ALDEHIDI I KETONI. Značaj aldehida i ketona

Transcript

1 ALDEIDI I KETNI Značaj aldehida i ketona Sinteza polimera formaldehid fenolformaldehidne smole Sinteza plastifikatora butiraldehid etil1heksanol Sinteza sirćetne kiseline acetaldehid Sinteza alkohola Sastojci parfema Aldehidi 7 14 astvarači Šećeri (ugljeni hidrati) 1

2 Struktura Aldehidi su jedinjenja opšte formule Ketoni su jedinjenja opšte formule i mogu biti alifatične ili aromatične grupe osim kod (=) karbonilna grupa ' aldehidi keton Struktura karbonilne grupe 10 o ' δ 10 o δ _ i su sp hibridizovani p orbitala '. :. sp orbitala

3 Struktura karbonilne grupe Elektroni = drže zajedno atome različite elektronegativnosti π oblak je pomaknut više ka elektronegativnijem. = veza karbonilne grupe je PLAIZVANA delimično "" šarža (δ) je na, a delimično " " šarža (δ ) je na je ELEKTFILAN, a je NUKLEFILAN i SLAB BAZAN!!! _ δ δ.... : _ polarizovana veza elektrofilan nukleofilan i slabo bazan NomenklaturaAldehidi 1) Uobičajena (trivijalna) imena aldehida su izvedena iz uobičajenog imena karboksilne kiseline koja nastaje oksidacijom dotičnog aldehida, zamenom kiselinskog završetka izrazom "aldehid." Položaj supstituenata u odnosu na aldehidnu grupu se označava grčkim slovima: α, β, γ, δ itd. α β γ αmetilvaleraldehid βmetilvaleraldehid izokaproaldehid metilpentanal metilpentanal γmetilvaleraldehid 4metilpentanal

4 NomenklaturaAldehidi ) IUPA ovom nomenklaturom aldehidi se tretiraju kao derivati alkana ALKANALI. Imenu alkana (najduži niz atoma u kome se nalazi aldehidna grupa ) dodaje se nastavak "al". Položaj supstituenata u odnosu na aldehidnu grupu se označava brojevima. Karbonilni atom je uvek 1!!! Jedinjenja kod kojih je grupa vezana direktno za prsten, nazivaju se KABALDEIDI. NomenklaturaAldehidi metanal (formaldehid) etanal propanal (acetaldehid) (propionaldehid) δ β γ 5 4 γ β α l 1 4 4hlorbutanal metilpentanal (αmetilvaleraldehid) (γhlorbutiraldehid) α 1 feniletanal (fenilacetaldehid) 4

5 NomenklaturaAldehidi cikloheksankarbaldehid (E)hidroksi4metil4heksenal 1 benzenkarbaldehid (benzaldehid) pentandial hidroksibenzenkarbaldehid (ohidroksibenzaldehid salicilaldehid) propenal (akrolein) NomenklaturaKetoni 1) Uobičajena (trivijalna) imena ketona: prvo se navode supstituentske grupe (alkil ili aril), a zatim se na kraju doda reč "keton". Imena fenilketona (karbonilna grupa je vezana direktno za benzenovo jezgro) završavaju se nastavkom "fenon". 5

6 NomenklaturaKetoni ) IUPA ovom nomenklaturom ketoni se tretiraju kao derivati alkana ALKANNI. Najduži niz se numeriše tako da karbonilna grupa ima najmanji mogući broj, bez obzira na prisustvo ostalih supstituenata ili grupa manjeg prioriteta. iklični ketoni su IKLALKANNI. Karbonilni atom u prstenu je uvek 1!!! NomenklaturaKetoni propanon metilbutanon (dimetilketon) (izopropilmetilketon) (aceton) l (Z)5hlor4heksenon hidroksi5metilciklopentanon 1fenilpropanon (benzilmetilketon) hidroksi4oktinon 1 6

7 NomenklaturaKetoni 1feniletanon (acetofenon) 1fenil1propanon (propiofenon) 1fenil1butanon (nbutirofenon) difenilmetanon (benzofenon) 5 6 ' ' N 4' 4 1 1' 6' 5' (4metilfenil)(nitrofenil)metanon (4metil'nitrobenzofenon) Nomenklatura Ako osnovno jedinjenje sadrži funkcionalnu grupu koja ima veći prioritet: kao supstituent grupa se zove "formil" kao supstituent = grupa se zove " okso " Aldehidna grupa ( ) ima manji prioritet od karboksilne grupe ( )!!! Sistematsko ime fragmenta je "alkanoil". Za IUPA zadržava uobičajeno ime "acetil". 7

8 Nomenklatura prioriteti f.g. Klasa jedinjenja Sufiks Prefiks Primer Karboksilne kiseline ska kiselina karboksi propanska kiselina Aldehidi al formil propanal Ketoni on okso propanon Alkoholi Fenoli ol hidroksi propanol Tioli tiol merkapto propantiol Amini amin amino 1propanamin Etri etar alkoksi oksa dimetiletar Sulfidi sulfid alkiltio tia dimetilsulfid Alkeni en alkenil propen Alkini in alkinil propin alogenidi halogenid halo brompropan Nitro nitro nitropropan Alkani an alkil propan Nomenklatura 4 1 4formilcikloheksankarboksilna kiselina 1 S formilbenzensulfonska kiselina 4 1 4formilbenzenkarboksilna kiselina 4 4oksocikloheksenkarboksilna kiselina formil(oksopropil) benzenkarboksilna kiselina 8

9 Nomenklatura 1 acetiloksociklopentankarboksilna kiselina 4 1 oksobutanal 1 formilpropanoilcikloheksankarboksilna kiselina Fizička svojstva Zbog karbonilne grupe aldehidi i ketoni su polarna jedinjenja imaju više tk od nepolarnih jedinjenja iste M.M. Ne grade intermolekulske vodonične veze imaju niže tk od alkohola i karboksilnih kiselina Jedinjenje tk, 118 Niži aldehidi i ketoni su rastvorni u vodi zbog stvaranja vodoničnih veza sa molekulima vode granica rastvorljivosti je kod jedinjenja sa 5 atoma

10 Fizička svojstva formaldehid t.t., o 9 tk, o 1 rastvorljivost, g/100 g v.r. acetaldehid 11 0 bes. propionaldehid nbutiraldehid nkaproaldehid 11 s.r. fenilacetaldehid 194 s.r. benzaldehid , salicilaldehid 197 1,7 Fizička svojstva aceton t.t., o 94 tk, o 56 rastvorljivost, g/100 g bes. etilmetilketon pentanon , pentanon heksanon 5 150,0 heksanon 14 s.r. acetofenon 1 0 benzofenon

11 Dobijanje aldehida i ketona ksidacija alkohola idroliza geminalnih dihalogenih derivata zonoliza alkena idratacija alkina edukcija hlorida kiselina Friedelraftsovo acilovanje Formilovanje po Gattermann Koch u ksidacija alkohola P l 1 o ili K aldehid r 7 / S 4 ili r / S 4 o može biti alkil ili arilgrupa KMn 4 / S 4 keton o keton P katalizator = r l N _ r l N piridinijumhlorhromat r(vi)reagens je selektivan ne oksiduje i veze 11

12 ksidacija alkohola 1butanol 1 o piridinijumhlorhromat l butanal K r 7, S 4 mentol menton o monoterpeni sastojci ulja nane Terpeni Terpeni (i terpenoidi) predstavljaju najbrojniju grupu sekundarnih metabolita biljaka. Terpenoidi su kiseonični derivati terpena. Poseduju značajnu fiziološku aktivnost, nosioci su lekovitosti droga kao i nosioci mirisa. Komponente etarskih ulja složene smeše prirodnih proizvoda jakog mirisa dobijenih iz raznih delova biljaka prijatnog su mirisa, potpuno isparavaju i ne ostavljaju mrlje na papiru 1

13 Terpeni metil1,butadien (izopren) glava rep izoprenska jedinica terpena glava rep glava rep Podela prirodnih terpena: Monoterpeni ( izoprenske jedinice, 10 atoma) Seskviterpeni ( izoprenske jedinice, 15 atoma) Diterpeni (4 izoprenske jedinice, 0 atoma) Triterpeni (6 izoprenske jedinice, 0 atoma) Tetraterpeni (8 izoprenskih jedinica, 40 atoma) Politerpeni (n izoprenskih jedinica, 5n atoma) Strukturna formula citronelola lanosterol prekursor holesterola Strukturna formula βkarotena provitamin A ksidacija alkohola 1 o etanol tk = 78 o K r 7 / S 4 ili r / S 4 etanal (acetaldehid) tk = 0 o Nastali ALDEID se mora kontinualno izvoditi iz reakcione smeše. (voda prouzrokuje dalju oksidaciju, do karboksilne kiseline) 1

14 idroliza geminalnih dihalogenih derivata l l ' () ' () ' (), ' može biti alkil ili arilgrupa geminalni diol keton ili aldehid l l l l hν hν toluen benzilhlorid benzalhlorid benzaldehid l Br, a, Br l Br pbromtoluen pbrombenzaldehid zonoliza alkena alken, Zn ozon ozonid aldehidi i ketoni 1buten 1) ), Zn propanal metanal (formaldehid) 1metilcikloheksen 1) ), Zn ( ) 4 6oksoheptanal Videti alkene! 14

15 idratacija alkina gs 4 / S 4 alkin Markovnikovljeva adicija vinilalkohol ENLoblik (nestabilan) KEToblik (stabilan) propin gs 4 / S 4 propanon (aceton, dimetilketon) Videti alkine! gs 4 / S 4 pentin pentanon pentanon edukcija hlorida kiselina l ili Ar l LiAl(But) ili Ar litijumtri(tercbutoksi) aluminijumhidrid hlorid kiseline aldehid LiAl(But) N l N pnitrobenzoilhlorid pnitrobenzaldehid 15

16 Friedelraftsovo acilovanje eakcija elektrofilne aromatične supstitucije (EAS) supstitucija atoma iz aromatičnog prstena alkanoil (acil) grupom (alkanoilovanje) All l (EAS) l benzen alkanoil hlorid 1fenilalkanon benzen All l etanoil hlorid 1feniletanon (acetilhlorid) (acetofenon) l Friedelraftsovo acilovanje benzen anhidrid karboksilne kiseline All (EAS) 1fenilalkanon l All l benzofenon ( ) All acetofenon 16

17 Friedelraftsovo acilovanje Faza 1: nastajanje acilijumjona iz alkanoilhalogenida : : All : l : All l : Lewisova kompleks kiselina Faza : elektrofilni napad sporo elektrofil nukleofil intermedijarni cikloheksadienil katjon (σ kompleks) : : l All izomerni kompleks (disocijacija) : : l All acilijumjon Friedelraftsovo acilovanje Faza : deprotonovanje : l All Nastali fenilketon kompleksira sa All. bradom reakcione smeše vodom oslobaña se keton: brzo 1fenilalkanon (fenilketon) All : : : All, l All Da bi se reakcija odigrala do kraja neophodno je uzeti najmanje 1 ekvivalent katalizatora! : : 1fenilalkanon (fenilketon) Al() l 17

18 Friedelraftsovo acilovanje eakcija nije praćena poliacilovanjem (polialkanoilovanjem): alkanoil (acil) grupa je elektron privlačna ( I, ) pa dezaktivira aromatičan prsten i štiti ga od dalje supstitucije, nastali fenilketon kompleksira sa katalizatorom. eakcija nije moguća na aromatičnom prstenu koji je više dezaktiviran nego u slučaju arilhalogenida. Friedelraftsovo acilovanje N All N (nitrofenil)fenilmetanon l nitrobenzoilhlorid 18

19 Friedelraftsovo acilovanje N N l Pl 5 KMn 4 Friedelraftsovo acilovanje N All l nema reakcije Nitrobenzen se koristi kao rastvarač u reakcijama F acilovanja! 19

20 Friedel rafts ovo alkilovanje benzen propilhlorid l All (EAS) ( ) (G.P.) izopropilbenzen propilbenzen graničenja Friedel rafts ovog alkilovanja: premeštanje karbokatjona, mogućnost polialkilovanja (alkilgrupa je elektron donorska pa aktivira aromatičan prsten za dalju supstituciju). Zbog pomenutih ograničenja reakcija Friedel rafts ovog alkilovanja nije pogodna za uvoñenje ravnog ugljovodoničnog niza u aromatični prsten. U tu svrhu se koristi Friedel rafts ovo alkanoilovanje (acilovanje) nakon čega sledi redukcija. Friedelraftsovo acilovanje benzen l All butanoilhlorid (hlorid butanske kiseline) l 1fenil1butanon Zn(g), (kisela sredina) (lemmensenova redukcija) N N, (bazna sredina) (WolffKishnerova redukcija) butilbenzen 0

21 Friedelraftsovo acilovanje Zn(g), N 1(nitrofenil)1propanon N N, N propilbenzenamin Uslove redukcije biramo u zavisnosti od prirode supstituenata u prstenu fenilketona N 1nitropropilbenzen Formilovanje po Gattermann Koch u eakcija elektrofilne aromatične supstitucije (EAS) uvodi se formil grupa ( ) u prsten! G G ne sme biti dezaktivirajuca grupa!!! l l All (EAS) G aldehid All All4 formilijumjon elektrofil ponaša se kao hlorid mravlje kiseline l uslovi sinteze, l lab: All ; ul, l ind: All ; p, t 1

22 Formilovanje po Gattermann Koch u toluen, l All ; ul 4metilbenzaldehid, l All ; ul benzen benzaldehid N, l All ; ul NEMA EAKIJE!!! eakcije aldehida i ketona Jako polarna karbonilna grupa odreñuje hemijske reakcije aldehida i ketona! Postoje oblasti u kojima najvećim delom dolazi do reakcija: ❶ karbonilni kiseonik, ❷ karbonilni ugljenik, ❸ susedni ugljenik karbonilnom ugljeniku tzv. α atom. 1 : : α napad ELEKTFILA napad NUKLEFILA kiseo α atom (posledica I efekta = grupe) kiseo α atom.. δ δδ δ I efekat karbonilne grupe

23 eakcije aldehida i ketona eakcije nukleofilne adicije edukcija ksidacija Kiselost NUKLEFILNA ADIIJA Pokretljivi π elektroni karbonilne grupe su jako pomereni prema : ❶ karbonilni je obogaćen elektronima (za nukleofilni i slabo bazni se vezuju ELEKTFILI), ❷ karbonilni ima manjak elektrona (za elektrofilni se vezuju NUKLEFILI). Kako je karbonilna grupa planarna (u ravni je) moguć je nesmetan napad odozgo ili odozdo na tu ravan.

24 NUKLEFILNA ADIIJA Adicija polarnih reagenasa: δ δ Uopšteno se mogu formulisati mehanizma nukleofilne adicije: u baznim uslovima, u kiselim uslovima. _ elektrofilni deo δ _ δ X X Y nukleofilni deo Y Bazni uslovi (nukleofilna adicija i protonovanje) δ δ 1 _ : Nu : Nu elektrofil nukleofil jak alkoksidni jon (bazan) (jaka baza) Nu _ (adicioni) proizvod 1 adicija nukleofila protonovanje vim mehanizmom se vrši adicija jakih nukleofila: N (cijanidni jon) (hidroksilni jon) : (acetilidni jon tj. alkinilanjon) rganometalni reagensi MgX (Grignardovi reagensi) NaB 4, LiAl 4 (hidridni reagensi) 4

25 Bazni uslovi (nukleofilna adicija i protonovanje) Napad jakog nukleofila (:Nu ) na karbonilni ugljenik je olakšan sposobnošću kiseonika da prihvati " " šaržu tj. još jedan el. par (pravi razlog reaktivnosti aldehida i ketona za reakciju nukleofilne adicije). 1 Nukleofilni napad: Sa približavanjem nukleofila (:Nu ) elektrofilnom, on se rehibridizuje (iz sp u sp ) i el. par π veze se premešta na gradeći alkoksidni jon. Krajnji adicioni proizvod se dobija protonovanjem nastalog alkoksidnog jona (obično) protičnim rastvaračem (, ). Kiseli uslovi (elektrofilno protonovanje i nukleofilna adicija) δ δ _ 1 protonovana karbonilna grupa podleže lakše nukleofilnom napadu veoma reaktivan elektrofil : Nu Nu slab nukleofil Nu 1 elektrofilno protonovanje adicija nukleofila deprotonovanje Nu (adicioni) proizvod Adicija slabih nukleofila (:Nu ): voda ( ), alkohol ( ). Kiseli uslovi nisu pogodni za jako bazne nukleofile (dolazi do protonovanja). 5

26 Kiseli uslovi (elektrofilno protonovanje i nukleofilna adicija) 1 Elektrofilni napad : Protonovanje karbonilnog smanjuje Ea za nukleofilni napad protonovana karbonilna grupa se ponaša kao veoma reaktivan elektrofil ( može da primi π elektrone, a da pri tome ne poveća svoju " " šaržu). Nukleofilni napad: Slab nukleofil (:Nu) napada elektrofilni protonovane karbonilne grupe i pomera se prvobitno nepovoljna ravnoteža. Krajnji adicioni proizvod se dobija nakon deprotonovanja. eaktivnost aldehida i ketona u reakcijama NUKLEFILNE ADIIJE eaktivnost opada u nizu: > > > Aromatični aldehidi i ketoni vakav redosled reaktivnosti je posledica delovanja vrste efekata: elektronskih, i sternih. 6

27 Elektronski efekti Što je karbonilni atom elektrofilniji, tj. što je veća delimično "" šarža (δ ) na njemu, lakše će ga napasti nukleofil!!! formaldehid > > acetaldehid aceton grupa donor elektrona (I efekat) Supstituenti koji su donori elektrona smanjuju δ na karbonilnom atomu: viša je Ea prelazno stanje je destabilizovano reakcija adicije se odvija teže i sporije. Elektronski efekti Supstituenti koji su akceptori elektrona povećavaju δ na karbonilnom atomu: niža je Ea prelazno stanje je stabilizovano reakcija adicije se odvija lakše i brže. (trihlormetilgrupa) l grupa akceptor elektrona (I efekat) l hloral > acetaldehid 7

28 Elektronski efekti Aromatični aldehidi i ketoni su manje reaktivni od svojih alifatičnih analoga jer su stabilizovani rezonancijom!!! : : rezonanciona stabilizacija benzaldehida > acetaldehid benzaldehid Benzaldehid: smanjenje δ na karbonilnom atomu (preovlañuje "" nad " I" efektom) fenilgrupe. 6 5 grupa donor elektrona Sterni efekti _ : Nu Prilaz nukleofila je moguc sa bilo koje strane molekula!! trigonalna sp hibridizacija i Nastajanje nove veze menja konfiguraciju na atomu s trigonalne u tetraedarsku (atomi se oko jače zbijaju). NUKLEFILNA ADIIJA ' približno 10 o _ : Nu trigonalna sp hibridizacija ' Nu δ _ δ prelazno stanje _ ' Nu približno 109 o _ : tetraedarska sp hibridizacija 8

29 Sterni efekti Pri adiciji nukleofila na keton (u poreñenju sa aldehidom): u prelaznom stanju je povećano sterno nagomilavanje oko karbonilnog atoma, veća je Ea, prelazno stanje je destabilizovano, reakcija adicije se odvija teže i sporije. eakcije nukleofilne adicije Adicija vode Adicija alkohola. Stvaranje acetala Adicija bisulfita Adicija organometalnih reagenasa Adicija Grignardovog reagensa Adicija cijanovodonika. Stvaranje cijanohidrina Adicija amonijaka i derivata amonijaka 9

30 Adicija vode Nastaju GEMINALNI DILI (KABNILIDATI). ili aldehid ili keton katalizator: kiselina ( ) ili baza ( ) geminalni diol (karbonilhidrat) etanal (acetaldehid) ili 1,1etandiol Adicija vode Mehanizam baznokatalizovane hidratacije: 1 : : nukleofil elektrofil hidroksialkoksid (jaka baza) geminalni diol (karbonilhidrat) _ regenerisani katalizator 1 _ napad jona (nukleofila) protonovanje slab nukleofil _ : baza (katalizator) _ : jak nukleofil 0

31 Adicija vode idratacija je reverzibilna! Položaj ravnoteže zavisi od stabilnosti polaznog karb. jedinjenja: avnoteža je pomerena: u levo kod ketona u desno kod formaldehida i aldehida sa elektron privlačnim supstituentima. bični aldehidi se nalaze u sredini. IDATI se retko mogu izolovati kao čista jedinjenja (suviše lako gube vodu). Izuzetak: stabilan hidrat hlorala. l (može se izolovati) Adicija vode Mehanizam kiselokatalizovane hidratacije: slab nukleofil 1 protonovana karbonilna grupa elektrofil geminalni diol (karbonilhidrat) 1 elektrofilno protonovanje napad (nukleofila) deprotonovanje (regenerisanje ) 1

32 Adicija alkohola Adicijom alkohola na aldehide i ketone nastaju EMIAETALI (poluacetali) mehanizmom koji je veoma sličan hidrataciji. ' () 1 ekv. aldehid ili keton ili () ' hemiacetal reakcija je katalizovana kiselinom ( ) ili bazom ( ) Adicija alkohola etanal (acetaldehid) ili 1etoksietanol benzenkarbaldehid (benzaldehid) ili etoksifenilmetanol

33 Adicija alkohola eakcija je reverzibilna! Položaj ravnoteže zavisi od stabilnosti polaznog karb. jedinjenja: ravnoteža je uglavnom pomerena u levo. EMIAETALI se retko mogu izolovati kao čista jedinjenja. Stabilni hemiacetali: peto ili šestočlani prstenovi intramolekulska ciklizacija hidroksialdehida ili ketona 5hidroksipentanal ciklican hemiacetal Adicija alkohola U prisustvu viška alkohola, kiselo katalizovana reakcija aldehida i ketona odvija se i dalje od faze hemiacetala nastaju AETALI. ' () ' () ' aldehid ili keton reakcija je katalizovana kiselinom ( ) acetal etanal (acetaldehid) 1,1dietoksietan

34 Mehanizam nastajanja AETALA (na primeru aldehida) Faza 1: nastajanje EMIAETALA 1 : : : ' ' : : ' : ' hemiacetal 1 elektrofilno protonovanje napad ' (nukleofila) deprotonovanje (regenerisanje ) Mehanizam nastajanja AETALA (na primeru aldehida) Faza : nastajanje AETALA : : ' hemiacetal 1 : : ' 4 ' : ' : ' : ' acetal : ' ' karbokatjon stabilizovan rezonancijom slob. el. para na 1 ' ' protonovanje na hidroksilnoj grupi (prevoðenje loše odlazece grupe ( ) u dobru ( )) gubitak adicija drugog molekula ' (nukleofila) na elektrofilni 4 deprotonovanje (regenerisanje ) 4

35 Mehanizam nastajanja AETALA (na primeru aldehida) U prisustvu kiseline obe faze ovog procesa su reverzibilne. avnoteža se može pomeriti: U desno ka acetalu upotrebom viška alkohola ili odvoñenjem vode U levo ka karb. jedinjenju u prisustvu viška vode (hidroliza acetala). Acetali se mogu izolovati kao čista jedinjenja, neutralizacijom kiselog katalizatora. Acetali kao zaštitne grupe Često korišćen intermedijer u sintezi je acetal etilenglikola: 1,,etandiol (etilenglikol) propanon1,etandiolacetal stabilan ciklicni acetal iklični acetali su otporni prema mnogim nukleofilima (bazama, organometalnim i hidridnim reagensima). idrolizuju lako tretiranjem razblaženom mineralnom kiselinom. 5

36 Adicija bisulfita Adicija na aldehide i metilketone (ostali ketoni ne reaguju sterne smetnje) nastaje bisulfitno adiciono jedinjenje: bisulfitno adiciono jedinjenje (kristalni talog) S karbonilno jedinjenje Na S S Na Aldehidi i ketoni se često uklanjaju iz reakcione smeše tretiranjem iste sa konc. vodenim rastvorom natrijumbisulfita (adicioni proizvod je donekle rastvoran u vodi). Adicija bisulfita karbonilno jedinjenje Na S S Na S karbonilno natrijumbisulfit jedinjenje : : Na : : S : S S : Na : : Na jak nukleofil : natrijumbisulfit stvaruje se veza S S nukleofilniji od (bolje može da prihvati "" šaržu) bisulfitno adiciono jedinjenje (kristalni talog) 6

37 Adicija Grignard ovog reagensa rganomagnezijumovi i litijumovireagensi izvor nukleofilnog ugljenika! Adicijom nastaju ALKLI nukleofilna alkilgrupa iz organometalnog reagensa formira vezu sa polaznom karbonilnom grupom Ako su u strukturi aldehida i ketona prisutne druge = grupe ili grupe, moraju se zaštititi! δ δ aps. etar, MgX : MgX karbonilno jedinjenje jak nukleofil izvor nukleofilnog magnezijumalkoksid alkohol 1 o, o ili o X Mg = 1 o, o, o alkilgrupa arilgrupa benzil grupa itd. aps. etar δ δ MgX Grignardov reagens Adicija Grignard ovog reagensa ' MgX aps. etar,,, 1 o o o ' ' ' alkohol 7

38 Adicija Grignard ovog reagensa Br Mg, aps. etar MgBr aps. etar propilmagnezijum bromid : etilpentanol, : : MgBr Adicija Grignard ovog reagensa ZADATAK Polazeći od navedenih jedinjenja i ostalih reaktiva prikažite sinteze sledećih jedinjenja (izmeñu ostalih reakcija koristite adiciju Grignard ovih reagenasa na karbonilna jedinjenja): a) fenilbutanola iz benzena i etanola b),5dimetilheksanola iz izobutilena 8

39 fenilbutanol iz benzena i etanola fenilbutanol, 6 6 MgBr MgBr fenilbutanol iz benzena i etanola P l Br FeBr PBr Br Br MgBr 1) Mg ), aps. etar P l ili K r 7 S 4 Br Mg aps. etar MgBr 1) ), 9

40 ,5dimetilheksanol iz izobutilena,5dimetilheksanol ( ) MgBr,5dimetilheksanol iz izobutilena Br, Br P l Br Mg aps. etar MgBr 1) ),,5dimetilheksanol 40

41 ZADATAK Predložite odgovarajući postupak za transformaciju jedinjenja A u B: bromheksanon (A) Br hidroksiheptanon (B), Br, Mg, aps. etar MgBr _ MgBr Adicija cijanovodonika (cijanhidrinska reakcija) ijanovodonik (N) se reverzibilno adira na karbonilnu grupu aldehida i ketona gradeći IDKSIALKANNITILE tzv. IJANIDINE: N N : : : N karbonilno N N jak nukleofil jedinjenje cijanidni jon alkoksid hidroksialkanonitril (cijanohidrin) KN / S 4 N propanon (aceton) hidroksimetilpropanonitril (acetoncijanohidrin) feniletanal (fenilacetaldehid) KN / S 4 N fenilhidroksipropanonitril (fenilacetaldehidcijanohidrin) 41

42 Adicija cijanovodonika (cijanhidrinska reakcija) ijanohidrini su veoma korisni intermedijari u sintezi: hidroksikarboksilnih kiselina (αhidroksikiseline) nezasićenih karboksilnih kiselina (α,βnezasićene kiseline). etanal (acetaldehid) KN / S 4 N (acetaldehidcijanohidrin) l, hidroksipropanska kiselina (mlecna kiselina; αhidroksipropionska kiselina) konc. S 4 (dehidratacija) propenska kiselina (akrilna kiselina) Adicija cijanovodonika (cijanhidrinska reakcija) hidroksipropanonitril KN konc. S 4 N / S 4 propanon (aceton) hidroksimetilpropanonitril (dehidratacija) (acetoncijanohidrin) metilpropenska kiselina (metakrilna kis.; αmetilakrilna kis.) 4

43 Adicija cijanovodonika (cijanhidrinska reakcija) acetaldehid ahiralan KN, * * / S 4 N ( )acetaldehidcijanohidrin ( )mlecna k. ahiralan _ :N Prilaz cijanidnog jona (nukleofila) je moguc sa bilo koje strane molekula!! N * ()acetaldehidcijanohidrin hiralan * N (S)acetaldehidcijanohidrin hiralan Adicija cijanovodonika (cijanhidrinska reakcija) N * ()acetaldehidcijanohidrin, hiralan * N (S)acetaldehidcijanohidrin, hiralan * * ()mlecna k. (S)mlecna k. hiralan hiralan 4

44 Adicija amonijaka i njegovih derivata Adicija amonijaka i 1 amina Adicija hidroksilamina (N ), hidrazina ( NN ), fenilhidrazina ( NN 6 5 ) i semikarbazida ( NNN ) Adicija amina Adicija amonijaka i 1 amina Amonijak i 1 amini se adiraju na aldehide i ketone na analogan način kao voda i alkoholi. Meñutim, nastali proizvodi gube vodu pa nastaju IMINI. Ukupna reakcija je kondenzacija. N : N karbonilno jedinjenje (aldehid ili keton) nukleofil amonijak imin (nestabilan) (pri stajanju polimerizuju) N' : N ' karbonilno jedinjenje (aldehid ili keton) nukleofil 1 o amin Nsupstituisani imin Schiffova baza (stabilan imin) 44

45 Asimetrična kataliza Sinteza jedinjenja metodom koji favorizuje nastajanje odreñenog enantiomera ili diastereomera. Asimetrična kataliza ili enantioselektivna kataliza/sinteza je veoma važna u modernoj hemiji posebno u farmaceutskoj hemiji. Enantioselektivno formiranje ciklopropana Noyori (1968) je koristio kompleks u hiralna Schiffova baza kao katalizator. N 60 o, 6 h Ph N * u N katalizator * Ph 0,01 ekv. cis:trans=1:, 7 % Adicija amonijaka i 1 amina Mehanizam nastajanja IMINA iz 1 amina 1 N : N ' ' : nukleofil karbonilno 1 o amin jedinjenje (aldehid ili keton) deprotonovanje na N protonovanje na ' N N ' 1 napad N ' (nukleofila) eliminacija (dehidratacija) hemiaminal Nsupstituisani imin Schiffova baza 45

46 Adicija amonijaka i 1 amina Dehidratacija hemiaminala: ' N ' N ' N ' N hemiaminal iminijumjon Nsupstituisani imin Schiffova baza '.. N Adicija amonijaka i 1 amina Imini mogu da se izoluju kao čista jedinjenja u visokom prinosu (kontinualnim uklanjanjem ) Imini nastali kondenzacijom 1 amina sa aldehidima i ketonima su veoma korisni intermedijari u sintezi amina kompleksnije strukture (reakcija reduktivne aminacije): N N keton 1 o amin (redukcija) imin /Ni ili Pt ili NaB 4 N o amin cikloheksilizopropilamin 46

47 Adicija amonijaka i 1 amina eduktivna aminacija ketona daje amine koji sadrže sekalkilgrupe Takve amine je teško dobiti amonolizom zbog reakcije eliminacije kod sekalkilhalogenida K r 7 S 4 N,, Ni N PBr Br N Adicija hidroksilamina, hidrazina, fenilhidrazina i semikarbazida N (hidroksilamin) N oksim karbonilno jedinjenje (aldehid ili keton) N N (hidrazin) N N 6 5 (fenilhidrazin) N N hidrazon N 6 5 N G N N G N N N (semikarbazid) fenilhidrazon N N N Kondenzacijom sa aldehidima i ketonima daju kristalinične proizvode, često oštrih tt koriste se za identifikaciju (dokazivanje) strukture karbonilnih jedinjenja. semikarbazon 47

48 Adicija hidroksilamina, hidrazina, fenilhidrazina i semikarbazida N N acetofenonoksim N N N N acetofenon acetofenonhidrazon N 6 5 N N N 6 5 N N N acetofenonfenilhidrazon N N N acetofenonsemikarbazon Adicija hidroksilamina, hidrazina, fenilhidrazina i semikarbazida eakcije kondenzacije aldehida i ketona sa: 1 aminima (N ) hidroksilaminom (N ) hidrazinom ( NN ) fenilhidrazinom ( NN 6 5 ) semikarbazidom ( NNN ) odigravaju se često u slabo kiseloj sredini! 48

49 Adicija hidroksilamina, hidrazina, fenilhidrazina i semikarbazida protonovana karbonilna grupa elektrofil (olakšan napad nukleofila) N G N G N G sredina ne sme biti previše kisela: N G N G nukleofil (slobodna baza) nije nukleofil (so) N G Adicija amina Kondenzacijom aldehida i ketona sa aminima dobijaju se ENAMINI. (aldehid ili keton) : N' nukleofil o amin enamin : N' (enska funkcija alkena i aminogrupa amina) N( ) pentanon dimetilamin N( ) enamin A: N,Ndimetilpentenamin triv.: 1etilpropenildimetilamin N( ) N( ) N( ) A: N,Ndimetilpentenamin triv.: dimetil(1metilpentenil)amin A: N,Ndimetil1propen1amin triv.: dimetilpropenilamin A: N,Ndimetil1propenamin triv.: N,N,1trimetilvinilamin 49

50 Adicija amina Mehanizam α karbonilno jedinjenje (aldehid ili keton) : N' nukleofil o amin 1 α : N ' ' deprotonovanje na N protonovanje na α : N' α enamin : N' hemiaminalni intermedijer Natom nema atom koji bi otpustio! Dehidratacija se odvija alternativno: deprotonovanjem sa αatoma! 1 napad N' (nukleofila) eliminacija (dehidratacija) edukcija edukcija do alkohola edukcija do ugljovodonika edukcija ketona magnezijumamalgamom pinakolonsko premeštanje 50

51 edukcija do alkohola, ' = alkilarilgrupa ' [] [] ' 1 o alkohol o alkohol [] = (a) 1) LiAl 4 /aps. etar ), (b) NaB 4 / (redukcija hidridnim reagensima) (c) /Pt, Pd ili Ni (kataliticko hidrogenovanje) edukcija do alkohola edukcija hidridnim reagensima je nukleofilna adicija vodonika (nukleofil je hidridni jon : )! Li Al nukleofilni reagens litijum aluminijumhidrid karbonilno jedinjenje Al Li 4 litijumtetraalkoksialuminat Al Li litijum alkoksialuminijumhidrid ponavlja se još puta: reaguje sa još mol, 4 Al() Li LiAl 4 je izvor nukleofilnog atoma tj. hidridnog jona (: ) alkohol 51

52 edukcija do alkohola idridni reagensi LiAl 4 i NaB 4 su selektivni redukuju karbonilnu grupu ali ne i nezasićene veze! Transformišu nezasićene aldehide i ketone u nezasićene alkohole!!! 1) LiAl 4 /aps. etar ), NaB 4 / buten1ol /Pt butenal (krotonaldehid) 1butanol edukcija do alkohola 1) LiAl 4 /aps. etar ), fenilpropenal (cimetaldehid) NaB 4 / /Pt fenilpropen1ol fenil1propanol 5

53 edukcija do alkohola [] [] = (a) 1) LiAl 4 /aps. etar ), (b) NaB 4 / ciklopentanon ciklopentanol (c) /Pt, Pd ili Ni 5 1) LiAl 4 /aps. etar ), NaB 4 / 5 edukcija do ugljovodonika ', ' = alkilarilgrupa Zn(g), (kisela sredina) (lemmensenova redukcija) N N, (bazna sredina) (WolffKishnerova redukcija) ' ugljovodonik 5

54 edukcija do ugljovodonika butenal (krotonaldehid) Zn(g), ; ili NN, ; ( ) buten fenilpropenal (cimetaldehid) Zn(g), ; ili NN, ; ( ) 1fenil1propen edukcija do ugljovodonika 1,ciklopentandion Zn(g), ; ili NN, ; ( ) ciklopentan N 1(nitrofenil)etanon Zn(g), ; NN, ; ( ) N etilfenilamin N 1etilnitrobenzen 54

55 edukcija ketona magnezijumamalgamom 1) Mg(g), 6 6, ) aceton pinakol,dimetil,butandiol 1) Mg(g), 6 6, ) keton = alkil ili arilgrupa 1,diol tzv. pinakol Pinakolonsko premeštanje U kiseloj sredini pinakol podleže dehidrataciji koja je praćena 1,premeštanjem alkil, arilgrupe ili hidrida. Kao proizvod nastaje keton ili aldehid u zavisnosti od strukture polaznog 1,diola tzv. pinakola. pinakol,dimetil,butandiol ( ) pinakolon,dimetilbutanon 1,pomak alkilgrupe : : : ( ) ( ) : : (katjon stabilizovan rezonancijom) : o : : 55

56 ksidacija aldehida aldehidi se lako oksidišu za razliku od ketona Kao oksidaciona sredstva koriste se KMn 4 ili K r 7 u kiseloj sredini Tolensov (Tollens) reagens Felingov (Fehling) reagens ksidacija sa Ag ksidacija aldehida Sa KMn 4 ili K r 7 u kiseloj sredini KMn 4 / S 4 ili K r 7 / S 4 = alkil ili arilgrupa aldehid karb. kiselina acetaldehid KMn 4 / S 4 ili K r 7 / S 4 sircetna kiselina benzaldehid KMn 4 / S 4 ili K r 7 / S 4 benzoeva kiselina 56

57 Tollens ov test Tollensov rastvor Ag N, = alkil ili arilgrupa aldehid Ag 0 srebrno ogledalo amonijačni rastvor srebrohidroksida N 4 AgN Ag N [Ag(N ) ] Dokazna reakcija za aldehide! Fehling ov test Fehlingov rastvor = alkil ili arilgrupa aldehid u tartarati soli vinske kiseline Na K,Natartarat u ciglacrveni talog Felingov reagens A plavi vodeni rastvor us 4 Felingov reagens B bezbojni rastvor K,Natartarata i Na K,Natartaratni joni grade kompleks sa u i sprečavaju stvaranje u() Dokazna reakcija za aldehide! Takoñe reaguju i αhidroksiketoni! Aromatični aldehidi ne reaguju pa treba koristiti Tolensov test. 57

58 ksidacija sa vlažnim Ag Ag jon je blago i selektivno oksidaciono sredstvo! Ag / = alkil ili arilgrupa aldehid karb. kiselina butenal (krotonaldehid) Ag / butenska kiselina Ag / cikloheksenkarbaldehid cikloheksenkarboksilna kiselina ksidacija ketona Ketoni se oksidišu mnogo teže nego aldehidi mora doći do raskidanja veze izmeñu atoma! Pod blagim uslovima se mogu oksidisati jedino metilketoni. ksidacije ketona: ksidacija metilketona ALFMSKA EAKIJA Energična oksidacija ketona 58

59 ksidacija metilketona Bazno katalizovano α halogenovanje metilketona vrši se do potpunog halogenovanja metilgrupe. eakcija služi za identifikaciju metilketona! X, Na/ (bazna sredina) X = alkil ili arilgrupa metilketon Na/ Na X haloform (talog) ksidacija metilketona Mehanizam haloformske reakcije: : : : : : X : X : X baza : katalizator trihalogenmetidni jon X so karboksilne kiseline haloform 59

60 ksidacija metilketona Jodoformska reakcija I, Na Na = alkil ili arilgrupa metilketon Umesto I mogu se koristiti l i Br. I jodoform (žuti talog) 1) I 1) I, Na, Na I ), ), Prvo se oksidiše I do acetaldehida!!! jedini aldehid koji daje pozitivan jodoform test! ksidacija metilketona I, Na Na I butanon I 1) I, Na ) 4metilpentenon I l, K S 4 l 60 o K 4metilpentenon metilbutenska k. 60

61 Energična oksidacija ketona ' N, ' ' a b a b ' ' N, ' ' ' a b a b Energična oksidacija ketona pentanon N, N, ( ) ( ),4dimetilpentanon ( ) N, ( ) 4 cikloheksanon 61

62 Kiselost aldehida i ketona Karbonilna grupa je polarizovana. Elektrofilni karbonilni atom povlači elektrone duž σ veze ( I efekat) veza α je oslabljena α atomi su kiseli usled prisustva karbonilne grupe. Jake baze mogu ukloniti α atom. β kiseo α atom δ δδ α.. δ I efekat karbonilne grupe Kiselost aldehida i ketona Anjoni koji nastaju deprotonovanjem zovu se ENLATNI JNI ili ENLATI:.. pka oko 1618 (aldehidi) 191 (ketoni) B:.. : : enolatni jon jaka baza jak nukleofil rezonancioni hibrid B 6

63 Kiselost aldehida i ketona Nastali enolatni jon, konjugovana baza aldehida i ketona, je stabilizovan rezonancijom:.. : : enolatni jon rezonancioni hibrid δ.. δ.. ili.. Elektrofil može napasti δ ili δ (ambidentni jon). KET ENLNA tautomerija aldehida i ketona (') ketooblik ketotautomer Keto i enol izomer su dva različita hemijska jedinjenja (strukturni izomeri), tautomeri koji gubitkom protona daju isti anjon koji je rezonancioni hibrid granične strukture. Tautomeri se nalaze u termodinamičkoj ravnoteži koja je pomerena ka jednom ili drugom tautomeru. Keto enolna tautomerija tj. pretvaranje jednog oblika u drugi je kiselo ili bazno katalizovana reakcija. enolnioblik enoltautomer (') 6

64 KET ENLNA tautomerija aldehida i ketona Baznokatalizovana ketoenolna tautomerija.. B:.. : : B ketooblik ketotautomer T.D. stabilniji enolatni jon : B: enolnioblik enoltautomer kiseliji lakše otpušta proton Veća stabilnost keto oblika je rezultat energije veza. Keto oblik ima,, i = vezu, dok enolni oblik ima =, i vezu. Suma prve tri je oko 59 kcal/mol (1500 kj/mol), a druge tri je 47 kcal/mol (145 kj/mol). Prema tome, keto oblik je stabilniji za 1 kcal/mol (48 kj/mol). KET ENLNA tautomerija aldehida i ketona Kiselokatalizovana ketoenolna tautomerija. ketotautomer B kiselina protonovani karbonilni sistem : B konj. baza kiseline B enoltautomer 64

65 KET ENLNA tautomerija aldehida i ketona Položaj ravnoteže zavisi od strukture molekula! Kod prostih aldehida i ketona ravnoteža je pomerena ka keto tautomeru: 100% Postoje karbonilna jedinjenja kod kojih je ravnoteža pomerena ka enol tautomeru!!! 16% 84% cista supstanca (tecnost) 1 konjugovani sistem dvostrukih veza mogucnost uspostavljanja intramolekulske vodonicne veze (šestoclana prstenasta struktura)... KET ENLNA tautomerija aldehida i ketona U vodenom rastvoru enol tautomer je nestabilan jer je znatno smanjena mogućnost obrazovanja intramolekulske vodonične veze jače je intermolekulsko vodonično vezivanje sa molekulima vode! u vodi 85% 15% Intermolekulsko vezivanje sa molekulima vode!

66 EAKIJE IZAZVANE KISELŠĆU α ATMA Aldolna kondenzacija Ukrštena aldolna kondenzacija annizzaro va reakcija Ukrštena annizzaro va reakcija alogenovanje aldehida i ketona Aldolna kondenzacija U razblaženom vodenom rastvoru baze (ili kiseline) mogu se meñusobno vezati molekula aldehida (dimerizacija) koji u svojoj strukturi imaju bar 1 α atom! Kao proizvod aldolne reakcije nastaje β hidroksialdehid tzv. ALDL koji zagrevanjem podleže dehidrataciji dajući α,βnezasićeni aldehid. 1 α (ili ) β α aldehid (niska t) 1 Intramolekulska dehidratacija je favorizovana jer nastaje α,βnezasiceno karbonilno jedinjenje (konjugovani sistem dvostrukih veza) aldolna reakcija dehidratacija 1 = aldolna kondenzacija aldol βhidroksialdehid ( ) β α α,βnezasiceni aldehid 66

67 Aldolna kondenzacija Na/ α β β α etanal butenal (acetaldehid) hidroksibutanal (krotonaldehid) aldol Aldolna kondenzacija Analogno se mogu meñusobno vezati molekula (veoma reaktivnog) ketona koji u svojoj strukturi imaju bar 1 α atom! Kao proizvod aldolne reakcije nastaje βhidroksiketon (aldol) koji zagrevanjem podleže dehidrataciji dajući α,βnezasićeni keton. 1 Na/ β α β α propanon (aceton) 4hidroksi4metilpentanon 4metilpentenon aldol (α,βnezasiceni keton) (βhidroksiketon) 1 aldolna reakcija dehidratacija 1 = aldolna kondenzacija Aldolna reakcija kod ketona je reverzibilan proces ravnoteža je pomerena ka ketonu! avnotežu u desno pomera: uklanjanje aldola iz reakcione smeše, dehidratacija i uklanjanje vode iz reakcione smeše. 67

68 Mehanizam nastajanja ALDLA (bazna kataliza) Faza 1: nastajanje ENLATA (enolatnog jona) : : :.. α : : α α katalizator enolatni jon (hidroksilni jon) Faza : nukleofilni napad (adicija) : : elektrofil nukleofil enolatni jon : : : : : : alkoksidni jon nukleofilni centar je αatom enolatnog jona enolatni jon napada kao karbanjon Mehanizam nastajanja ALDLA (bazna kataliza) Faza : protonovanje : : : : alkoksidni jon : : : β α aldol hidroksibutanal : regenerisani katalizator Faze i ove reakcije pomeraju, u početku nepovoljnu ravnotežu (Faza 1), prema proizvodu, aldolu. 68

69 Aldolna kondenzacija Na povišenoj temperaturi, aldol lako podleže dehidrataciji i nastaje proizvod aldolne kondenzacije. Eliminacija vode je naročito olakšana zato što kao proizvod nastaje stabilan konjugovani sistem. : β α hidroksibutanal aldol :, β butenal α (krotonaldehid) α,βnezasiceni aldehid Aldolna kondenzacija Proizvodi aldolne reakcije mogu se izolovati samo ako su reaktanti jednostavni aldehidi ili ketoni! može se izolovati na niskoj T. propanal Na/ β α hidroksimetilpentanal :, ( ) β α metilpentenal 69

70 Aldolna kondenzacija Ako je α,βnezasićeni proizvod naročito stabilan (npr. benzenski prsten deo konjugovanog sistema) može se izolovati isključivo nezasićeno jedinjenje. Pažnja: α Na/ β α metilpropanal hidroksi,,4trimetilpentanal :, ( ) dehidratacija nije moguca α,βnezasićeni aldehid ne može nastati jer na α atomu nema više atoma, pa ne može doći do dehidratacije! Aldolna kondenzacija Aldoli (ukoliko se mogu izolovati) i α,βnezasićena karbonilna jedinjenja često se koriste kao intermedijari u organskoj sintezi: a ld o l / α, β n e z a s ic e n i a ld e h id A g 1 ) L ia l 4 /a p s. e ta r ), ili N a B 4 / ili /P t A g /P t 1 ) L ia l 4 /a p s. e ta r ), ili N a B 4 / h id r o k s ik a rb o k s iln a k is. 1, d io l 70

71 Ukrštena aldolna kondenzacija Neselektivna ukrštena aldolna reakcija! etanal propanal Na/ :Nu je Kada reaguju različita karbonilna jedinjenja nastaje složena smesa aldolnih proizvoda: : Nu je : Nu je :Nu je Ukrštena aldolna kondenzacija Selektivna ukrštena aldolna kondenzacija! nema αatome Meñutim, moguće je dobiti 1 aldolni proizvod ukoliko samo 1 karbonilno jedinjenje ima α atome! α ima αatome enolizuje dajuci :Nu.... : enolatni jon Na/ 4hidroksibutanon butenon 71

72 Ukrštena aldolna kondenzacija Selektivna ukrštena aldolna kondenzacija! benzaldehid : : α acetaldehid Na/ nije izolovan fenilpropenal (cimetaldehid) annizzaro va reakcija Aldehidi koji nemaju α atom u prisustvu koncentrovanih rastvora (vodenih ili alkoholnih) baze podležu oksido redukcionoj reakciji. Nastaje smesa alkohola i soli karboksilne kiseline. konc. Na metanal (formaldehid) Na metanol natrijummetanoat (natrijumformijat) Na konc. Na benzenkarbaldehid (benzaldehid) fenilmetanol (benzilalkohol) natrijumbenzoat 7

73 Mehanizam annizzaro ve reakcije : : : : nukleofil (pocetni) intermedijar oksidise se : : : redukuje se nukleofil hidridni jon : "" šarža na pomaze otcepljenje hidridnog jona alkoksidni jon jaka baza :.... : karboksilna kiselina Ukrštena annizzaro va reakcija eaguju dva različita aldehida bez α atoma jedna komponenta se uvek uzima u višku. Formaldehid se lako oksidiše (veoma reaktivan, lakše će ga napasti nukleofil) uzima se kao komponenta u višku. formaldehid 4metoksibenzenkarbaldehid (pmetoksibenzaldehid) (anisaldehid) konc. Na (4metoksifenil)metanol (pmetoksibenzilalkohol) Na natrijumformijat 7

74 alogenovanje aldehida i ketona alogeni reaguju sa ugljenikom u susedstvu karbonilne grupe (α atom) aldehida i ketona. alogenovanje može da se vrši u kiseloj ili baznoj sredini obim halogenovanja zavisi od toga da li je sredina kisela i li bazna. α X = l, Br, I X kiselina ili baza α X ( ili ) αhalogen karbonilno jedinjenje X alogenovanje aldehida i ketona U baznoj sredini reakcija se vrši do potpunog halogenovanja α atoma do zamene svih α atoma halogenom. U kiseloj sredini α halogenovanje staje posle uvoñenja prvog atoma halogena nastaju monohalogenkarbonilna jedinjenja. l, Na/ (bazna sredina) l, (kisela sredina) l l l Br, Na/ (bazna sredina) Br, (kisela sredina) Br Br Br Br 74

75 α,βnezasićeni aldehidi i ketoni α,βnezasićeni aldehidi i ketoni tzv. konjugovani ENALI odnosno ENNI α,βnezasićeni aldehidi i ketoni su stabilniji od svojih nekonjugovanih izomera : : : rezonanciona stabilizacija akroleina : : Laboratorijska sinteza: glicerol KS 4 akrolein α,βnezasićeni aldehidi i ketoni Adicione reakcije α,βnezasićenih karbonilnih jedinjenja se klasifikuju kao: 1,adicije (učestvuje samo jedna π veza konjugovanog sistema), 1,4adicije (učestvuju obe π veze konjugovanog sistema). 75

76 α,βnezasićeni aldehidi i ketoni 1,Adicija polarnog reagensa A B δ A elektrofilni deo δ _ B nukleofilni deo B A 1,adicija na dvostruku vezu A B 1,adicija na karbonilnu grupu α,βnezasićeni aldehidi i ketoni 1,4Adicija polarnog reagensa A B β A = α 1,4adicija β B α enoloblik elektrofilni deo δ 1,4adicija β A B izomerizacija δ _ nukleofilni deo B ketooblik B α A Čini se da je došlo do 1,adicije Nu na dvostruku vezu!!! 76

77 α,βnezasićeni aldehidi i ketoni Nukleofili koji mogu da stupe u 1,4adiciju: halogenovodonici, Grignardov reagens, voda (kisela ili bazna kataliza), alkoholi (kisela ili bazna kataliza), cijanovodonik (kisela kataliza). X (X = l, Br, I) β α X βhalogen karbonilno jedinjenje β α βhidroksi karb. jed. β α 1,4adicija β α βalkoksi karb. jed. N β α βcijano karb. jed. N α,βnezasićeni aldehidi i ketoni propenal (akrolein) Br Br brompropanal (βbrompropionaldehid) butenon a() 4hidroksibutanon 4metilpentenon S 4 ( ) 4metoksi4metilpentanon KN 1fenilpropenon S 4 N 4fenil4oksobutanonitril 77

78 Mehanizam 1,4adicije Br β α : : 1 Br : : β α β α β α rezonancijom stabilizovan katjon elektrofil 1 protonovanje 1 Elektrofilni deo reagensa, proton, se adira na kraj konjugovanog sistema na karbonilni (ne na βatom) jer tako nastaje najstabilniji intermedijarni katjon stabilizovan rezonancijom, kod koga je "" šarža na atomima. Mehanizam 1,4adicije Br : Br : nukleofil bromidni jon β α elektrofil Br β α enoloblik nukleofilni napad na βatom Br β α. tautomerizacija ketooblik βhalogen karbonilno jedinjenje Nukleofilni deo reagensa, negativni jon, napada βatom (ne karbonilni ) jer tako nastaje stabilniji proizvod. 78

79 Adicija Grignardovog reagensa 1,adicija 1. MgI. / Mg()I metilpentenol (glavni proizvod) 1,4adicija 4metilpentanon (sporedni proizvod) Adicija Grignardovog reagensa Adicija Grignardovog reagensa kod α,βnezasićenih aldehida odigrava se generalno na karbonilnoj grupi (1,adicija) pri čemu nastaje nezasićeni alkohol. Adicija Grignardovog reagensa kod α,βnezasićenih ketona odigrava se i kao 1,4adicija, pri čemu nastaje i βalkilovani keton kao sporedni proizvod. Kod voluminoznijih i sterno zaštićenih α,βnezasićenih ketona dominantna je 1,4adicija pa je β alkilovani keton glavni proizvod. 79