Καρβονυλικές ενώσεις. Επίκουρος καθηγητής Χρήστος Παππάς

Transcript

1 Επίκουρος καθηγητής Χρήστος Παππάς 1

2 Καρβονυλικές λειτουργική ομάδα το C=O. ονομάζονται οι ενώσεις οι οποίες περιέχουν ως αλδεΰδες κετόνες οξέα C O Χλωρίδια οξέων εστέρες αμίδια 2

3 Δομή καρβονυλίου - Δραστικότητα δ + Πολικός δεσμός δ - Υβριδισμός sp 2 Οι κετόνες, λόγω του +Ι επαγωγικού φαινομένου των αλκυλίων, καθιστούν το καρβονύλιο λιγότερο πολικό και επομένως λιγότερο δραστικό. Άρα οι αλδεΰδες είναι περισσότερο δραστικές. 3

4 Μηχανισμός 4

5 Σχηματισμός κυανυδρινών κυανυδρίνη Επειδή το HCN είναι πολύ τοξικό σε κατάλληλο πολικό πρωτονιοδότη διαλύτη προσθέτουμε κυανιούχο άλας, οπότε σχηματίζεται το HCN. 5

6 Σχηματισμός κυανυδρινών 1-άμινο-2-βουτανόλη (Αμινοαλκοόλη_ 2-υδροξυβουτανοϊκό οξύ (Υδροξυοξύ) 6

7 Προσθήκη υδριδίου Τα πλέον συνηθισμένα αντιδραστήρια που χρησιμοποιούνται είναι τα: LIAlH 4, NaBH 4, NaH. Μετά την προσθήκη του υδριδίου, ακολουθεί η προσθήκη αραιού διαλύματος οξέος. Η αντίδραση είναι αντίδραση αναγωγής. 7

8 Αντιδραστήρια Grignard (RMgX) Παρασκευή -Χ: -Cl, -Br, -I Είναι ισχυρά πολωμένα 8

9 Αντιδραστήρια Grignard Φορμαλδεϋδη (Μεθανάλη) Κυκλοπεντυλομεθανόλη Πρωτοταγής αλκοόλη 9

10 Αντιδραστήρια Grignard Βενζαλδεϋδη 1-φαινυλοαιθανόλη Αλδεϋδη (όχι φορμαλδεϋδη) Δευτεροταγής αλκοόλη 10

11 Αντιδραστήρια Grignard Κυκλοπεντανόνη αιθυλοκυκλοπεντανόλη Κετόνη Τριτοταγής αλκοόλη 11

12 Σχηματισμός ακεταλών 12

13 Σχηματισμός ακεταλών Μηχανισμός 13

14 Σχηματισμός ακεταλών Μηχανισμός 14

15 Προσθήκη υλιδίων του φωσφόρου (αντίδραση Witting) 2,3-διμεθυλο -2-πεντένιο (Αλκένιο) 15

16 Προσθήκη υλιδίων του φωσφόρου (αντίδραση Witting) Μηχανισμός 16

17 Αντίδραση Cannizzaro Οι αλδεΰδες οι οποίες δεν διαθέτουν α-η (υδρογόνα στη θέση 2) αυτοοξειδοανάγονται σε οξύ και αλκοόλη. Το περιβάλλον αρχικά είναι βασικό και μετά όξινο. 17

18 Αλδολική συμπύκνωση Οι καρβονυλικές ενώσεις που διαθέτουν α-η συμπυκνώνονται, παρουσία ΟΗ, σε αλδόλες. 3-υδροξυβουτανάλη (Αλδόλη) 18

19 Αλδολική συμπύκνωση - Μηχανισμός 19

20 Συμπύκνωση με υδροξυλαμίνη, υδραζίνη και φαινυλυδραζίνη Φαινυλο-2-προπανόνη Υδροξυλαμίνη Οξίμη της φαινυλο-2-προπανόνης 20

21 Συμπύκνωση με υδροξυλαμίνη, υδραζίνη και φαινυλυδραζίνη Μηχανισμός 21

22 Συμπύκνωση με υδροξυλαμίνη, υδραζίνη και φαινυλυδραζίνη Μηχανισμός 22

23 Συμπύκνωση με υδροξυλαμίνη, υδραζίνη και φαινυλυδραζίνη Μηχανισμός 23

24 Συμπύκνωση με υδροξυλαμίνη, υδραζίνη και φαινυλυδραζίνη Με όμοιο μηχανισμό αντιδρούν και η υδραζίνη και η φαινυλυδραζίνη με τις καρβονυλικές ενώσεις. 24

25 Οξείδωση αλδεϋδών Οι αλδεΰδες οξειδώνονται με τα συνήθη οξειδωτικά μέσα (δες οξείδωση αλκοολών) σε οξέα. Επιπλέον οξειδώνονται και με ηπιότερα οξειδωτικά όπως: Το αντιδραστήριο Tollens (υδατικό διάλυμα ΝΗ 3 το οποίο περιέχει Ag + ). Τα Ag + ανάγονται σε μεταλλικό Ag ο οποίος επικάθεται με τη μορφή κατόπτρου. Το αντιδραστήριο Fehling (υδατικό διάλυμα τρυγικού νατρίου που περιέχει Cu 2+ ) και το αντιδραστήριο Benedict (υδατικό διάλυμα κιτρικού νατρίου που περιέχει Cu 2+ ). Και στα δύο αντιδραστήρια τα Cu 2+ ανάγονται σε ίζημα Cu 2 Ο. 25

26 Οξείδωση αλδεϋδών O αντιδραστήριο Benedict O + Cu 2 O OH O αντιδραστήριο Tollens O + Ag OH 26

27 Προτεινόμενες ασκήσεις 1. Να γραφούν οι συντακτικοί τύποι των Α, Β, C. 27

28 Προτεινόμενες ασκήσεις 2. Να γραφούν οι συντακτικοί τύποι των Α, Β, C. 3. Να γραφούν οι συντακτικοί τύποι των οργανικών ενώσεων A, B,C στις παρακάτω αντιδράσεις. 28

29 Προτεινόμενες ασκήσεις 4. Να γραφεί ο συντακτικός τύπος της οργανικής ένωσης που προκύπτει από την παρακάτω χημική αντίδραση, περιγράφοντας το μηχανισμό της. 29

30 Βιβλιογραφία 1. David Klein, Οργανική Χημεία για τις επιστήμες της ζωής, Εκδόσεις Utopia, 2015, Κεφ. 17.1, 17.2, , 17.9, L.G. Wade, Οργανική Χημεία, Εκδόσεις Τζιόλα (2012), ΚΕΦ ,