem 5) 1. Zápis 39

Rozdělení uhlovodíků

NaLékařskou.cz Přijímačky nanečisto

Školní vzdělávací program

SACHARIDY. Vznik sacharidů v přírodě v buňkách autotrofů asimilací CO 2 v přítomnosti H 2 O FOTOSYNTÉZA

PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z CHEMIE bakalářský studijní obor Bioorganická chemie 2011

Aminy a další dusíkaté deriváty

Chemie 2015 CAU strana 1 (celkem 5)

I. Úvod do studia organické chemie

Názvosloví Konformace Isomerie. Uhlíky: primární (1 o ) sekundární (2 o ) terciární (3 o ) kvartérní (4 o )

Halogenderiváty. Halogenderiváty

02 Nevazebné interakce

TEST + ŘEŠENÍ. PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z CHEMIE bakalářský studijní obor Bioorganická chemie 2010

N ~ benzen pyridin thiofen E stab = 159,6 kj/mol E stab = 180,6 kj/mol E stab = 121,8 kj/mol

Základní parametry 1 H NMR spekter

Základní chemické pojmy

1. nitrosloučeniny R-NO 2 CH 3 -NO aminosloučeniny R-NH 2 CH 3 -NH 2

Doučování IV. Ročník CHEMIE

Autor: Tomáš Galbička Téma: Alkany a cykloalkany Ročník: 2.

6. Vyberte látku, která má nepolární charakter: 1b. a) voda b) diethylether c) kyselina bromovodíková d) ethanol e) sulfan

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Sekunda (2 hodiny týdně) Chemické látky a jejich vlastnosti Směsi a jejich dělení Voda, vzduch

TEST (Aminokyseliny) 9. Kolik je esenciálních aminokyselin a kdo je neumí syntetizovat?

HYDROXYDERIVÁTY. Alkoholy Fenoly Bc. Miroslava Wilczková

PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z CHEMIE bakalářský studijní obor Bioorganická chemie 2011

ARENY. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: devátý

4. ročník - seminář Vzdělávací obor - Člověk a příroda

25. SACHARIDY. 1. Základní sacharidy. 2. Porovnání mezi achirální a chirální sloučeninou. Methan (vlevo) a kyselina mléčná.

Organická chemie 1. RNDr. Petr Cankař, Ph.D. Katedra organické chemie Přírodovědecká fakulta Univerzita Palackého v Olomouci

Řešené příklady k procvičení

Pericycklické reakce

Průvodka. CZ.1.07/1.5.00/ Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

MATURITNÍ OTÁZKY Z CHEMIE

Reakce alkanů 75. mechanismem), iniciované světlem nebo radikálovými iniciátory: Oxidace kyslíkem, hoření, tvorba hydroperoxidů.

2. Struktura organických sloučenin a její zobrazení

Základní parametry 1 H NMR spekter

3. ročník Vzdělávací obor - Člověk a příroda

CHEMIE - Úvod do organické chemie

Repetitorium chemie V. Stručný přehled popisné organické chemie (2015)

IZOPRENOIDY. Řízení. Dělení: 1) Terpeny 2) Steroidy 1

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

Repetitorium chemie VII.

Transkript:

Indukční efekt (I-efekt) posun vazebných σ elektronů v kovalentních vazbách Elektronové posuny Indukční a mezomerní efekt vyvolaný (indukovaný) polární kovalentní vazbou týká se jen vazeb účinek klesá se vzdáleností od polární vazby Indukční efekt Indukční efekt a síla kyselin kladný +I Y záporný -I l l l octová kyselina trichloroctová kyselina pka =,75 pka = 0,70 elektrondonorní atomy/skupiny -R, -rozvětvené alkyly, - -, -S - elektronakceptorní atomy/skupiny -, -, - 2, -R 3 + -I efekt atomů l Indukční efekt a bazicita aminů Mezomerní efekt (M-efekt) 3 3 2 amoniak methylamin pkb =,75 pkb = 3,0 3 3 dimethylamin pkb = 3,20 posun vazebných π elektronů nebo nevazebných elektronových párů týká se jen π vazeb efekt polární skupiny přenášen po konjugovaném systému rostou bazické vlastnosti 1

Mezomerní efekt kladný +M 2 δ δ δ elektrondonorní atomy/skupiny - 2, -, -R, -S, -, - - záporný -M δ δ elektronakceptorní skupiny - 2, -, -, -, - Struktura organických sloučenin Izomerie a konformace rganické sloučeniny Sumární vzorec (druh a počet atomů v molekule) Konstituce pořadí atomů a typy vazeb v molekule Struktura a) konstituce b) konfigurace (stereostruktura) c) konformace Konfigurace prostorové uspořádání atomů/skupin atomů v molekule Konformace prostorové uspořádání molekuly, dané rotací kolem jednoduché vazby Izomerie A) Konstituční izomerie jev, kdy dvě nebo více sloučenin (izomery) se stejným sumárním vzorcem mají odlišnou strukturu, tj. a) konstituci b) konfiguraci a tedy i odlišné fyzikální a chemické vlastnosti 1) řetězová nerozvětvený řetězec Sumární vzorec 5 12 rozvětvený řetězec 3 2 2 2 3 3 2 3 pentan (n-pentan) 3 2-methylbutan (isopentan) 3 3 3 3 2,2-dimethylpropan (neopentan) 2

A) Konstituční izomerie A) Konstituční izomerie 2) polohová sumární vzorec 3 8 2) polohová sumární vzorec 8 a) různá poloha substituentu b) různá poloha násobné vazby 3 2 2 3 3 3 2 2 3 3 propan-1-ol propan-2-ol (isopropanol, isopropylalkohol) but-1-en but-2-en A) Konstituční izomerie A) Konstituční izomerie 3) Skupinová sumární vzorec 2 6 ) tautomerie sumární vzorec 2 různé charakteristické/funkční skupiny a) odlišná poloha a poloha a druh dvojné vazby (= a =) enolforma ketoforma / oxoforma 3 2 ethanol 3 3 methoxymethan dimethylether 2 vinylalkohol 3 acetaldehyd A) Konstituční izomerie B) Konfigurační izomerie (stereoizomerie) ) tautomerie sumární vzorec 2 2 stejný sumární vzorec a konstituce různá konfigurace b) odlišná poloha a poloha a druh dvojné vazby (= a =) 1) geometrická (cis( cis-trans) laktam laktim odlišná poloha ligandů a) na dvojné vazbě 3 3 3 3 cis-but-2-en trans-but-2-en 3

B) Konfigurační izomerie (stereoizomerie) 1) geometrická (cis( cis-trans) B) Konfigurační izomerie (stereoizomerie) 2) optická (izomerie na asymetrickém uhlíku) b) na kruhu chirální molekuly 33 3 3 3 3 (neztotožnitelné se svým zrcadlovým obrazem) cis-1,2-dimethylcyklopentan optické antipody (enantiomery) 3 3 3 3 3 3 trans-1,2-dimethylcyklopentan ptické antipody Asymetrický/chirální chirální atom uhlíku hybridizace sp 3 molekuly s nedostatečnou souměrností nejčastěji přítomnost aspoň jednoho čtyři rozdílné substituenty A asymetrického atomu uhlíku Z Y opticky aktivní ptické antipody různé otáčení roviny lineárně polarizovaného světla (o stejný úhel v opačném směru) antipod Fischerova projekce svislé vazby z za rovinu projekce mléčná kyselina (2-hydroxypropanová kyselina) uhlíkatý řetězec svisle nejvíce oxidovaná skupina nahoře (-) levotočivý (+) pravotočivý fyzikálně-chemické vlastnosti většinou shodné 3 vodorovné vazby z před rovinu projekce 3 vpravo D-mléčná kyselina

ptické antipody Počet možných enantiomerů kde n počet Racemická směs (racemát) směs enantiomerů v poměru 1:1 opticky inaktivní 2 n např. D,L-mléčná kyselina nebo (±)-mléčná kyselina (produkt mléčného kvašení) ) Konformace konformery různé, energeticky odlišné stavy molekul téže látky butan 3 3 směr pohledu 3 2 2 3 osa rotace 3 3 3 3 energeticky nejvýhodnější Biologicky funkční bývá jen jedna konfigurace opticky aktivní látky. zákrytová (souhlasná) konformace nezákrytová (nesouhlasná) Konformace cyklohexanu 6 12 Židličková konformace cyklohexanu Židličková Vaničková 6 axiálních a 6 ekvatoriálních vazeb objemné skupiny v polohách ekvatoriálních axiální vazby ekvatoriální vazby Geometrická konfigurace u cyklohexanu cis-izomer: 1 substituent axiální a 1 substituent ekvatoriální trans-izomer: oba substituenty ve stejné poloze eterocyklické sloučeniny Sloučeniny s heteroatomem v cyklu trans-izomer trans-izomer cis-izomer 5

ázvosloví heterocyklů Triviální Systematické předponou - typ heteroatomu např. ox-(a)- kyslík, thi-(a)- síra, az-(a)- dusík příponou velikost kruhu a jeho ne-/nasycenost např. -ol zcela nenasycené 5členné heterocykly Číslování heterocyklu od heteroatomu v pořadí - S - Vlastnosti heterocyklů ejstabilnější 5 a 6členné heterocykly. asycené heterocykly vlastnostmi podobné alifatickým sloučeninám (např. cyklické sekundární aminy, cyklické ethery) Maximálně nenasycené heterocykly jsou stabilnější - pseudoaromatický charakter 5členné cykly s 1 heteroatomem Pseudoaromatický charakter heterocyklů 5 1 2 S furan thiofen pyrrol azol Rovinné uspořádání atomů Volný elektronový pár heteroatomu zapojen do konjugace s π-elektrony (splněno ückelovo pravidlo) 3 Snadná S E v sousedství heteroatomu Pokles zásaditých vlastností v porovnání s nasycenými cykly: pyrrolidin (sekundární amin) > pyrrol Deriváty furanu Deriváty pyrrolu tetrahydrofuran rozpouštědlo furfural 2-furaldehyd Stavební složka pyrrolových barviv chlorofyl (Mg) hem (Fe) vitamin B 12 (o) porfin (cyklický tetrapyrrol) 6

Pyrrolidin indol benzopyrrol Je bazický? 2 Sekundární amin Bazický (pk B 3) 2 pyrrolidin-2-karboxylová kyselina Pyrazol Imidazol Imidazol jeden z atomů dusíku nemá svůj elektronový pár zapojen do konjugace s π-elektrony dvojných vazeb slabé báze imidazol 2 2 l l - imidazolium chlorid Thiazol a jeho deriváty Pyridin S slabě bazický R S 3 3 volný elektronový pár na atomu není zapojen do konjugace s π-elektrony je kolmý na π-molekulový orbital 3 2 3 2 2 S zásaditost thiamin (vitamin B 1 ) 7

Pyridin - slabá báze Deriváty pyridinu 2 l l - nikotinová kyselina vitaminy skupiny B (niacin) 2 redukce 2 piperidin sekundární amin, silnější báze než pyridin koenzymy R AD + oxidace R AD hinolin Isochinolin Pyran 3 5 Jsou bazické? 2 6 1 2-pyran 1 -pyran Deriváty pyranu Pyrimidin 3 5 Pyrimidinové báze 2 1 6 chroman tetrahydropyran 2 3 vitamin E pyranosy cytosin -aminopyrimidin-2-ol uracil pyrimidin-2,-diol thymin 5-methylpyrimidin-2,-diol 8

Barbiturová kyselina Pteridin pyrimidin-2,,6-triol 5 3 6 2 7 1 8 pyrimidin + pyrazin Purin Deriváty purinu 1 6 5 7 Purinové báze 2 3 9 8 2 pyrimidin + imidazol 2 adenin purin-6-amin guanin 2-aminopurin-6-ol Deriváty purinu Alkaloidy xanthin purin-2,6-diol močová kyselina purin-2,6,8-triol heterocyklické sloučeniny vždy obsahují aspoň jeden dusíkový atom většinou bazický charakter al-kal-oid = zásadám podobný nerozpustné ve vodě rozpustné jejich soli většinou toxické produkované vyššími rostlinami 9

Purinové alkaloidy Tropanové alkaloidy Atropin (rulík zlomocný) - spasmolytikum, rozšiřuje zornice Kofein (v kávě, čaji, kole) - stimulace S, 3 3 diuretikum Kokain (koka) - anestetické účinky, přechodně psychostimulans rack - volná báze kokainu 3 1,3,7-trimethylxanthin rulík zlomocný Atropa belladona ámelové alkaloidy piové alkaloidy deriváty lysergové kyseliny obsažené v námelu (přezimovací forma houby paličkovice nachové parazitující na žitě) LSD (diethylamid lysergové kyseliny) halucinogenní droga námel opium -zaschlá šťáva z poraněných nezralých makovic, směs alkaloidů Morfin silné analgetikum, návykový Kodein - methylether morfinu, antitusikum eroin - diacetylmorfin, velmi návyková droga Papaverin spazmolytikum Příklady ostatních alkaloidů ikotin (v tabáku) též insekticidní účinek Koniin v bolehlavu ( Sokrates) hinin lék proti malárii Strychnin jed na hlodavce Tubokurarin šípový jed, uvolnění svalů při operacích Muskarin muchomůrka červená 10