Αντιδράσεις Οργανικής Χημείας

Transcript

1 Αντιδράσεις Οργανικής Χημείας Α. Αντιδράσεις προσθήκης. α. Προσθήκη στο διπλό δεσμό C = C Γίνεται σύμφωνα με τον κανόνα του Markownikow όπως παρακάτω: Γενικά: -CΗ = + Α δ+ - Β δ- B A i. Προσθήκη Η C v H v + H Ni, Pt, Pd C v H v+ (αλκάνιο) π.χ = + H αλκάνιο ii. Προσθήκη αλογόνου Χ (Cl, Br, I ) C v H v + C v H v (διαλογονίδιο) πχ. = + (Η προσθήκη βρωμίου χρησιμοποιείται για την ανίχνευση των ακόρεστων ενώσεων) iii. Προσθήκη υδραλογόνου ΗΧ (HCl, HBr, HI) C v H v + H C v H v+ (αλκυλαλογονίδιο) πχ = + H (Γίνεται σύμφωνα με τον κανόνα Markownikow. ) iv. Προσθήκη νερού C v H v + H H S C v H v+ H (αλκοόλη) πχ = + H H H S H (Γίνεται σύμφωνα με τον κανόνα Markownikow) β. Προσθήκη στον τριπλό δεσμό C C Γίνεται σύμφωνα με τον κανόνα του Markownikow και σε δύο στάδια. Πρώτα μετατρέπεται ο τριπλός δεσμός σε διπλό και στη συνέχεια ο διπλός σε απλό όπως παρακάτω:

2 Οργανική Χημεία Γ Λυκείου Γενικά: -C + Α δ+ - Β δ- B A B A δ δ A Β C C H B A i. Προσθήκη Η Ni, Pd, Pt C v H v- + H C v H v H, Ni, Pd, Pt C v H ν+ (αλκίνιο) (αλκένιο) (αλκάνιο) π.χ. C + H Ni = H, Ni ii. Προσθήκη αλογόνου Χ (Cl, Br, I ) C v H v- + C v H v- C v H v- (αλκίνιο) (διαλογονίδιο) (τετραλογονίδιο) π.χ. C + C C H iii. Προσθήκη υδραλογόνου ΗΧ, (ΗCl, ΗBr, ΗI) C v H v- + H C v H v- H C v H v (αλκυλαλογονίδιο) (διαλογονίδιο) με τα αλογόνα στον ίδιο Άνθρακα H π.χ. C + H C H C C H H H iv. Προσθήκη νερού C v H v- + H Hg, H S, HgS C v H v (κετόνη) π.χ. C + H Hg, H S, HgS C C H (Ασταθής -ενόλη) * Σημαντική εξαίρεση ως προς το προϊόν αποτελεί το αιθίνιο (ακετυλένιο) που δίνει ακεταλδεΰδη σύμφωνα με την αντίδραση: + H Hg, H S, HgS = ( ακεταλδεύδη)

3 γ. Προσθήκη στο διπλό δεσμό του καρβονυλίου > C = (των αλδεϋδών και κετονών) Γενικά: C A δ Β δ B C A i. Προσθήκη Η Αλδεύδη + Η ο ταγής αλκοόλη = 0 + H Ni H π.χ = + H Ni H Κετόνη + Η ο ταγής αλκοόλη + H Ni H C π.χ. C + H Ni H ii. Προσθήκη HCN Σε Αλδεΰδη: = 0 + H δ+ CN δ- CN H α υδροξυνιτρίλιο ή κυανυδρίνη Σε κετόνη: C H δ δ - CN C CN ΟΗ α υδροξυνιτρίλιο ή κυανυδρίνη Η υδρόλυση των υδροξυνιτριλίων σε όξινο περιβάλλον δίνει τελικά υδροξυοξέα. H CN, H C C NH ΟΗ ΟΗ CN H, H NH H H Παραδείγματα = + HCN H, H CN H H NH 5

4 Οργανική Χημεία Γ Λυκείου C +HCN C CN ΟΗ H, H C NH ΟΗ iii. Προσθήκη αντιδραστηρίου Mg (Grignard) (και υδρόλυση) αλκοόλη δ- δ Γενικά: M H C Mg C g Mg(H) Προσθήκη Mg σε φορμαλδεύδη (και υδρόλυση) ο ταγής αλκοόλη Mg + H = Ο Mg H H + Mg(H) π.χ Mg+H = Ο Mg H H + Mg(H) C H Προσθήκη Mg σε άλλη αλδεύδη (και υδρόλυση) ο ταγής αλκοόλη Mg + = π.χ Mg + = Mg H Mg - H H Mg(H) - H Mg(H) Προσθήκη Mg σε κετόνη (και υδρόλυση) ο ταγής αλκοόλη δ- δ H C Mg C Mg Mg(H) C H π.χ C + Mg - C ΟMg H Mg(H) - C ΟH Τα αντιδραστήρια Grignard παρασκευάζονται κατά την επίδραση Mg σε διάλυμα σε απόλυτο αιθέρα: απόλυτος + Μg αιθέρας Mg και με υδρόλυση προκύπτουν αλκάνια: Mg + H H + Mg(H). 6

5 δ. Προσθήκη στον τριπλό δεσμό νιτριλίων C δ+ Ν δ- Ni, Pt, i. Προσθήκη Η Pd ο ταγείς Αμίνες -C Ν + Η Ni, Pt, Pd CΗ ΝΗ H S, ii. Προσθήκη Η (υδρόλυση) Θ Καρβοξυλικά Οξέα C Ν + Η Ο + Η + Θ CΟΟΗ + NH Αν η υδρόλυση γίνει σε αλκαλικό περιβάλλον (π.χ ΝαΟΗ) σχηματίζονται άλατα των καρβοξυλικών οξέων: C Ν + Η Ο + ΝαΟΗ Θ CΟΟΝα + ΝΗ Β. Αντιδράσεις απόσπασης. Γενικά: C A C B C C (Η απόσπαση γίνεται σύμφωνα με τον κανόνα του Saytzeff) A - B α. Αφυδραλογόνωση αλκυλαλογονιδίων (με θέρμανση με αλκοολικό διάλυμα ΝαΟΗ ή ΚΟΗ) C v H v+ + NαH αλκοολικό δλμ, Θ C v H v + NαΧ + Η Ο (αλκένιο) π.χ. +KH C αλκοολικό δλμ, Θ = +KCl + H β. Αφυδραλογόνωση κορεσμένων διαλογονιδίων (με θέρμανση τους με αλκοολικό διάλυμα ΝαΟΗ ή ΚΟΗ). C v H v +NαΟΗ αλκοολικό δλμ, Θ C v H v + Nα + H (αλκίνιο ή αλκαδιένιο) Αν τα δύο άτομα αλογόνου ενώνονται με το ίδιο άτομο C ή με γειτονικά τότε σχηματίζεται αλκίνιο. Αλλιώς θα σχηματίζεται αλκαδιένιο. π.χ. C + KH C C + K + H C H C H + KΟΗ = = + KH + H γ. Αφυδάτωση αλκοολών (με θέρμανσή τους στους 70 ο C με πυκνό διάλυμα Η S ) π. Η S,70 C C v H v+ H C v H v + H (αλκένια) 7

6 Οργανική Χημεία Γ Λυκείου π. Η S,70 C π.χ. = + H H Γ. Αντιδράσεις Υποκατάστασης. α. Αντιδράσεις των Αλκυλαλογονιδίων (-) με ενώσεις του τύπου Α δ+ Β δ-. (I > Br > Cl > F) Γενικά: δ+ δ- + Α δ+ Β δ- B + Α i. Υποκατάσταση του Χ από -ΟΗ (Παρασκευή αλκοολών) + ΝαH Υδατικό διάλυμα H + Να (αλκοόλη) π.χ + ΝαΟΗ Υδατικό δλμ C H (μπορεί να γίνει και με υδατικό διάλυμα Αg που αντιστοιχεί στη βάση ΑgΟΗ) + ΝαCl ii. Υποκατάσταση του Χ από CN (Παρασκευή νιτριλίων που με υδρόλυση Οξύ) + KCN CN + K (νιτρίλιο) το CN με υδρόλυση δίνει το καρβοξυλικό οξύ H, ή ΟΗ CN + H π.χ Cl + KCN CΝ + KCl αιθανονιτρίλιο H, ή ΟΗ C Ν + H + NH + NH (σύμφωνα με το σχολικό βιβλίο) iii. Υποκατάσταση του Χ από (Παρασκευή απλών ή μικτών αιθέρων κατά Williamson) + ΟNα + ΝαΧ μικτός αιθέρας π.χ Cl + ΟNα + ΝαCl αίθυλο μέθυλο αιθέρας + ΟNα + ΝαΧ απλός αιθέρας π.χ Cl + ΟNα + ΝαCl διαίθυλο αιθέρας iv. Υποκατάσταση του Χ από NH (Παρασκευή αμινών NH ) + H NH -NH + H (σύμφωνα με το σχολικό βιβλίο) Αμίνη Στην πραγματικότητα η παραγόμενη αμίνη αντιδρά με το οξύ ΗΧ και δίνει το άλας NH + - το οποίο αντιδρώντας με ισχυρή βάση (π.χ ΝαΟΗ) δίνει NH και άλας ΝαΧ. 8

7 Δηλ. + H NH NH NaΟΗ NH + Na + H v. Υποκατάσταση του Χ από CΟ (Παρασκευή εστέρων καρβοξυλικών οξέων) + CΟΝα CΟ + Να π.χ + ΗCNa HC + ΝαCl C vi. Υποκατάσταση του Χ από C C (Παρασκευή ανώτερων αλκινίων) + C CΝα C C + Να ακετυλίδιο π.χ Br + C CΝα C C + ΝαBr προπινίδιο του νατρίου προπίνιο Το παραγόμενο αλκίνιο περιέχει μεγαλύτερο αριθμό ατόμων C από το ακετυλίδιο. Γίνεται δηλ ανοικοδόμηση της ανθρακικής αλυσίδας. β. Αντιδράσεις αλογόνωσης των Αλκοολών ΟΗ + SCl Cl + S + HCl π.χ + SCl + S + HCl H C γ. Αντιδράσεις όξινης Υδρόλυσης Εστέρων και Εστεροποίησης αλκοολών i. Υποκατάσταση και του των εστέρων από ΟΗ ( υδρόλυση εστέρα ) C + Η ΟΗ C H + H Η προς τα δεξιά αντίδραση γίνεται σε όξινο ή βασικό περιβάλλον και λέγεται Υδρόλυση. Η προς τα αριστερά αντίδραση γίνεται σε όξινο περιβάλλον (π.χ H S ) και λέγεται Εστεροποίηση. ii. Υποκατάσταση του -ΟΗ των οξέων από Ο (εστεροποίηση) C H + H C + Η Ο Η αντίδραση γίνεται σε όξινο περιβάλλον (π.χ Η S ) Η + Η + ή ΟΗ - Π.χ H C + Η Ο Η + iii. Σαπωνοποίηση CΟΟ ΝαΟΗ H CΟΟΝα πχ CΟΟ ΝαΟΗ CΟΟ Να H 9

8 Οργανική Χημεία Γ Λυκείου δ. Αντιδράσεις Αλογόνωσης των αλκανίων (Φωτοχημική αντίδραση) H + Για το : διάχυτο φως + H ( : Cl > Br ) + Cl Cl + HCl χλωρομεθάνιο Cl + Cl Cl + HCl διχλωρομεθάνιο Cl + Cl Cl + HCl τριχλωρομεθάνιο ή χλωροφόρμιο Cl + Cl CCl + HCl τετραχλωρομεθάνιο ή τετραχλωράνθρακας Δ. Αντιδράσεις πολυμερισμού. α. Πολυμερισμός ενώσεων που έχουν τη ρίζα βινύλιο = Γενική μορφή: Περιπτώσεις Πολυμερισμού: ν Α μονομερές Α ν πολυμερές i. Πολυμερισμός αιθενίου (αιθυλενίου) (A: H): v = (- -) v Αιθυλένιο πολυαιθυλένιο ii. Πολυμερισμός προπενίου (προπυλενίου) (A: -): ν Προπένιο ν πολυπροπένιο iii. Πολυμερισμός βινυλοχλωριδίου (A: Cl-): ν C C ν Βινυλοχλωρίδιο πολυβινυλοχλωρίδιο (P.V.C) 0

9 iv. Πολυμερισμός στυρόλιου A: φαινύλιο ν = (- - - ) ν φαινύλιο στυρόλιο πολυστυρόλιο v. Πολυμερισμός ακρυλονιτριλίου (A: CΝ-): ν CN Ακρυλονιτρίλιο CN ν πολυακρυλονιτρίλιο β. Πολυμερισμός, (συζυγών αλκαδιενίων) Γενική μορφή: ν C - C Α Α ν μονομερές πολυμερές i. Πολυμερισμός ισοπρένιου ( μέθυλο, βουταδιένιο (A: -): ν C - -μέθυλο-,-βουταδιένιο ή ισοπρένιο C ν cis δομή: φυσικό και συνθετικό καουτσούκ trans δομή: γουταπέρκα ii. Πολυμερισμός χλωροπρένιου (-χλωρο, βουταδιένιο (A: Cl-): ν C - C -χλώρο-,-βουταδιένιο ή χλωροπρένιο C C Τεχνητό καουτσούκ ν iii. Πολυμερισμός, βουταδιένιου (A: H-): ν = CΗ = CΗ ( CΗ = CΗ )ν, βουταδιένιο BuNa (τεχνητό καουτσούκ)

10 Οργανική Χημεία Γ Λυκείου γ. Συμπολυμερισμός i. Συμπολυμερισμός, βουταδιένιου με το στυρόλιο: ν =-= + ν = (- -=- - - ) ν, -βουταδιένιο στυρόλιο BuNa S (τεχνητό καουτσούκ) ii. Συμπολυμερισμός, βουταδιένιο με το ακρυλονιτρίλιο: ν ν -, βουταδιένιο CN CN ν ακρυλονιτρίλιο Βuna N (τεχνητό καουτσούκ) Ε. Αντιδράσεις Οξείδωσης Αναγωγής.. Αντιδράσεις Οξείδωσης α. Οξείδωση αλκοολών i. ο ταγείς αλκοόλες H, = (αλδεΰδη) (καρβοξυλικό Οξύ) ο στάδιο ο στάδιο H Οξείδωση ο ταγούς αλκοόλης σε Αλδεΰδη από διάλυμα ΚMn παρουσία H S 5 C H H 7 + K Mn + H S 5 C H + K S + MnS + 8H Οξείδωση ο ταγούς αλκοόλης σε καρβοξυλικό οξύ από διάλυμα Κ Cr 7 παρουσία H S Γενικά: 6 H + K Cr 7 + 8H S C H +K S + Cr (S ) +H H H οξειδώνεται σε τρία στάδια προς C. H = H C. ο στάδιο ο στάδιο ο στάδιο Παραδείγματα - Οξείδωση Η από διάλυμα KΜn / H S (σε στάδια) o στάδιο οξείδωσης (προς ακεταλδεΰδη) 7 5 C H H + K Mn +H S 5 C H + K S + MnS + 8H

11 o στάδιο οξείδωσης( προς οξικό οξύ). 7 5 C H + K Mn + H S 5 + K S + Mn S + H Συνολικά: 5 Η + KΜn + 6H S 5 +K S + MnS +H - Οξείδωση Η από διάλυμα Κ Cr 7 / H S Προς ακεταλδεΰδη C H H Προς οξικό οξύ 6 + K Cr 7 6 +H S C H +K S + Cr (S ) + 7H C H H + K Cr 7 +8H S +K S + Cr (S ) +H ii. ο ταγείς αλκοόλες 0 H C κετόνη + H Οξείδωση ο ταγούς αλκοόλης από διάλυμα ΚMn παρουσία H S Mn + H S 5 C K S + MnS H ξείδωση ο ταγούς αλκοόλης από διάλυμα K Cr 7 παρουσία H S K + 8H K Cr 7 + H S C +K S + Cr (S ) +7H H iii. Οι ο ταγείς αλκοόλες δεν οξειδώνονται παρά μόνο σε πολύ δραστικές συνθήκες με διάσπαση του μορίου τους. Οι πρωτοταγείς και δευτεροταγείς αλκοόλες με θέρμανσή τους στους 00 ο C παρουσία Cu οξειδώνονται (καταλυτική αφυδρογόνωση) αποκλειστικά προς αλδεΰδες και κετόνες αντίστοιχα. Καταλυτική αφυδρογόνωση ο ταγούς αλκοόλης H Cu, o 00 C + Η Π.χ H Cu, o 00 C C H + Η Καταλυτική αφυδρογόνωση ο ταγούς αλκοόλης H Cu, 00 C o C + Η Π.χ Cu, 00 C C + Η H o

12 Οργανική Χημεία Γ Λυκείου β. Οξείδωση αλδεΰδης -= + - Η οξείδωση μπορεί να γίνει είτε από τα γνωστά ισχυρά Οξειδωτικά μέσα (ΚΜn /H S, K Cr 7 /H S ) είτε από ήπια (αντιδραστήριο Fehling και Tollens) i. Οξείδωση αλδεΰδης από όξινο διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου Mn + H S 5 C H + K S + MnS K + H ii. Οξείδωση αλδεΰδης από όξινο διάλυμα διχρωμικού καλίου. 6 + Cr 7 K + H S C H + K S + Cr (S ) + H iii. Οξείδωση αλδεΰδης από αντιδραστήριο Fehling (φελίγγειο υγρό). + CuS + 5NαH C Na + Cu + Nα S + H κεραμέρυθρο ίζημα iv. Οξείδωση αλδεΰδης από διάλυμα Tollens. + AgN + NH + Η Ο CNH 0 + Ag + NH N Οι κετόνες δεν Οξειδώνονται. Σε πολύ δραστικές συνθήκες οι κετόνες διασπώνται σε μίγματα οξέων. γ. Οξείδωση μεθανικού οξέος, οξαλικού οξέος και των αλάτων τους i. Οξείδωση H και HCΝα από διάλυμα ΚMn παρουσία H S 5 HC 7 H + K Mn + H S 5 C + K S + MnS + 8H 7 0 H C Na + K Mn +H S 0 C +K S + MnS +5Να S +6H ii. Οξείδωση () και (CΝα) από διάλυμα ΚMn παρουσία H S 5 ( ) 7 + K Mn + H S 0 C + K S + MnS + 8H 7 5 (C Na) + K Mn + 8H S 0 C + K S + MnS + 5Να S + 8H. Αντιδράσεις αναγωγής α. Αναγωγή Καρβονυλικών ενώσεων i. Αναγωγή αλδευδών Ni, Pt, Pd + Η ii. Αναγωγή κετονών H ( ο ταγείς αλκοόλες) C + Η Ni, Pt, Pd ( ο ταγείς αλκοόλες) H 0 Με αναγωγή καρβονυλικών ενώσεων, ΔΕΝ μπορούμε να παρασκευάσουμε ο ταγείς αλκοόλες.

13 β. Αναγωγή Νιτριλίων - C N + H Ni, Pt, Pd - NH (αμίνη) π.χ CN + H -NH προπανονιτρίλιο Προπυλαμίνη γ. Προσθήκη Η (Αναγωγή) σε Αλκένια και Αλκίνια C ν Η ν- + H Ni, Pt, Pd C ν Η ν H, (Ni, Pt, Pd) C ν Η ν+ ΣΤ. Αντιδράσεις Οξέων Βάσεων.. Αντιδράσεις Οξέων Οι ενώσεις που εμφανίζουν όξινες ιδιότητες είναι: α. Τα καρβοξυλικά οξέα () β. Η Φαινόλη (C 6 H 5 H) γ. Οι αλκοόλες (H) δ. Τα αλκίνια με ακετυλενικό υδρογόνο (C ) Η ισχύς των οξέων είναι: > C 6 H 5 H > H > C α. Αντιδράσεις καρβοξυλικών οξέων () i. Είναι ασθενείς ηλεκτρολύτες και σε υδατικά διαλύματα ιοντίζονται μερικώς. + Η Ο C - + Η Ο + (ph < 7, στους 5 ο C) ii. Με αλκαλιμέταλλα (Κ, Να): + Nα CNα + Η iii. Με βάσεις (ΝαΟΗ ή ΚΟΗ): + NαΟΗ CNα + Η Ο iv. Με αμμωνία (ΝΗ ): + NH CNH v. Διασπούν τα ανθρακικά άλατα (Να C, NaHC ): + Nα C CNα + C + H + NαΗC CNα + C + H β. Αντιδράσεις της φαινόλης (C 6 H 5 H) i. Είναι ασθενής ηλεκτρολύτης και σε υδατικά διαλύματα ιοντίζεται μερικώς. ΟΗ + H Φαινόλη Ο - + Η + (ph < 7, στους 5 ο C) 5

14 Οργανική Χημεία Γ Λυκείου ii. Με αλκαλιμέταλλα (Κ, Να) δίνει φαινολικά άλατα ΟΗ ΟΚ Φαινόλη + Κ Φαινολικό κάλιο + Η iii. Με ισχυρές βάσεις (ΚΟΗ, ΝαΟΗ) δίνει φαινολικά άλατα ΟΗ ΟΝα + Να ΟΗ + Η Ο Φαινόλη Φαινολικό Νάτριο Οι φαινόλες δεν αντιδρούν ούτε με ΝΗ ούτε με ανθρακικά άλατα. γ. Οι Αντιδράσεις των Αλκοολών ( H) Οι αλκοόλες αντιδρούν με τα αλκαλιμέταλλα Κ ή Να και δίνουν αλκοολικά άλατα και ελευθερώνουν Η (διάκριση απ τους αιθέρες). H + Nα Nα + Η Αλκοολικό άλας ή αλκοξείδιο Οι αλκοόλες δεν αντιδρούν με βάσεις ούτε με ανθρακικά άλατα. Είναι πολύ ασθενή οξέα και τα υδατικά τους διαλύματα έχουν ph 7 (5 ο C). δ. Τα αλκίνια με τον τριπλό δεσμό στην άκρη (C ). i. Αντιδρούν με τα αλκαλιμέταλλα Κ ή Να και ελευθερώνουν Η C + Κ C CΚ + ½ Η ii. Αντιδρούν με αμμωνιακό διάλυμα CuCl και AgΝΟ και σχηματίζουν έγχρωμα ιζήματα. C + CuCl + NH C CCu + NH Cl π.χ ΗC + CuCl + NH Cu C C Cu + NH Cl Κεραμέρυθρο ίζημα C + AgΝΟ + NH C CAg + NH ΝΟ Οι αντιδράσεις χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της ομάδας C.. Αντιδράσεις Βάσεων Οι ενώσεις που εμφανίζουν βασικές ιδιότητες είναι: α. Οι Αμίνες (NH, NH, N) β. Τα καρβοξυλικά ανιόντα (C ) γ. Τα φαινυλοξυανιόντα (C 6 H 5 ) δ. Τα αλκοξυανιόντα ( ) ε. Τα ανιόντα ακετυλιδίου (C C ) στ. Τα αλκυλοανιόντα ( ) Η ισχύς των βάσεων είναι: > C C > > NH > C 6 H 5 > C 6

15 α. Αντιδράσεις Αμινών (NH ) i. Είναι ασθενείς ηλεκτρολύτες και σε υδατικά διαλύματα ιοντίζονται. NH + H NH + H (ph > 7, στους 5 ο C) ii. Αντιδρούν με τα οξέα (ανόργανα και οργανικά). NH + HCl NH C π.χ NH + HCl NH + Cl μεθυλαμίνη χλωριούχο μεθυλαμμώνιο ( ) NH + HCl ( ) NH + Cl διμεθυλαμίνη χλωριούχο διμεθυλαμμώνιο ( ) N + HCl ( ) NH + Cl τριμεθυλαμίνη χλωριούχο τριμεθυλαμμώνιο NH + C NH β. Αντιδράσεις καρβοξυλικών ανιόντων (C ) Τα C τα λαμβάνουμε από τα αντίστοιχα άλατα π.χ. CNα. i. Είναι ασθενείς ηλεκτρολύτες και σε υδατικά διαλύματα ιοντίζονται. C - + H + H ii. Αντιδρούν με τα υδραλογόνα (ισχυρά οξέα ΗΧ). C - + HCl + Cl γ. Αντιδράσεις αλκοξυανιόντων ( ) Tα τα λαμβάνουμε από τα αντίστοιχα άλατα π.χ. Nα. Είναι ισχυρές βάσεις. Αντιδρούν με το νερό και δίνουν αλκοόλες. Να + + H H + ΝαH H δ δ- π.χ Ο Να Ο Η Αιθοξείδιο του νατρίου -ΟΗ + ΝαΟΗ αιθανόλη δ. Αντιδράσεις ανιόντων ακετυλιδίου (C C ) Είναι ισχυρές βάσεις. Αντιδρούν με το νερό και δίνουν τα αντίστοιχα αλκίνια. C C Να + + H C + ΝαH π.χ C CΝα + Η ΟΗ C CΗ + ΝαΟΗ προπινίδιο του νατρίου ε. Αντιδράσεις αλκυλοανιόντων ( ) Είναι ισχυρές βάσεις. Μπορούν να προκύψουν από τα αντιδραστήρια Grignard. Αντιδρούν με το νερό και δίνουν αλκάνια. δ Mg δ Χ + Η ΟΗ H + Mg(H) 7

16 Οργανική Χημεία Γ Λυκείου Ζ. Άλλες αντιδράσεις. α. Σαπουνοποίηση C + NaH CNa + H β. Αλογονοφορμική Η αλογονοφορμική γίνεται με αλκαλικό διάλυμα (ΝαΟΗ, ΚΟΗ) αλογόνου Χ (Cl, Br, I ). Την Αλογονοφορμική αντίδραση δίνουν oι αλκοόλες της μορφής, με ν 0, H δηλαδή οι δευτεροταγείς αλκοόλες με το ΟΗ στη θέση και από τις ο ταγείς μόνο η αιθανόλη ( H). Την Αλογονοφορμική αντίδραση δίνουν και οι καρβονυλικές ενώσεις της μορφής C, με ν 0, δηλαδή οι μεθυλοκετόνες κι από τις αλδεΰδες μόνο η ακεταλδεΰδη ( = ). i. Αλογονοφορμική αλκοολών ο Στάδιο: Οξείδωση της αλκοόλης προς καρβονυλική ένωση + Χ C + ΗΧ H ο Στάδιο: Υποκατάσταση των τριών ατόμων Η του από άτομα αλογόνου. C + Χ C C + ΗΧ ο Στάδιο: Υποκατάσταση του C με σε αλκαλικό περιβάλλον, διάσπαση του δεσμού C C σχηματισμός αλογονοφόρμιου ( ) και του άλατος με Να του καρβοξυλικού οξέος (CΝα). C C + ΝαH C Na + CΗΧ ο Στάδιο: Εξουδετέρωση του HΧ των προηγούμενων σταδίων. 5ΗΧ + 5ΝαH 5Η + 5ΝαΧ Με πρόσθεση των παραπάνω σταδίων προκύπτει η συνολική αλογονοφορμική ΝαΟΗ CΝα + + 5Να + 5H H Παραδείγματα - Αλογονοφορμική ισοπροπανόλης Οξείδωση: + Cl C + HCl H Υποκατάσταση: C + Cl C CC + HCl 8

17 Διάσπαση δεσμού CCCl : C CC + ΝαΟΗ C Na + Cl Χλωροφόρμιο Εξουδετέρωση: 5ΗCl + 5ΝαΟΗ 5ΝαCl + 5H Συνολικά: C H H +Cl +6ΝαΟΗ CΝα+Cl + 5ΝαCl+5H Ο - Αλογονοφορμική αιθανόλης Οξείδωση: H + I = + HI Υποκατάσταση: = + I CI = + HI Διάσπαση δεσμού C CI : CI = + ΝαΟΗ HCNa + I ιωδιοφόρμιο Εξουδετέρωση: 5ΗΙ + 5ΝαΟΗ 5ΝαΙ + 5H Συνολικά: ΟΗ + Ι + 6ΝαΟΗ ΗCΝα + Ι + 5ΝαΙ + 5H ii. Αλογονοφορμική καρβονυλικών ενώσεων ο Στάδιο: Υποκατάσταση των ατόμων Η του - από άτομα αλογόνου. C + Χ C C + ΗΧ ο Στάδιο: Υποκατάσταση του C με σε αλκαλικό περιβάλλον, διάσπαση του δεσμού C C σχηματισμός αλογονοφόρμιου ( ) και του άλατος με Να του καρβοξυλικού οξέος (CΝα). C C + ΝαH C Na + CΗΧ ο Στάδιο: Εξουδετέρωση του H των προηγούμενων σταδίων. ΗΧ + ΝαH Η + ΝαΧ Με πρόσθεση των παραπάνω σταδίων προκύπτει η συνολική αλογονοφορμική. C + + ΝαΟΗ CΝα + + Να + H Παραδείγματα - Αλογονοφορμική προπανόνης (ακετόνης) ο Στάδιο: Υποκατάσταση των ατόμων Η του από άτομα αλογόνου. C C + Χ C C + ΗΧ H ο Στάδιο: Διάσπαση του δεσμού C C, σχηματισμός αλογονοφόρμιου ( ) και του άλατος με Να του καρβοξυλικού οξέος (CΝα). 9

18 Οργανική Χημεία Γ Λυκείου C C + ΝαH C H C Na + CΗΧ ο Στάδιο: Εξουδετέρωση του HΧ των προηγούμενων σταδίων. ΗΧ + ΝαH Η + ΝαΧ Με πρόσθεση των παραπάνω σταδίων προκύπτει η συνολική αλογονοφορμική. C C + + ΝαΟΗ CΝα + + Να + H H - Αλογονοφορμική αιθανάλης (ακεταλδεΰδης) ο Στάδιο: Υποκατάσταση των ατόμων Η του από άτομα Ιωδίου. = + I CI = + HI ο Στάδιο: Διάσπαση του δεσμού C CI, σχηματισμός Ιωδιοφόρμιου (I ) και του μεθανικού νατρίου (ΗCΝα). CI = + ΝαΟΗ HCNa + I Ιωδιοφόρμιο ο Στάδιο: Εξουδετέρωση του HΙ των προηγούμενων σταδίων. ΗΙ + ΝαH Η + ΝαΙ Με πρόσθεση των παραπάνω σταδίων προκύπτει η συνολική αλογονοφορμική. = + Ι + ΝαΟΗ ΗCΝα + I + Η + ΝαΙ 0

19 Διακρίσεις - Ταυτοποιήσεις Όταν λέμε διάκριση μιας ένωσης, εννοούμε ότι δίνεται μία ένωση που είναι είτε η A είτε η B και ζητάμε να βρούμε μια δοκιμασία (αντίδραση) που μας επιτρέπει να διακρίνουμε ποια από τις δύο είναι η ένωση που διερευνάμε. H αντίδραση αυτή πρέπει να πραγματοποιείται σχετικά εύκολα, αλλά και να έχει κάποιο παρατηρήσιμο αποτέλεσμα: έκλυση αερίου, αλλαγή χρώματος ενός διαλύματος, παραγωγή ιζήματος κ.ά. Παρόμοια, αλλά πιο πολύπλοκη, είναι η περίπτωση διάκρισης μιας ένωσης μεταξύ τριών ή περισσοτέρων ενώσεων. Η ταυτοποίηση είναι η διαδικασία προσδιορισμού μιας συγκεκριμένης ένωσης όταν μας δίνεται ο μοριακός της τύπος και κάποιες ιδιότητές της ΔΙΑΚΡΙΣΕΙΣ α. κορεσμένοι ακόρεστοι υδρογονάνθρακες Ένωση Διάλυμα Br αποχρωματισμός διαλύματος μη αποχρωματισμός διαλύματος β. Αλκίνια με τον τριπλό δεσμό στην άκρη άλλα αλκίνια Ακόρεστος H/C κορεσμένος H/C Ένωση Δλμ(CuC /NH ) σχηματισμός κεραμέρυθρου ιζήματος C μη σχηματισμός ιζήματος άλλο αλκίνιο ή Ένωση Nα ή Κ έκλυση αέριου Η μη έκλυση αέριου Η C άλλο αλκίνιο γ. Αλκοόλες αιθέρες Αποχρωματισμός διαλύματος Αλκοόλη Ένωση Δλμ (ΚΜn/H S ) Μη αποχρωματισμός διαλύματος Αιθέρας ή έκλυση αέριου Η Αλκοόλη Ένωση Να ή Κ Μη έκλυση αέριου Η Αιθέρας δ. Τριτοταγείς αλκοόλες άλλες αλκοόλες Αποχρωματισμός δ/τος ο ταγής ή ο - ταγής αλκοόλη Ένωση Δλμ (ΚΜn/H S ) Μη αποχρωματισμός διαλύματος ο - ταγής αλκοόλη ε. Πρωτοταγείς αλκοόλες δευτεροταγείς αλκοόλες Αλκοόλη Δλμ (ΚΜn ή Ελεγχόμενη Οξείδωση Κ Cr /H S ) καρβονυλική ένωση 7 Δημιουργία ιζήματος με ήπια οξειδωτικά Καρβονυλική ένωση Όχι ίζημα ο - ταγής αλκοόλη ο ταγής αλκοόλη

20 Οργανική Χημεία Γ Λυκείου στ. Μεθανόλη ( H) άλλες αλκοόλες H H C H H Το αέριο C αν διαβιβαστεί σε διάλυμα Ca(H) θα προκαλέσει θόλωμα (ίζημα CaC ). ζ. Αλκοόλες του τύπου CνH ν άλλες αλκοόλες H Αλκοόλη δλμ.(ι / ΝαΟΗ) Σχηματισμός κίτρινου ιζήματος Αλκοόλη του τύπου C νh Μη σχηματισμός κίτρινου ιζήματος άλλη αλκοόλη ν H η. Αλδεΰδες κετόνες Ένωση Φελίγγειο υγρό (ή δλμ.tollens) Σχηματισμός ιζήματος Μη σχηματισμός ιζήματος Αλδεΰδη Κετόνη θ. Κετόνες του τύπου CνH ν C άλλες κετόνες Σχηματισμός κίτρινου ιζήματος Κετόνη του τύπου CνH Κετόνη δλμ.(ι / ΝαΟΗ) Μη σχηματισμός κίτρινου ιζήματος άλλη κετόνη ν C ι. Μεθανάλη ( ) άλλες αλδεΰδες H H C Το αέριο C αν διαβιβαστεί σε διάλυμα Ca(H) θα προκαλέσει θόλωμα (ίζημα CaC ). ια. Οξέα εστέρες Τα οξέα διακρίνονται από τους εστέρες, αφού μόνο τα οξέα εμφανίζουν «όξινο χαρακτήρα»:. Αλλαγή χρώματος οξύ Έ νωση δείκτης Μη αλλαγή χρώματος Εστέρας.. Ένωση ανθρακικό άλας (Να Έκλυση αερίου C οξύ C ) Μη Έκλυση αερίου C Εστέρας Έκλυση αερίου Η οξύ Ένωση μέταλλο (Να ή Κ) Μη Έκλυση αερίου Η Εστέρας

21 ιβ. Μυρμηκικό και οξαλικό οξύ άλλα οξέα Aλλαγή χρώματος δ/τος Μυρμηγκικό ή Οξαλικό οξύ Ένωση Δλμ(ΚΜn ή Κ Cr 7/H S ) Μη Aλλαγή χρώματος δ/τος Άλλο Οξύ ιγ. Εστέρες Με όξινη υδρόλυση ή σαπωνοποίηση (με θερμό δλμ. ΝαΟΗ ή ΚΟΗ) του εστέρα και στη συνέχεια ταυτοποίηση των προϊόντων (οξύ και αλκοόλη) της υδρόλυσης. ιδ. Φαινόλες αλκοόλες οξέα Το υδρογόνο του υδροξυλίου των αλκοολών είναι «ευκίνητο» και αντικαθίσταται από νάτριο. H + Na Na + H Δεν είναι όμως τόσο ευκίνητο ώστε να δημιουργεί όξινα υδατικά διαλύματα, γιατί η Ka της αιθανόλης στο H είναι περίπου 0-6. Δηλαδή, υδατικό διάλυμα αιθανόλης έχει pη περίπου 7. H φαινόλη C6H5H και γενικώς οι φαινόλες δημιουργούν όξινα διαλύματα και η Ka της φαινόλης C6H5H, είναι περίπου ίσο με 0-0. Δηλαδή η Ka της C6H5H είναι μικρότερη από την Ka, του ανθρακικού οξέος HC, που είναι περίπου 0-6 και αυτή είναι μικρότερη από την Ka των κορεσμένων μονοκαρβονικών οξέων που είναι συνήθως περίπου 0-5. Αντίδραση (αλλαγή χρώματος δείκτη) Φαινόλη Ένωση ΝαH Όχι αντίδραση (όχι χρώματος δείκτη) Άλκοόλη Παραδείγματα. Διάκριση οξικού οξέος () φαινόλης C6H5H Προσθέτουμε στα όξινο ανθρακικό νάτριο ή ανθρακικό νάτριο. Έκλυση αερίου (C ) Μη έκλυση αερίου (C ) φαινόλη C6H5H (H φαινόλη είναι οξύ ασθενέστερο του ανθρακικού οξέος και δεν αντιδρά με τα ανθρακικά άλατα).. Διάκριση φαινόλης C6H5H βουτανόλης Προσθέτουμε στο διάλυμα ποσότητα διαλύματος NaH Av γίνει αντίδραση (αυτό μπορεί να διαπιστωθεί με κατάλληλο δείκτη), C6H5H Av δεν γίνει αντίδραση το διάλυμα περιέχει -βουτανόλη.