ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΟΡΓΑΝΙΚΩΝ ΑΝΤΙ ΡΑΣΕΩΝ ΤΡΟΠΟΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ. Με βάση τον μηχανισμό της αντίδρασης. Με βάση το είδος της αντίδρασης

Transcript

1 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΟΡΓΑΝΙΚΩΝ ΑΝΤΙ ΡΑΣΕΩΝ ΤΡΟΠΟΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ Με βάση τον μηχανισμό της αντίδρασης Με βάση το είδος της αντίδρασης Με βάση τις μεταβολές που υφίσταται η ανθρακική αλυσίδα Με βάση το είδος της αντίδρασης 1. ΠΡΟΣΘΗΚΗΣ 2. ΑΠΟΣΠΑΣΗΣ 3. ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ 4. ΠΟΛΥΜΕΡΙΣΜΟΥ 5. ΟΞΕΙ ΟΑΝΑΓΩΓΗΣ 6. ΟΞΕΩΝ-ΒΑΣΕΩΝ Με βάση τις μεταβολές που υφίσταται η ανθρακική αλυσίδα 1. ΑΝΟΙΚΟ ΟΜΗΣΗΣ 2. ΑΠΟΙΚΟ ΟΜΗΣΗΣ Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 1

2 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΟΡΓΑΝΙΚΩΝ ΑΝΤΙ ΡΑΣΕΩΝ (Με βάση τις μεταβολές που υφίσταται η ανθρακική αλυσίδα) ΑΠΟΙΚΟ ΟΜΗΣΗΣ (διάσπαση δεσμού C-C) 1. Αλογονοφορμική 2. Αποκαρβοξυλίωση 3. Οξείδωση οξαλικού οξέος και των αλάτων του ΑΝΟΙΚΟ ΟΜΗΣΗΣ (δημιουργία δεσμού C-C ) 1. Αντίδραση Wurtz 2. Υποκατάσταση αλογόνου από ακετυλίδιο 3. Υποκατάσταση αλογόνου από κυάνιο 4. Προσθήκη υδροκυανίου σε καρβονύλιο 5. Προσθήκη υδροκυανίου σε πολλαπλό δεσμό 6. Προσθήκη αντιδραστηρίου Grignard σε καρβονύλιο 7. Πολυμερισμός Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 2

3 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΘΗΚΗΣ Προσθήκη στον διπλό δεσμό : > C = C < Γενικό σχήμα: > C = C < + Α Β > C - C < Α Β Κανόνας του Markovnikov : Το ηλεκτραρνητικότερο τμήμα του Α-Β ενώνεται κατά προτίμηση με τον άνθρακα που έχει τα λιγότερα υδρογόνα. 1 Προσθήκη Υδρογόνου > C = C < + H 2 > CH CH < (Αλκένιο) (Αλκάνιο) π.χ. : i) CH = CH + H 2 ii) CH = C( ) 2 + H 2 2 Προσθήκη Αλογόνου X : Cl, Br, I > C = C < + Χ 2 > CΧ CΧ < (Αλκένιο) (Διαλογονίδιο) Αν το Χ 2 είναι Βr 2 η αντίδραση χρησιμοποιείται για την ανίχνευση του διπλού δεσμού επειδή το διάλυμα βρωμίου (κόκκινο) αποχρωματίζεται. π.χ. : i) CH = CH + Cl 2 ii) CH = C( ) 2 + Br 2 Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 1

4 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΘΗΚΗΣ 3 Προσθήκη Υδραλογόνου > C = C < + ΗΧ > CΗ - C < Χ (Αλκένιο) (Αλκυλαλογονίδιο) X : Cl, Br, I Το κατά Markovnikov προϊόν σχηματίζεται σε ποσοστό μεγαλύτερο από 95%. π.χ. : i) CH = CH + ΗCl ii) CH = C( ) 2 + ΗBr 4 Προσθήκη Νερού > C = C < + Η 2 Ο > CΗ - C < (Η-ΟΗ) ΟΗ (Αλκένιο) (Αλκοόλη) Το κατά Markovnikov προϊόν σχηματίζεται σε ποσοστό μεγαλύτερο από 95%. π.χ. : i) CH = CH + Η 2 Ο ii) CH = C( ) 2 + Η 2 Ο Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 2

5 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΘΗΚΗΣ Προσθήκη στον τριπλό δεσμό : - C C Ισχύει ο κανόνας του Markovnikov όπου χρειάζεται 1 Προσθήκη Υδρογόνου Pt, Pd, Ni +H2 - C C + H 2 - CH = CH - - Pd, Pt, Ni CH 2 CH 2 - (Αλκίνιο) (Αλκένιο) (Αλκάνιο) π.χ. : i) C C + H 2 ii) C CΗ + H 2 2 Προσθήκη Αλογόνου + X 2 - C C + Χ 2 - CΧ = CΧ - - CΧ 2 CΧ 2 - (Αλκίνιο) (Διαλογονίδιο) (Τετραλογονίδιο) X : Cl, Br, I Αν το Χ 2 είναι Βr 2 η αντίδραση χρησιμοποιείται για την ανίχνευση του τριπλού δεσμού επειδή το διάλυμα βρωμίου (κόκκινο) αποχρωματίζεται. π.χ. : i) C C + Cl 2 ii) C CΗ + Br 2 Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 3

6 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΘΗΚΗΣ 3 Προσθήκη Υδραλογόνου Χ +HX - C C + ΗΧ - CΗ = C - - CΗ 2 C- Χ Χ (Αλκίνιο) (Αλογονίδιο) (Διαλογονίδιο) X : Cl, Br, I Το κατά Markovnikov προϊόν σχηματίζεται σε ποσοστό μεγαλύτερο από 95%. π.χ. : i) C C + ΗCl ii) C CΗ + ΗBr 4 Προσθήκη Νερού H SO / HgSO - CΗ = C - - CH 2 - C - - C C - + Η 2 Ο (Η-ΟΗ) ΟΗ O (Αλκίνιο) (ενόλη -ασταθής) (Καρβονιλική Ένωση) π.χ. : i) C C + Η 2 Ο ii) C CΗ + Η 2 Ο Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 4

7 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΘΗΚΗΣ Προσθήκη στον τριπλό δεσμό : - C N 1 Προσθήκη Υδρογόνου - C N + 2H 2 Pt, Pd, Ni - CH 2 NH 2 (Νιτρίλιο) (Αμίνη) π.χ. : i) C Ν + H 2 ii) CH C Ν + H 2 2 Προσθήκη Νερού - C N + Η 2 Ο * - C = NΗ - C- NH 2 (Η-ΟΗ) ΟΗ O (Νιτρίλιο) (Αμίδιο) *Με περίσσεια και όξινο περιβάλλον σχηματίζεται οξύ π.χ. : i) C Ν + H 2 Ο ii) CH C Ν + H 2 Ο Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 5

8 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΘΗΚΗΣ Προσθήκη στον δεσμό : > C = Ο 1 Προσθήκη Υδρογόνου > C = Ο + H 2 (Αλδεϋδη ή Κετόνη) Ni > CH ΟH (Αλκοόλη) π.χ. : i) CH = Ο + H 2 ii) C CΗ( ) 2 + H 2 Ο 2 Προσθήκη Υδροκυανίου (Κυανυδρινική σύνθεση) > C = O + ΗCN > C OH CN 2 2 / + > C OH + ΝΗ 4 HOH + CΟΟΗ (Αλδεϋδη ή Κετόνη) (Κυανυδρίνη) (α-υδρόξυ οξύ) π.χ. : i) CH = Ο + HCN ii) C CΗ( ) 2 + HCN Ο Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 6

9 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΘΗΚΗΣ 3 Προσθήκη Αντιδραστηρίων Grignard > C = O + RMgX > C OMgX R (Αλδεϋδη ή Κετόνη) HO 2 > C OH + Mg(OH)X R (Αλκοόλη) ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ Με χρήση μεθανάλης (HCH=O ) σχηματίζονται πρωτοταγής αλκοόλες Με χρήση αλδεϋδης εκτός της μεθανάλης (HCH=O ) σχηματίζονται δευτεροταγής αλκοόλες Με χρήση κετόνης σχηματίζονται τριτοταγής αλκοόλες π.χ. : i) CH = Ο + CH 2 MgBr ii) C CΗ( ) 2 + MgI Ο iii) HCH=O + CH 2 MgCl Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 7

10 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΑΠΟΣΠΑΣΗΣ ΑΠΛΗ ΑΠΟΣΠΑΣΗ Γενικό σχήμα : > C C < > C = C < + XY X Y Όπου : Χ = Η και Y = CN, OH, Cl, Br, I ή Χ = Υ = Η, Cl, Br, I 1 Αφυδρογόνωση Αλκανίων C ν Η 2ν+2 Θερμανση / Καταλυτης C ν Η 2ν + Η 2 Θερμανση / Καταλυτης Π. χ. i) Θερμανση / Καταλυτης ii) CH 2 Αφυδραλογόνωση Αλκυλαλογονιδίων > C C Η < + ΚΟΗ > C = C < + ΚX + Η 2 Ο (Η-ΟΗ) ΑΛΚΟΟΛΗ X *Κανόνας του Saytzev: Το υδρογόνο αποσπάται ευκολότερα από τον άνθρακα με τα λιγότερα υδρογόνα. ** Αν η αντίδραση πραγματοποιηθεί σε υδατικό περιβάλλον γίνεται υποκατάσταση Π. χ. i) CH 2 CH 2 Cl + KOH ii) CHCH 2 + NaOH Br Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 1

11 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΑΠΟΣΠΑΣΗΣ 3 Αφυδάτωση Αλκοολών Στοιχειομετρική Ποσότητα * C ν Η 2ν+1 ΟΗ π. H2SO4 C ν Η 2ν + Η 2 Ο 170 o C * Ισχύει ο Κανόνας του Saytzev Π. χ. i) CH 2 CH 2 ΟΗ π. H2SO4 170 o C π. H SO 170 o C ii) CHCH ΟΗ Περίσσεια ** 2C ν Η 2ν+1 ΟΗ π. H2SO4 C ν Η 2ν+1 ΟC ν Η 2ν+1 + Η 2 Ο 140 o C Π. χ. i) CH 2 CH 2 ΟΗ π. H2SO4 140 o C π. H SO 140 o C ii) CHCH ΟΗ Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 2

12 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΑΠΟΣΠΑΣΗΣ ΔΙΠΛΗ ΑΠΟΣΠΑΣΗ (Αφυδραλογόνωση Διαλογονιδίων) Γενικό σχήμα : ΑΛΚΟΟΛΗ - CΗ CΗ - + 2ΚΟΗ - C C - + 2ΚX + 2Η 2 Ο X Χ Π. χ. i) CH CH 2 Cl + KOH Cl ii) CH CH + KOH Br Br Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 3

13 ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Γενικό σχήμα : C A + A B C A + A B Υποκατάσταση Υδρογόνου C H + X 2 Φως C X + HX (Αλκάνιο) (Αλκυλαλογονίδιο) *** Κατά την παραπάνω αντίδραση προκύπτει μίγμα αλογονοπαραγώγων, ενώ με χρήση περίσσειας αλογόνου μπορούν σταδιακά να αντικατασταθούν όλα τα υδρογόνα του αλκανίου Π.χ. CH 4 + Cl 2 Φως Υποκατάσταση Αλκοόλης R-OH + SOCl 2 R-Cl + SO 2 + HCl (αλκοόλη) (θειόνυλοχλωρίδιο) (αλκυλαλογονίδιο) Π.χ. i) ΟΗ + SOCl 2 ii) CH( )CH 2 OH + SOCl 2 Επιμέλεια : ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (χημικός) 1

14 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Υποκατάσταση καρβοξυλικών οξέων(εστεροποίηση) RCOOH + R OH + Η RCOOR + H 2 O (Καρβοξυλικό όξυ) (Αλκοόλη) (Εστέρας) Π.χ. i) COOH + OH + Η ii) CHCOOH + CHOH + Η Υποκατάσταση Εστέρων (Όξινη υδρόλυση) RCOOR + H 2 O + Η RCOOH + R OH (Εστέρας) (Καρβοξυλικό όξυ) (Αλκοόλη) Π.χ. i) COOCH + Η 2 O ii) CHCOO + Η 2 O + Η + Η *** Στις παραπάνω αντιδράσεις ισχύουν όλοι οι νόμοι που διέπουν τις καταστάσεις χημικής ισορροπίας Επιμέλεια : ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (χημικός) 2

15 Υποκατάσταση Αλογόνου ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Ni, Pd, Pt 1 Από Υδρογόνο: R-X + H 2 R-H + HX (Αλκυλαλογονίδιο) (Αλκάνιο) X : Cl, Br, I Ni, Pd, Pt Π.χ. i) Br + H 2 Ni, Pd, Pt ii) CH( )CH 2 Cl + H 2 2Από Υδροξύλιο: R-X + AgOH * R-OH + AgX (Αλκυλαλογονίδιο) (Αλκοόλη) X : Cl, Br, I * Υδατικό αιώρημα Οξειδίου του Αργύρου : Ag 2 O + H 2 O 2AgOH Π.χ. i) CHCH 2 + AgOH Cl ii) CHCH 2 Br + AgOH Επιμέλεια : ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (χημικός) 3

16 3 Από Αλκοξείδιο (R O-): ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ R-X + R ONa R-OR + ΝaX (Αλκυλαλογονίδιο) (Αλκοξείδιο) (Αιθέρας) Π.χ. i) CHCH 2 + OΝα Cl ii) CHCH 2 Br + CH 2 OΝα 4 Από την ομάδα R COO- : R-X + R COONa R COOR + ΝaX (Αλκυλαλογονίδιο) (Άλας Καρβοξυλικού οξέος) (Εστέρας) Π.χ. i) CHCH 2 + COOΝα Cl ii) CHCH 2 Br + CH 2 COOΝα Επιμέλεια : ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (χημικός) 4

17 5 Από Κυάνιο (-CN): ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ R-X + NaCN R-CN + ΝaX (Αλκυλαλογονίδιο) (Κυανιούχο Νάτριο ή Κάλιο) (Νιτρίλιο) *** *** Με υδρόλυση παρουσία οξέος τα νιτρίλια μετατρέπονται σε οξέα H σύμφωνα με την αντίδραση: R-CN + 2H 2 O + + R-COOH + NH 4 Π.χ. i) CHCH 2 + NaCN Cl ii) CHCH 2 Br + KCN (Υδρόλυση του προϊόντος) 6 Από την ομάδα R C C- : R-X + R C C Na R - C C- R + ΝaX (Αλκυλαλογονίδιο) (Ακετυλίδιο) (Αλκίνιο) Π.χ. i) CHCH 2 + C C Να Cl ii) CHCH 2 Br + CH 2 C C Να Επιμέλεια : ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (χημικός) 5

18 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ 7 Από Αλκύλιο (R-) (Αντίδραση Wurtz): 2 R-X + 2 Na R - R + 2 ΝaX (Αλκυλαλογονίδιο) (Αλκάνιο) Π.χ. i) CHCH 2 + Να Cl ii) CHCH 2 Br + Να 8 Από Αμμωνία (ΝΗ 3 ) : R-X + ΝΗ 3 R ΝΗ 3 X HO 2 R ΝΗ 2 + ΗX (Αλκυλαλογονίδιο) (Αμίνη) Π.χ. i) CHCH 2 + ΝΗ 3 Cl ii) CHCH 2 Br + ΝΗ 3 Επιμέλεια : ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (χημικός) 6

19 9 Από Μαγνήσιο : ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ R-X + Mg R MgX HO 2 R H + Mg(OH)X (Αλκυλαλογονίδιο) (Αλκάνιο) Π.χ. i) CHCH 2 + Mg Cl ii) CHCH 2 Br + Mg Επιμέλεια : ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (χημικός) 7

20 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΟΛΥΜΕΡΙΣΜΟΥ ΠΟΛΥΜΕΡΙΣΜΟΣ Γενικό Σχήμα : ν Μ - Μ Μ Μ. Μ Μονομερές ν φορές Πολυμερές ***Ονοματολογία πολυμερούς: Πολύ + Όνομα Μονομερούς Πολυμερισμός ενώσεων που έχουν τη ρίζα βινύλιο (CH 2 =CH-) ν CH 2 = CH (- CΗ 2 CΗ -) ν Α Α Α = Η, Χ, CN, R, C 6 H 5 - (Ph-) π.χ. : i) v CH = CH ii) v CH = C( ) 2 iii) ν CH 2 = CH CN iv) ν CH 2 = CH Cl v) ν CH 2 = CH Ph Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 1

21 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΟΛΥΜΕΡΙΣΜΟΥ Πολυμερισμός 1,4 ν CH 2 = C CH = CH 2 Α (- CΗ 2 C = CH - CH 2 -) ν Α Α = Η, Χ, CN, R, C 6 H 5 - (Ph-) π.χ. : i) v CH = CH CH = CH 2 ii) ν CH 2 = C CH = CH 2 CN iii) ν CH 2 = C CH = CH 2 Cl iv) ν CH 2 = C CH = CH 2 Ph Συμπολυμερισμός Πολυμερισμός που γίνεται με δύο ή περισσότερα μονομερή Προϊόντα συμπολυμερισμού είναι τα εξής: Buna S (Συμπολυμερισμός 1,3-βουταδιενίου και στυρολίου) Buna N (Συμπολυμερισμός 1,3-βουτεδιενίου και ακρυλονιτριλίου) Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 2

22 ΟΞΕΑ - ΒΑΣΕΙΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΟΞΕΩΝ - ΒΑΣΕΩΝ Α) Οξέα Ενώσεις με όξινη συμπεριφορά: Οξέα (RCOOH) Φαινόλη ( C 6 H 5 OH) Αλκοόλες (ROH) Αύξηση Ισxύος Αλκίνια (RC CH) 1 Οξέα (RCOOH) RCOOH + Na RCOONa + 1/2H 2 Π.χ. COOH + Na RCOOH + NaOH RCOONa + H 2 O Π.χ. COOH + NaOH RCOOH + NaHCO 3 RCOONa + CO 2 + H 2 O Π.χ. COOH + NaHCO 3 2RCOOH + Na 2 CO 3 2RCOONa + CO 2 + H 2 O Π.χ. COOH + Na 2 CO 3 RCOOH + H 2 O RCOO - + H 3 O + Π.χ. COOH + H 2 O Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 1

23 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΟΞΕΩΝ - ΒΑΣΕΩΝ RCOOH + NH 3 RCOONH 4 Π.χ. COOH + NH 3 2 Φαινόλη ( C 6 H 5 OH) C 6 H 5 OH + H 2 O C 6 H 5 O - + H 3 O + C 6 H 5 OH + NaOH C 6 H 5 O Na + H 2 O C 6 H 5 OH + Na C 6 H 5 O Na + 1/2H 2 3 Αλκοόλες (ROH) ROH + Na RONa + 1/2H 2 Π.χ. CH 2 OH + Na 4 Αλκίνια (RC CH) RC CH + Na RC CNa + 1/2H 2 Π.χ. CH 2 C CH + Na RC CH + AgNO 3 + NH 3 RC CAg + NH 4 NO 3 (Λευκό Ίζημα) Π.χ. CH 2 C CH + AgNO 3 + NH 3 RC CH+ CuCl + NaOH RC CCu + NaCl + H 2 O (Καστανέρυθρο Ίζημα) Π.χ. CH 2 C CH + CuCl + NaOH Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 2

24 ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΟΞΕΩΝ - ΒΑΣΕΩΝ B) Βάσεις Ενώσεις με βασική συμπεριφορά: Αλκυλανιόντα (R - ) : RMgX Αλκοξυανιόντα (RO - ) : RONa Ανιόντα ακετυλιδίου (RC C - ) : RC CNa Αμίνες : RNH 2 Φαινυλοξυανιόν (C 6 H 5 O - ) : C 6 H 5 O Na Καρβοξυλικά ανιόντα (RCOO - ) : RCOOΝα Αύξηση Ισxύος A) Να συμπληρωθούν οι παρακάτω αντιδράσεις RMgX + H 2 O RONa + H 2 O RC CNa + H 2 O RNH 2 + H 2 O C 6 H 5 O Na + H 2 O RCOOΝα + H 2 O B) Να συμπληρωθούν οι παρακάτω αντιδράσεις RMgX + HCl RONa + HCl RC CNa + HCl RNH 2 + HCl C 6 H 5 O Na + HI RCOOΝα + HBr Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 3

25 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗΣ Α) Οξείδωση Μείωση της ηλεκτρονιακής πυκνότητας του C με σχηματισμό δεσμού C-O, C-N, C-X, ή με διάσπαση δεσμού C-H Ενώσεις που οξειδώνονται: Πρωτοταγείς αλκοόλες Αλδεΰδες Οξέα Δευτεροταγείς αλκοόλες Κετόνες Αλδεΰδες Οξέα Οξέα (μεθανικό και οξαλικό) & Άλατα CO 2 Αντιδραστήρια (συνήθως) Υπερμαγγανικό κάλιο (KMnO 4 ) Διχρωμικό κάλιο (K 2 Cr 2 O 7 ) Αντιδραστήριο Tollens (AgNO 3 / NH 3 ) * Αντιδραστήριο Felling (CuSO 4 /NaOH) * Αύξηση Δραστικότητας * Μόνο για οξείδωση αλδεϋδών Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 1

26 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗΣ Μεταβολές των αριθμών οξείδωσης κατά τις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής Όταν μια οργανική ένωση χάνει ένα άτομο υδρογόνου ή ένα άτομο αλκαλίου έχουμε αύξηση του αριθμού οξείδωσης κατά 1. Όταν μια οργανική ένωση κερδίζει ένα άτομο οξυγόνου έχουμε αύξηση του αριθμού οξείδωσης κατά 2. Κυριότερες μεταβολές των αριθμών οξείδωσης του C κατά τις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής Πρωτοταγείς αλκοόλες αυξηση κατα 2 Αλδεΰδες αυξηση κατα 2 Οξέα Δευτεροταγείς αλκοόλες αυξηση κατα 2 Κετόνες Αλδεΰδες αυξηση κατα 2 Οξέα Οξέα (μεθανικό και οξαλικό) & Άλατα αυξηση κατα 2 CO 2 Κυριότερες μεταβολές των αριθμών οξείδωσης των οξειδωτικών αντιδραστηρίων κατά τις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής Υπερμαγγανικό κάλιο (KMnO 4 ) (μείωση κατά 5) Διχρωμικό κάλιο (K 2 Cr 2 O 7 ) (μείωση κατά 2x3) Αντιδραστήριο Tollens (AgNO 3 / NH 3 ) * (μείωση κατά 1) Αντιδραστήριο Felling (CuSO 4 /NaOH) * (μείωση κατά 1x2) Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 2

27 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗΣ 1 Οξείδωση πρωτοταγών αλκοολών Γενικά : RCH 2 OH H2O RCH=O O O RCOOH 5RCH 2 OH + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 5RCH=O + K 2 SO 4 +2MnSO 4 + 8H 2 O π.χ. CH 2 OH + KMnO 4 + H 2 SO 4 ( ) 2 CHCH 2 OH + KMnO 4 + HCl 5RCH 2 OH + 4KMnO 4 + 6H 2 SO 4 5RCΟΟΗ + 2K 2 SO 4 +4MnSO H 2 O π.χ. CH 2 OH + KMnO 4 + H 2 SO 4 ( ) 2 CHCH 2 OH + KMnO 4 + HCl 3RCH 2 OH + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 3RCH=O + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 7H 2 O π.χ. CH 2 OH + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 ( ) 2 CHCH 2 OH + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 3RCH 2 OH + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 3RCΟΟΗ + 2K 2 SO 4 + 2Cr 2 (SO 4 ) H 2 O π.χ. CH 2 OH + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 ( ) 2 CHCH 2 OH + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 3

28 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗΣ 3 Οξείδωση δευτεροτοταγών αλκοολών Γενικά : RCHOH H2O RC=O Ι Ι R R O 5RCHOH Ι R +2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 5RC=O + K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 8H 2 O Ι R π.χ. CHOH + KMnO 4 + H 2 SO 4 Ι ( ) 2 CHCHOH + KMnO 4 + HCl Ι 3RCHOH + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 3RC=O + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 7H 2 O Ι Ι R R π.χ. CHOH + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 Ι ( ) 2 CHCHOH + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 Ι Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 4

29 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 3 Οξείδωση αλδεϋδών ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗΣ Γενικά : RCH=O O RCOOH 5RCH=O + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 5RCΟΟΗ + K 2 SO 4 +2MnSO 4 + 3H 2 O π.χ. CH=O + KMnO 4 + H 2 SO 4 ( ) 2 CHCH=O + KMnO 4 + HCl 3RCH=O + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 3RCΟΟΗ + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 4H 2 O π.χ. CH=O + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 ( ) 2 CHCH=O + K 2 Cr 2 O 7 + HCl RCH=O + 2AgNO 3 + 3NH 3 + H 2 O RCΟΟNH 4 + 2Ag + 2NH 4 NO 3 π.χ. CH=O + AgNO 3 + NH 3 + H 2 O ( ) 2 CHCH=O + AgNO 3 + NH 3 + H 2 O RCH=O + 2CuSO 4 + 5NaOH RCΟΟNa + Cu 2 O + 2 Na 2 SO 4 + 3H 2 O π.χ. CH=O + CuSO 4 + NaOH ( ) 2 CHCH=O + CuSO 4 + NaOH Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 5

30 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗΣ 4 Οξείδωση μεθανικού οξέος & αλάτων του 5HCOOH+ 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 5CO 2 + K 2 SO 4 +2MnSO 4 + 8H 2 O 3 HCOOH + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 3 CO 2 + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 7H 2 O 10HCOOΝα + 4KMnO H 2 SO 4 10CO 2 + 2K 2 SO 4 +4MnSO 4 + 5Να 2 SO H 2 O 6 HCOOΝα +2K 2 Cr 2 O 7 +11H 2 SO 4 6 CO 2 +2K 2 SO 4 +2Cr 2 (SO 4 ) 3 +3Να 2 SO H 2 O 5 Οξείδωση οξαλικού οξέος & αλάτων του 5(COOH) 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 10CO 2 + K 2 SO 4 +2MnSO 4 + 8H 2 O 3(COOH) 2 + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 6CO 2 + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 7H 2 O 5(COOΝα) 2 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 10CO 2 + K 2 SO 4 +2MnSO 4 + 5Να 2 SO 4 + 8H 2 O 3(COOΝα) 2 +K 2 Cr 2 O 7 +7H 2 SO 4 6 CO 2 +K 2 SO 4 +Cr 2 (SO 4 ) 3 +3Να 2 SO 4 + 7H 2 O Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 6

31 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗΣ Β) Αναγωγή Αύξηση της ηλεκτρονιακής πυκνότητας του C με σχηματισμό δεσμού C-H ή με διάσπαση δεσμού C-O, C-N, C-X, Ενώσεις που ανάγονται: Αλδεΰδες Πρωτοταγείς αλκοόλες Κετόνες Δευτεροταγείς αλκοόλες Αλκένια Αλκάνια Αλκίνια Αλκένια Αλκάνια Νιτρίλια Αμίνες Αλκυλαλογονίδια Αλκάνια Αντιδραστήρια (συνήθως) Υδρογόνο παρουσία καταλύτη Αντιδράσεις RCH=O + H 2 RC=O + H 2 I R C v H 2v + H 2 C v H 2v-2 + H 2 RCN+ H 2 RCH 2 X + H 2 Ni, Pd, Pt Ni, Pd, Pt Ni, Pd, Pt Ni, Pd, Pt Ni, Pd, Pt Ni, Pd, Pt Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 7

32 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΛΟΓΟΝΟΦΟΡΜΙΚΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΑΛΟΓΟΝΟΦΟΡΜΙΚΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ Ενώσεις που την δίνουν Πρωτοταγείς αλκοόλες : μόνο η CH 2 OH Δευτεροταγείς αλκοόλες του τύπου : RCH-OH Αλδεΰδες : μόνο η CH=O Κετόνες του τύπου : RC=O Στάδια Αντίδρασης (για αλκοόλη) Οξείδωση : RCH-OH + Χ 2 RC=O + 2ΗΧ Υποκατάσταση : RC=O + 3 Χ 2 RC=O + 3ΗΧ CΧ 3 Εξουδετέρωση οξέος : 5ΗΧ + 5ΝαΟΗ 5ΝαΧ + 5Η 2 Ο Σχάση δεσμού C-C : RC=O + ΝαΟΗ RCΟΟΝα + CHX 3 CΧ 3 Συνολική αντίδραση : RCH-OH + 4Χ 2 +6ΝαΟΗ RCΟΟΝα +CHX 3 +5ΝαΧ + 5Η 2 Ο αλογονοφόρμιο Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 1

33 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΛΟΓΟΝΟΦΟΡΜΙΚΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ Στάδια Αντίδρασης (για καρβονυλική ένωση) Υποκατάσταση : RC=O + 3 Χ 2 RC=O + 3ΗΧ CΧ 3 Εξουδετέρωση οξέος : 3ΗΧ + 3ΝαΟΗ 3ΝαΧ + 3Η 2 Ο Σχάση δεσμού C-C : RC=O + ΝαΟΗ RCΟΟΝα + CHX 3 CΧ 3 Συνολική αντίδραση : RC=O + 3Χ 2 +4ΝαΟΗ RCΟΟΝα +CHX 3 +3ΝαΧ + 3Η 2 Ο αλογονοφόρμιο Να γραφούν (αναλυτικά) οι αντιδράσεις που πραγματοποιούνται κατά την επίδραση : 1. Διαλύματος Ι 2 / ΝαΟΗ σε αιθανόλη 2. Διαλύματος Ι 2 / ΝαΟΗ σε αιθανάλη 3. Διαλύματος Br 2 / ΝαΟΗ σε 2-προπανόλη 4. Διαλύματος Ι 2 / ΝαΟΗ σε προπανόνη 5. Διαλύματος Cl 2 / ΝαΟΗ σε βουτανόνη Επιμέλεια: ΖΑΧΑΡΙΟΥ ΦΙΛΙΠΠΟΣ (Χημικός) 2