Organická chemie (KATA) rychlý souhrn a opakování

Podobné dokumenty
OCH/OC2. Karbonylové sloučeniny 2

OCH/OC2. Karbonylové sloučeniny 1

Karboxylové kyseliny

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

Obsah. 2. Mechanismus a syntetické využití nejdůležitějších organických reakcí Adiční reakce Elektrofilní adice (A E

Karbonylové sloučeniny

Organická chemie II. Aldehydy a ketony II. Zdeněk Friedl. Kapitola 20. Solomons & Fryhle: Organic Chemistry 8th Ed., Wiley 2004

Karboxylové kyseliny a jejich funkční deriváty

Reakce aldehydů a ketonů s N-nukleofily

1. ročník Počet hodin

Úvod Obecný vzorec alkoholů je R-OH.

Úvod do studia organické chemie

1.1.2 VLASTNOSTI HALOGENDERIVÁTŮ, U KTERÝCH NENÍ HALOGEN VÁZÁN NA AROMATICKÉM JÁDŘE

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

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Studijní materiál k organickým úlohám 55. ročníku ChO kat. A

2016 Organická chemie testové otázky

18. Reakce v organické chemii

Aminy a další dusíkaté deriváty

H H C C C C C C H CH 3 H C C H H H H H H

Aromacké uhlovodíky reakce

Metodika pro učitele Reakce organických sloučenin (teoretické cvičení s tablety)

Substituce na aromatickém jádře S E Ar, S N Ar. Elektrofilní aromatická substituce S E Ar

HALOGENDERIVÁTY UHLOVODÍKŮ

Alkeny. Alkeny. Největšíprůmyslový význam majíethen (ethylen) a propen (propylen) jako suroviny pro další přeměny nebo pro polymerace

Alkyny. C n H 2n-2 (obsahuje jednu trojnou vazbu) uhlíky v sp hybridizaci

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

Ethery, thioly a sulfidy

MATURITNÍ OTÁZKY Z CHEMIE

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

nano.tul.cz Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL

Organická chemie. Lektor: Mgr. Miroslav Zabadal, Ph.D.

Sada 7 Název souboru Ročník Předmět Formát Název výukového materiálu Anotace

Karbonylové sloučeniny

4. ročník - seminář Vzdělávací obor - Člověk a příroda

OCH/OC2. Karboxylové kyseliny

Škola: Gymnázium, Brno, Slovanské náměstí 7 III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Inovace výuky na GSN prostřednictvím ICT

Organická chemie II. Acylderiváty I. Zdeněk Friedl. Kapitola 21. Solomons & Fryhle: Organic Chemistry 8th Ed., Wiley 2004

Škola: Gymnázium, Brno, Slovanské náměstí 7 III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Inovace výuky na GSN prostřednictvím ICT

Halogenderiváty. Halogenderiváty

Základní chemické pojmy

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

Chemická reaktivita NK.

Příklady k semináři z organické chemie OCH/SOCHA. Doc. RNDr. Jakub Stýskala, Ph.D.

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

Repetitorium anorganické a organické chemie Ch51 volitelný předmět pro 4. ročník

Quiz Karboxylové kyseliny & jejich deriváty

Složení a struktura atomu Charakteristika elementárních částic. Modely atomu. Izotopy a nuklidy. Atomové jádro -

Alkoholy. Alkoholy. sekundární. a terciární

Rozdělení uhlovodíků

Charakteristika Teorie kyselin a zásad. Příprava kyselin Vlastnosti + typické reakce. Významné kyseliny. Arrheniova teorie Teorie Brönsted-Lowryho

2. Polarita vazeb, rezonance, indukční a mezomerní

OCH/OC2. Heterocyklické sloučeniny

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

5. CHEMICKÉ REAKCE. KLASIFIKACE CHEMICKÝCH REAKCÍ a) Podle vnějších změn Reakce skládání = SYNTÉZY z jednodušších -> složitější 2H 2 + O 2 -> 2H 2 O

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Organická chemie pro biochemiky II část

Kyselost, bazicita, pka

Organická chemie 2. RNDr. Lucie Brulíková, Ph.D.

AMINOKYSELINY REAKCE

Maturitní témata profilová část

Chemie - Sexta, 2. ročník

OCH/OC2. Deriváty karboxylových kyseliny

1)uhlovodík musí být cyklický, všechny atomy musí být v jedné rovině

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

Autoři: Pavel Zachař, David Sýkora Ukázky spekter k procvičování na semináři: Tento soubor je pouze prvním ilustrativním seznámením se základními prin

Ethery. dimethylether tetrahydrofuran. O R O R O R ortoester R 1 O R R 2 O R. acetal

3. ročník Vzdělávací obor - Člověk a příroda

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

6. Roztřídění reakcí a principy jejich zařazení do jednotlivých typů

Ethery. oxetan je stabilnější vůči kyselinovému štěpení, ale kruh opět štěpí

VY_32_INOVACE_29_HBENO5

Jméno autora: Mgr. Ladislav Kažimír Datum vytvoření: Číslo DUMu: VY_32_INOVACE_10_Ch_OB Ročník: I. Vzdělávací oblast: Přírodovědné

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie

AROMATICKÉ SLOUČENINY - REAKTIVITA TYPICKÉ REAKCE AROMATICKÝCH SLOUČENIN - SUBSTITUCE ELEKTROFILNÍ AROMATICKÁ

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Kyslíkaté deriváty. 1) Hydroxyderiváty: a) Alkoholy b) Fenoly. řešení. Dle OH = hydroxylová skupina

Výroby založené na nukleofilní substituci. Nu: + R-LG R-Nu + LG: R X + Nu - R Nu + X - Nukleofil Nu Produkt R Nu Název reakce

UHLOVODÍKY ALKANY (...)

3.3.3 Karbonylové sloučeniny

Hydroxysloučeniny Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje Únor

OCH/OC2. Halogenderiváty 2. část

Učební osnovy předmětu. Chemie

P Ř ÍRODOVĚ DECKÁ FAKULTA

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?

ALKOHOLY, FENOLY A ETHERY. b. Jaké zdroje cukru znáte a jak se nazývají produkty jejich kvašení?

Oxidace. Radikálová substituce alkanů. Elektrofilní adice. Dehydrogenace CH 3 CH 3 H 2 C=CH H. Oxygenace (hoření)

Aromáty. Aromáty. Jak bylo uvedeno v kapitole o názvosloví, jinak nakreslená molekula není jiná látka, tj. Všechny uvedené obrázky jsou TOLUEN

MATURITNÍ OKRUHY Z CHEMIE PROFILOVÁ ZKOUŠKA 2014/2015

6.9 Chemie Charakteristika vyučovacího předmětu

Chemie. 5. K uvedeným vzorcům (1 5) přiřaďte tvar struktury (A D) jejich molekuly. 1) CO 2 2) SO 2 3) SO 3 4) NH 3 5) BF 3.

OCH/OC2. Hydroxyderiváty

Klasifikace chem. reakcí

Škola: Gymnázium, Brno, Slovanské náměstí 7 III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Inovace výuky na GSN prostřednictvím ICT

1. Jeden elementární záporný náboj 1, C nese částice: a) neutron b) elektron c) proton d) foton

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

MATURITNÍ TÉMATA - CHEMIE. Školní rok 2012 / 2013 Třídy 4. a oktáva

Transkript:

Organická chemie (KATA) rychlý souhrn a opakování

Molekulové orbitaly hybridizace N a O

Polarita vazby, induktivní efekt U kovalentní vazby mezi rozdílnými atomy, nebude elektronový pár oběma atomy sdílen stejně. Jeden atom bude přitahovat elektrony více a jeden méně, dojde k tvorbě tzv. parciálního náboje na jednotlivých atomech. Vzniká polární kovalentní vazba. Posun valenčních elektronů označujeme u polárních kovalentních vazeb jako induktivní efekt. Atomy nebo funkční skupiny, které přitahují elektrony silněji než vodík vykazují -I efekt. Atomy nebo funkční skupiny, které přitahují elektrony slaběji než vodík vykazují +I efekt.

Štěpení vazeb RADIKÁLOVÉ REAKCE POLÁRNÍ REAKCE

Elektrofilní a nukleofilní reagenty Elektrofilní reagent: má afinitu k záporně nabitým částicím Jde o kation nebo elektronově chudou neutrální molekulu Nukleofilní reagent: má afinitu ke kladně nabitým částicím Jde o anion nebo elektronově bohatou neutrální molekulu

Typy reakcí v organické chemii

Kyseliny a báze - Brønstedovy

Kyseliny a báze - Brønstedovy

Kyseliny a báze - Lewisovy

Redoxní reakce oxidace a redukce

Redoxní reakce oxidace a redukce Oxidace dochází ke snížení elektronové hustoty na atomu uhlíku - tvorbou vazeb C-O, C-N, C-X nebo C=C - zánikem vazeb C-H Redukce dochází ke zvýšení elektronové hustoty na atomu uhlíku - zánikem vazeb C-O, C-N, C-X nebo C=C - tvorbou vazeb C-H nebo C-kov

Redoxní reakce oxidační stupeň Deriváty methanu

Redoxní reakce oxidace a redukce Deriváty vyšších uhlovodíků (R = alkyl)

Redukční činidla Vodík Mravenčí kyselina Alkoholy Kovy (+ zdroj protonu) Hydridy Oxidační činidla Kyslík Peroxidy Halogeny Oxidu kovů (vyšší ox.stav) Soli kyselin kovů

Alkany a cykloalkany - málo reaktivní - typické reakce jsou radikálové: halogenace, krakování

Alkeny - poměrně reaktivní - typické reakce jsou elektrofilní adice (Markovnikovo pravidlo)

Alkyny

Redukce alkynů

Halogenderiváty - velmi reaktivní - typické reakce jsou nukleofilní substituce a eliminace Aniontový nukleofil Neutrální nukleofil

S N 2 mechanismus S N 1 mechanismus

Srovnání S N 1 a S N 2 mechanismus S N 2 substituce S N 1 substituce Struktura halogenidu primární sekundární terciární běžná občas vzácná vzácná* občas běžná Stereochemie inverze racemizace Nukleofil Rozpouštědlo reakční rychlost závisí na koncentraci nukleofilu, mechanismus je upřednostňován pokud je nukleofil anion reakční rychlost je málo ovlivněná polaritou rozpouštědla (protická zpomalují) * allylové a benzylové substráty tvoří výjimku reakční rychlost nezávisí na koncentraci nukleofilu, mechanismus je pravděpodobnější s neutrálními nukleofily Vzhledem k tomu, že meziprodukty jsou ionty, reakční rychlost závisí na polaritě rozpouštědla (polární protická urychlují)

Zajcevovo pravidlo při eliminaci jako produkt převládá více substituovaný alken

Areny Adiční reakce neprobíhají Elektrofilní substituce probíhají snadno Nukleofilní substituce probíhají obtížně pouze pro elektronově chudší systémy

Elektrofilní aromatická substituce

Elektrofilní alkylace (Friedel-Craftsova alkylace) Přesmyk přesunem protonu Přesmyk přesunem alkylu

Porovnání rychlosti a direktivního efektu nitrace derivátů benzenu R Relativní rychlost Procenta izomeru

Význam direktivních efektů v syntéze Příprava 1-brom-2-nitro- a 1-brom-4-nitrobenzenu Příprava 1-brom-3-nitrobenzenu

Alkoholy - poměrně reaktivní (nukleofilní substituce, eliminace, oxidace) - mohou být kyselina i báze

Ethery Williamsonova syntéza Štěpení etherů

Aminy - báze - nukleofily Nukleofilní substituce

Aminy

Aldehydy, ketony - velmi reaktivní (aldehydy), reaktivní (ketony) - adice na karbonyl, substituce v α-poloze, aldolizace

- kyselé Karboxylové kyseliny

Příprava nitrilů Reakce halogenalkanů s kyanidy Dehydratace amidů Reaktivita nitrilů

Funkční deriváty karboxylových kyselin

Reaktivita v a-poloze

Kysele katalyzovaná tvorba enolu Bazicky katalyzovaná tvorba enolu

Kysele katalyzované substituce v α-poloze Kysele katalyzované halogenace aldehydů a ketonů a-bromketony jsou prekurzory pro a,b-nenasycené ketony

Vodíky v α-poloze ke karbonylu jsou kyselé Výměna kyselých vodíků za deuterium

Pro deprotonaci ketonů nebo esterů je nutné použít velmi silné (nenukleofilní) báze LDA je silná (nenukleofilní) báze obecně vhodná pro deprotonace karbonylových sloučenin Pro deprotonaci dikarbonylových sloučenin lze použít slabší báze (např. NaOEt)

Halogenace v bazickém prostředí probíhá přes enolát reakci je ovšem obtížné zastavit a probíhá do vyšších stupňů Haloformová reakce

Alkylační činidla (elektrofily) Alkylace enolátů - C-alkylace

U aldehydů se alkylace enolátů nepoužívají, protože převažují aldolizace enolátů a vznikají směsi produ U ketonů alkylace enolátů lze použít, ale často vznikají směsi alkylačních produktů U laktonů a esterů je alkylace enolátů synteticky využitelná, ale pořád nutno použít velmi silné báze (LD Také z nitrilů lze LDA vygenerovat karbanion, který podléhá alkylaci

Alkylace enolátů solí C-kyselin Diethyl-malonát je silnější kyselina, takže jej lze deprotonovat slabšími bázemi, např. NaOEt. Alkylace probíhá velmi čistě. Monoalkylovaný diethyl-malonát lze znovu deprotonovat dalším ekvivalentem NaOEt a provést druhou alkylaci. Při kyselé hydrolýze malonátů dochází k dekarboxylaci a vzniká substituovaná monokarboxylová kyselina

Malonesterová syntéza

Alkylace enolátů solí C-kyselin Ethyl-acetoacetát je ještě kyselejší než malonát a alkyluje se analogicky. Dvojitá deprotonace acetoacetátu vede k dianiontu, který se alkyluje na uhlíku C-4, který je silnějším nukleofilem.

Acetoacetátová syntéza Ketotvorné štěpení Kyselinotvorné štěpení

Acetoacetátová syntéza

Alkylace enaminů Enaminy Alkylaci enaminů lze využít pro a-alkylaci ketonů i aldehydů

Reaktivita karbonylové skupiny a enolátového anion Elektrofilní uhlík karbonylové skupiny je atakován nukleofily Nukleofilní enolátový ion atakuje elektrofily Aldolizace

Mechanismus aldolizace Je nutná přítomnost a- vodíku u jednoho reaktantu Báze stačí v katalytickém množství Aldolizace je vratná reakce a rovnováha závisí na typu karbonylové sloučeniny, bázi, rozpouštědle a teplotě

Selektivní smíšená aldolizace (aldolová kondenzace) - jeden z reaktantů nemá b-vodíky (není enolizovatelný) V případě aldehydů je nutno enolizovatelný aldehyd přidávat pomalu, aby se zamezilo samoaldolizaci (vzniká jen malé množství enolátu, který ihned zreaguje s přebytkem druhého reaktantu).

Selektivní smíšená aldolizace (aldolová kondenzace) - reakce ketonu/aldehydu se silylenoletherem (Mukayamova reakce)

Selektivní smíšená aldolizace (aldolová kondenzace) - jeden z enolizovatelných reaktantů je výrazně kyselejší než druhý Knoevenagelova kondenzace

Knoevenagelova kondenzace

Intramolekulární aldolová kondenzace

Claisenova kondenzace

Smíšená Claisenova kondenzace Selektivně probíhá Claisenova kondenzace, kdy jeden ester nemá a-vodíky Podobně reagují i ketony s estery

Intramolekulární Claisenova kondenzace Dieckmannova reakce b-ketoestery jsou užitečné intermediáty pro alkylace a dekarboxylace

Konjugovaná adice na a,b-nenasycené karbonylové sloučeniny Michaelova adice - konjugovaná adice enolátů na a,bnenasycené karbonylové sloučeniny

Michaelova adice další příklady

Robinsonova anelace - Michaelova adice + aldolová kondenzace