Rozdělení organických sloučenin

Podobné dokumenty
Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie

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

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

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

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

Rozdělení uhlovodíků

Alkany a cykloalkany

VLASTNOSTI ALKANŮ 2. RADIKÁLOVÁ SUBSTITUCE 3. ELIMINAČNÍ REAKCE VÝZNAMNÉ ALKANY. Substituční reakce. Sulfochlorace alkanů. Termolýza.

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

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

ALKANY. ený. - homologický vzorec : C n H 2n+2 2 -

VY_32_INOVACE_29_HBENO5

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

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

Ropa Kondenzované uhlovodíky

UHLOVODÍKY ALKANY (...)

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

ANORGANICKÁ ORGANICKÁ

1. UHLOVODÍKY 1.1. ALIFATICKÉ UHLOVODÍKY ALKANY (parafiny z parum afinis = málo slučivé) C n H 2n+2

Základní škola a mateřská škola Hutisko Solanec. žák uvede základní druhy uhlovodíků, jejich použití a zdroje. Chemie - 9. ročník

Nerozvětvené (atomy C jsou spojeny maximálně s dvěma dalšími C) Rozvětvené (atomy C jsou spojeny s více než dvěma dalšími C)

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?

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

Organická chemie (KATA) rychlý souhrn a opakování

ALKENY C n H 2n

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

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

16.UHLOVODÍKY A IZOMERIE ORGANICKÝCH SLOUČENIN IZOMERIE:

2.1 ALKANY A CYKLOALKANY

Názvosloví uhlovodíků

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

4. ročník - seminář Vzdělávací obor - Člověk a příroda

HYDROXYDERIVÁTY. Alkoholy Fenoly Bc. Miroslava Wilczková

P Ř ÍRODOVĚ DECKÁ FAKULTA

Quiz Karboxylové kyseliny & jejich deriváty

Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115

1.2. ALICYKLICKÉ UHLOVODÍKY

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie

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

Herní otázky a jejich řešení:

Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

Organická chemie. názvosloví acyklických uhlovodíků

Organická chemie 3.ročník studijního oboru - kosmetické služby.

Karbonylové sloučeniny

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Chemie - Sexta, 2. ročník

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

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

Řešené příklady k procvičení

OCH/OC2. Karbonylové sloučeniny 2

Přírodní zdroje uhlovodíků. a jejich zpracování

1. ročník Počet hodin

ALKENY NENASYCENÉ UHLOVODÍKY

18. Reakce v organické chemii

Struktura organických sloučenin

Jednou z nejdůležitějších skupin derivátů uhlovodíků jsou sloučeniny obsahující jednovazné hydroxylové skupiny OH, proto hydroxyderiváty:

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

EVROPSKÝ PARLAMENT C6-0267/2006. Společný postoj. Dokument ze zasedání 2003/0256(COD) 06/09/2006

materiál č. šablony/č. sady/č. materiálu: Autor:

Karboxylové kyseliny a jejich funkční deriváty

V molekulách obou skupin uhlovodíků jsou atomy uhlíku mezi sebou vázány pouze vazbami jednoduchými (sigma).

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.

Sada 7 Název souboru Ročník Předmět Formát Název výukového materiálu Anotace

CHEMIE - Úvod do organické chemie

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Ch - Uhlovodíky VARIACE

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Reakce aldehydů a ketonů s N-nukleofily

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

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie

HALOGENDERIVÁTY UHLOVODÍKŮ

Chemie NÁRODNÍ SROVNÁVACÍ ZKOUŠKY BŘEZNA 2017

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

DERIVÁTY - OPAKOVÁNÍ

Masarykova střední škola zemědělská a Vyšší odborná škola, Opava, příspěvková organizace

(Z)-but-2-en 2.2 ALKENY A CYKLOALKENY

EU peníze středním školám digitální učební materiál

Procvičování uhlovodíky pracovní list

c. Jakým způsobem mohou být odděleny jednotlivé složky ropy?

OCH/OC2. Karbonylové sloučeniny 1

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

Školní výstupy Učivo (pojmy) Poznámka

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

ORGANICKÁ CHEMIE I pro bakalářský stud. program (Varianta A) Jméno a příjmení... Datum... Kroužek/Fakulta.../... Vyučující na semináři...

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

Rozezná a vysvětlí význam označení různých nebezpečných látek. Vybrané dostupné látky pojmenuje a vysvětlí jejich nebezpečnost.

Základní chemické pojmy

Fyzikální vlastnosti. Chemické vlastnosti

Reakce v organické chemii

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu

Aromacké uhlovodíky reakce

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

Organická chemie. Rozdíl mezi organickými a anorganickými látkami účinek organické látky anorganické látky citlivé, těkavé, rozkládají se, hoří

Ethery, thioly a sulfidy

CH 2 = CH 2 ethen systematický název propen CH 2 = CH CH 3 but-1-en CH 2 = CH CH 2 CH 3 but-2-en CH 3 CH = CH CH 3 buta-1,3-dien CH 2 = CH CH = CH 2

Úvod Obecný vzorec alkoholů je R-OH.

1. Hydroxysloučeniny 2. Thioly 3. Ethery

Vlastnosti. Pozor! OCH/OC2_02_Alkeny

Transkript:

Rozdělení organických sloučenin nenasycené nasycené aromatické Uhlovodíky, halogenderiváty X = F, l, Br, I sloučeniny síry S alkoholy, fenoly Deriváty uhlovodíků,,x,,n,s aminy NR 3 aldehydy, ketony nitrosloučeniny N 2 karboxylové kyseliny a jejich deriváty

Nasycené uhlovodíky ALKANY (parafíny) a YKLALKANY (nafteny) Jednoduchá vazba, -sp 3 Konformace prostorové uspořádání molekuly vznikající otáčením kolem jednoduchých vazeb 3 8.. 4 10..... 5 12....... 6 14........

Znázornění konformace Newmannovou projekcí: př. butan A B anti-periplanární A B Nejvýhodnější konformace Nejméně výhodná konformace syn-periplanární Další konformace A A B anti-klinální B syn-klinální

Stereochemie cyklických sloučenin Planární struktura, vynucená syn-periplanární konformace velké pnutí v molekule Valenční úhel je 60 (ale uhlík v sp 3 má 109 ) Pitzerovo pnutí pnutí v molekulách, které je dáno jejich konformací Beyerovo pnutí pnutí v molekulách, které je dáno deformací valenčního úhlu. (Rozdíl mezi přirozeným uhlem a úhlem v cyklu) Planární struktura Pitzerovo pnutí stejné jako u cyklopropanu Valenční úhel 90

obálková konformace zkřížená obálková konformace vaničková konformace (1 : 99) židličková konformace Reaktivita: 2 / Ni 120 Br Br 2 / Ni 180 Br nereaguje 2 / Ni nereaguje

Znázorněte Newmannovou projekcí vyznačené pohledy na vazby (o jakou konformaci se jedná?)

Příprava alkanů ydrogenační metody: 2 / kat. 2 2 2 / Pt A R mechanizmus Pt Pt R- 2 -X 2 /Pd R- R- 2 2 -X -X R 2 2 / Pt R 2 R- 2 2 - - 2

Redukce alkoholů R- I R- 2 I 2 2P 3I 2 2PI 3 I/ P 2PI 3 3 2 3 P 3 3I (-)-efedrin (1R, 2S)-1-fenyl-2-(methylamino)propan-1-ol N N ()-pervitin, ()-metamfetamin (S)-()-1-fenyl-N-methylpropan-2-amin ydrolýza Grignardových sloučenin ether R-X Mg RMgX 2 R- Mg()X Redukce karbonylových sloučenin lemmensenova redukce Zng x / l 2-2 N 2 4 Kižněr-Wolfova redukce NN 2 K -N 2

Dekarboxylace karboxylových kyselin T R-Na Na R- Na 2 3 Na Na 4 Na 2 3 Wurtzova syntéza 2 R-X 2 Na R-R 2 NaX mechanizmus R-X 2 Na RI Na R-X -NaX R-R NaX ( 2 )n 2 X 2 X Zn n = 1,2,3,4 ( 2 )n 2 2

Fyzikální vlastnosti alkanů a cykloalkanů Body tání a varu rostou v homologické řadě s rostoucím počtem uhlíků: Při 25 1-4 -plyny 5-15 -kapaliny 16 a výše -pevné látky 200 150 100 50 0-50 -100-150 -200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 počet v n-alkanu teplota varu teplota tání becně: -bod varu klesá se symetrií molekuly pentan b.v. 36 t.t. -131 isopentan b.v. 28 neopentan b.v. 9 t.t. -20 -teplota tání vzrůstá se symetrií molekuly Bezbarvé látky, nepolárního charakteru, rozpustné v nepolárních rozpouštědlech, nerozpustné ve vodě, hustoty menší než 1g.cm -3 plavou na vodě Alkan

hemické vlastnosti Není žádné centrum reaktivity (díky nepolárním vazbám) málo reaktivní (parum affinis = málo slučivý). Reakce mají pouze radikálový charakter. alogenace: př. hlorace methanu S R Iniciace: l l h 2 l Propagace Terminace l l l l l l l l l l l l 4 l 2 l l l l 2 2 l 2 l 2 l 2 l 2 l 3 l l 3 l 2 l 4 l Radikálové reakce značně neselektivní (směs produktů) l 2 UV -l l l

Sulfochlorace S R R- l 2 S 2 E 2 -l R- 2 -S 3 R- 2 -S 2 l alkylsulfonylchlorid Nitrace S R R- N 3 400 R- 2 -N 2 xidace - hoření 4 2 2 2 ( 2 ) Iniciace: E..

Výskyt uhlovodíků Zemní plyn (methan, ethan, propan ), uhlí Ropa (uhlovodíky do 50, nasycené, nenasycené, aromatické, heterocyklické b.v. 30-200 benzinová frakce 5-11 b.v. 175-300 petrolejová frakce 11-14 b.v. 275-400 plynový olej 14-25 b.v. 350 - mazací oleje a vosky (parafin) 20 - - destilační zbytek mazut (topivo či asfalt) Benzínové frakce (pro zážehové motory s nejvyšším oktanovým číslem): uhlovodíky s rozvětveným řetězcem 2,2,4-trimethylpentan o.č. 100 n-heptan o.č. 0 (největší sklon k samozápalu) Motorová nafta (pro vznětové motory 13-25 ): lineární uhlovodíky

Izomerace (převedení lineárních řetězců benzínové frakce v rozvětvené) All 3 Krakování (štěpení dlouhých řetězců) R 500-800 / katal. R R- směs uhlovodíků s různou délkou řetězců nenasycené uhlovodíky Methan součást zemního plynu, střevních plynů, bahenní plyn. Palivo a důležitá průmyslová surovina výroba acetylénu, methanolu, vodíku, kyanovodíku a sazí Propan a butan doprovázejí ropu. Topné plyny, hnací plyny (nahrazují freony), palivo zážehových motorů (LPG), výroba butadienu a propenu (suroviny pro výrobu umělých hmot) Vyšší uhlovodíky paliva a rozpouštědla. 27 56 (heptakosan) a 31 64 (hentriakosan) složky včelího vosku

Nenasycené uhlovodíky ALKENY (olefiny) Dvojná vazba, -sp 2, geometrická izomerie (E-Z) Příprava alkenů dehydrohalogenace 1. Eliminační metody dehalogenace R 3 R 4 X -X B I Zn -ZnX 2 X R 3 R 4 X dehydratace R 3 R 4 R 3 R 4-2 - 2 (T, kat) R 3 R 4 katalytická dehydrogenace

2 Br K -Br Platí Zajcevovo pravidlo: Při eliminaci se bude odštěpovat atom vodíku z toho sousedního atomu, který má méně atomů vodíků. 3 3 ( 2 S 4 ) - 2 3 3 Snadnost dehydratace:terciální> sekundární>primární Retropinakolinový přesmyk: 3 3 3-2 3 3 Průmyslová výroba butadienu: / kat T 2 2 2 2 2-2 2

2. Syntetické metody přípravy alkenů Wittigova metoda X R 3 PPh 3 R 3 R 4 R 4 Adolová kondenzace 2 Q R 3 B I - 2 Q R 3 mechanizmus: 2 Q B I -B I Q nukleofilní adice R 3 Q R 3 B -B I Q R 3 Q R 3-2

Fyzikální vlastnosti -přítomnost dvojné vazby snižuje teplotu tání a teplotu varu. -butan t.t 135 t.v.-0,5 -buten t.t.-190 t.v.-6,7 hemické vlastnosti Reaktivní díky násobné vazbě: Adice elektrofilní a radikálové A E : 2 X 2 X X X -komplex -komplex Platí Markovnikovo pravidlo: Při elektrofilních adicích se elektrofil aduje na ten atom uhlíku, kde je více atomů vodíků. (sterický faktor)

l l Br 2 2 2 Br Br 2 ( 2 S 4 ) KMn 4, 2 S 3 2 ydroborace 2 2 2 2 3 2 B 3 3 2 2 B 3 2 2 2-3 B 3 2 zonolýza (k určení polohy násobné vazby) R 1 3 R 3 R 3 R 4 R 4 R R 4 3 2-2 2 R 4 isoozonid ozonid R 3

A R : ydrogenace R R - teplo, tlak, kat. R 2 2 R Ztužování tuků Rostlinný olej nenasycené kapalné tuky 2, Ni kat. teplo Margarin nasycené tuhé tuky Polyadice molekuly se spojují do dlouhých řetězců iniciace: Y-Y E 2 Y. Y. 2 Y 2. propagace: Y 2. n R 2 R R R Y 2 2 * R R n terminace: rekombinace dvou rostoucích řetězců Výroba: PE,PP, PS, PV

Ethen plyn, v malé míře provází methan. Vzniká při krakování ropných frakcí. Vyrábí se z něj ethylenglykol, syntetický ethanol, polyethylén Propen- rovněž vzniká při krakování ropných frakcí. Vyrábí se z něj glycerín, kumen (z něj pak fenol a aceton) a převážně popypropylén Izobutylén (2-methylpropen) složí k výrobě polyisobutylénu látka podobná kaučuku (duše pneumatik)

Řešené úlohy a schémata 1.Na základě reakcí vedoucí k přípravě nasycených uhlovodíků znázorněte přípravu hexanu. Zng x /l Na T Na 2 /Pd - Na 2 3 1. N 2 4 2. K Na 2 Br 2 I/P Mgl 2 /Pd 2 /Pd Mg l K 2 S 4 eliminace l eliminace 2

2. Na butanu znázorněte reaktivitu nasycených uhlovodíků. 2 2 2 dokonalé hoření S 2 l nedokonalé hoření 2 S 2 l 2 /UV - 2 /katalyzátor (dehydrogenace) 2 l 2 /UV I 2 / UV F 2 /UV N 3 /400 l l nereaguje l l směs fluoroderivátů lišící se polohou a počtem atomu uhlíků v řetězci N 2 N 2

3. Z jakých sloučenin se dá přímo připravit tento cykloalken? Br eliminace 2-2 2 S 4 Zn -ZnBr 2 Br l K -l (-Kl) - 2 př.pt; vyšší tlak a teplota eliminace l katalytická dehydrogenace 4. Reakčním schématem znázorněte eliminací vody z 2-ethylcyklopentanolu a následnou adicí Br na tento produkt: 2 S 4-2 Br Br

5. Na principu Wittigovy syntézy připravte 1-(2-methylprop-1-en-1-yl)benzen: Br P 3 6. Na principu aldolové kondenzace připravte 1-(2-nitroethenyl)benzen 3 N 2 báze 2 N 2-2 N 2

7. Na 3-methylbutenu demonstrujte hlavní reakce alkenů a připravte z něj tyto následující sloučeniny: a) 2-chlor-3-methylbutan b)1,2-dichlor-3-methylbutan c) 1-chlor-3-methylbutan-2-ol d) 3-methylbutanol e) 3-methylbutan-2-ol f) 3-methylbutan-1,2-diol g) ekvimolární směs formaldehydu a 2-methylpropanalu h) 2-methylbutan h 2, Pd a l l l 2 l l b 1. 3 2. 2 g KMn 4, 2 2 l ( 2 l 2 ) 1.B 3 2. 2 2 c l f e d

Seminární úkoly 1. Napište všechny příslušné alkeny, jejichž katalytickou hydrogenaci ( 2 /katalyzátor) může vzniknout: 1 2 3 2. o vznikne katalytickou hydrogenaci 1,2-dimethylcyklohexenu? 3. Z cyklohexanolu připravte cyklohexan. 4. Z chlorbutanu připravte butan. 5. o vznikne reakcí propylmagnezium-bromidu s a) vodou b) D 2 (těžká voda). 6. Zredukujte pentan-2-on a) lemmensenovou b) Kižněr Wolffovou redukci. 7. Znázorněte reakčním schématem přípravu ethanu z kyseliny propanové (z její sodné soli). 8. Pomocí Wurtzovy syntézy připravte a) hexan b) cyklohexan c) cyklopropan. Který z těchto dvou cyklických uhlovodíků bude vznikat nejsnadněji? 9. Sestavte pořadí těchto uhlovodíků podle bodu varu: A: 1 2 3 4 B: 1 2 3

10. Znázorněte chemickou rovnici hoření a) methanu b) propanu c) butanu v nadbytku kyslíku a rovnici vyčíslete. 11. Jaké produkty lze očekávat při hoření methanu v nedostatku kyslíku. 12. Průmyslově se používají radikálové reakce zejména při halogenacích uhlovodíků. Znázorněte reakčním schématem za použití vhodného halogenu halogenaci a ) 2,2-dimethylpropanu b) 2,2-dimethylbutanu c) butanu. Kolik možných monohalogenovaných derivátů můžeme získat? 13. Sulfochlorace, následné hydrolýze a tvorbě soli se používá k výrobě některých typů detergentů (látky snižující povrchové napětí dvou nemísitelných soustav). Znázorněte tuto reakční sekvenci s dodekanem na uhlíku č.1. 14. Srovnejte teplotu tání a) pentanu a pentenu b) hexanu a hexenu. Vysvětlete rozdíly 15. Eliminačními reakcemi připravte příslušný alken z těchto sloučenin: Doplňte produkty a příslušné reaktanty. 1 Br 4 7 2 Br 5 8 3 Br 6 Br 16. Pomocí Wittigovy metody připravte a) 2,3-dimethylbut-2-en b) 1-(2-methylprop-1-en-1-yl)benzen. 17. Na principu aldolové kondenzace připravte tyto nenasycené sloučeniny a) 3-fenylprop-2-ennitril b) 2,3-dimethylbut-2- enovou kyselinu

8. Doplňte produkty reakce: 1 2 l 4 2 l 2 / Raney Ni 5 Br 2 2 3 2 S 4 6 19. Doplňte produkty následujících reakcí: 7 1 l 4 s 4, 2 7 Br 2 KMn 4, 2 5 3, 2 8 2 S 4 3 D 2 / Pt 6 2

20. o vznikne ozonolýzou a následnou hydrolýzou vzniklého meziproduktu a) 3-methylbutenu b) propylidencyklohexanu? Znázorněte reakčním schématem. 21. zonolýzou látky A vznikl formaldehyd a pentan-2-on. o je výchozí látka A? 22. o vznikne hydroborací butenu a následnou oxidací aduktu peroxidem vodíku. 23. Z bromcyklohexanu připravte 1,2-dibromcyklohexan. 24. Z ethanolu připravte ethan-1,2-diol. 25. Z 1-chlorbutanu připravte 2-chlorbutan. 26. Jakým způsobem lze z but-1-ynu připravit a) but-1-en b) but-2-en. 27. Schématicky naznačte výrobu polyethylenu radikálovým polyadičním mechanizmem. 28. Kterými chemickými reakcemi rozlišíme krakovaný benzín od normálně destilovaného. 29. Jak se ztužují roztlinné oleje na margaríny? Uveďte mechanizmus reakce a vysvětlete důvod a důsledek tohoto zpracování.