Οργανική Χημεία ΕΝΟΤΗΤΑ 12: Ε. Αμανατίδης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΘΗΚΗΣ ΣΕ ΑΛΚΕΝΙΑ

Σχετικά έγγραφα
Οργανική Χημεία ΕΝΟΤΗΤΑ 11: Ε. Αμανατίδης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών ΑΛΚΕΝΙΑ ΚΑΙ ΑΛΚΙΝΙΑ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΣΥΝΘΕΣΗ

Ηλεκτρονιόφιλα Πυρηνόφιλα αντιδραστήρια. Επίκουρος καθηγητής Χρήστος Παππάς

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Ενότητα : Σύνθεση Tριτοταγούς Βουτυλοχλωριδίου

ΥΔΡΟΧΗΜΕΙΑ. Ενότητα 6 : Διάσταση των ουσιών σε υδατικά διαλύματα. Ζαγγανά Ελένη Σχολή : Θετικών Επιστημών Τμήμα : Γεωλογίας

ΜΑΓΔΑΛΗΝΗ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Ενότητα : Σύνθεση Ακετανιλιδίου

1 η Διάλεξη. Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων

Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων διαχείρισης έργου υπό συνθήκες αβεβαιότητας

Οργανική Χημεία ΕΝΟΤΗΤΑ 10: Ε. Αμανατίδης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΑΠΟΣΠΑΣΗΣ ΥΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ VS ΑΠΟΣΠΑΣΗ

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού σε κατάσταση Κορεσμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Διοικητική Λογιστική

5.8 Παρασκευές Αλκενίων: Αντιδράσεις απόσπασης. Äρ. ΧÜρηò Ε. ΣεìιδαλÜò Επßκουροò ΚαθηγητÞò ΑΤΕΙ ΑθÞναò

ΜΑΓΔΑΛΗΝΗ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

ΥΔΡΟΧΗΜΕΙΑ. Ενότητα 5 : Διάλυση ορυκτών. Ζαγγανά Ελένη Σχολή : Θετικών Επιστημών Τμήμα : Γεωλογίας

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 3: Έλεγχοι στατιστικών υποθέσεων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 1: Καταχώρηση δεδομένων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 2: Περιγραφική στατιστική

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Βέλτιστος Έλεγχος Συστημάτων

Οργανική Χημεία ΕΝΟΤΗΤΑ 6: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΤΟΥΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥΣ ΤΟΥΣ. Ε. Αμανατίδης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

4.8 Παρασκευή αλκυλαλογονιδίων από αλκοόλες και υδραλογόνα

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ. 7 η θεματική ενότητα: Οι αντιδράσεις του διπλού δεσμού

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Ενότητα : Σύνθεση Διβενζαλακετόνης

Βάσεις Περιβαλλοντικών Δεδομένων

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Φυσικοχημεία 2 Εργαστηριακές Ασκήσεις

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Ενότητα : Σύνθεση Οξίμης της Κυκλοεξανόνης

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων διαγραμμάτων περίπτωσης χρήσης (1ο Μέρος)

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Οργανική Χημεία. Κεφάλαιο 17 & 18: Αλκοόλες, θειόλες, αιθέρες και εποξείδια

Εισαγωγή στους Υπολογιστές

Προσχολική Παιδαγωγική Ενότητα 2: Οργάνωση χρόνου και χώρου στα νηπιαγωγεία

Εφαρμογές των Τεχνολογιών της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών στη διδασκαλία και τη μάθηση

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Διοικητική Λογιστική

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι. Ενότητα 2: Θερμοδυναμικές συναρτήσεις. Σογομών Μπογοσιάν Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

ΧΗΜΕΙΑ Ι Ενότητα 15: Άλατα

ΧΗΜΕΙΑ. Ενότητα 14: Άλατα. Χρυσή Κ. Καραπαναγιώτη Τμήμα Χημείας. Άλατα

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού Υπέρθερμου Ατμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Υδροχημεία. Ενότητα 10: Οξείδωση - Αναγωγή. Ζαγγανά Ελένη Σχολή : Θετικών Επιστημών Τμήμα : Γεωλογίας

ΧΗΜΕΙΑ Ι Ενότητα 10: Χημικός Δεσμός

Σχέση αερισμού αιμάτωσης

Εισαγωγή στους Υπολογιστές

Εισαγωγή στους Η/Υ. Ενότητα 2β: Αντίστροφο Πρόβλημα. Δημήτρης Σαραβάνος, Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών

ΥΔΡΟΧΗΜΕΙΑ. Ενότητα 11: Ιοανταλλαγή. Ζαγγανά Ελένη Σχολή : Θετικών Επιστημών Τμήμα : Γεωλογία

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Έλεγχος και Διασφάλιση Ποιότητας Ενότητα 4: Μελέτη ISO Κουππάρης Μιχαήλ Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας

Μυελού των Οστών Ενότητα #1: Ερωτήσεις κατανόησης και αυτόαξιολόγησης

Εκπαιδευτική Διαδικασία και Μάθηση στο Νηπιαγωγείο Ενότητα 1: Εισαγωγή

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

ΠΙΝΑΚΕΣ. Θερμοδυναμική 2012 Σελίδα 292

ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΚΑΤΑΝΑΛΩΤΗ

Έλεγχος Ποιότητας Φαρμάκων

ΙΙ» ΜΑΘΗΜΑ: «ΧΗΜΕΙΑ. Διδάσκουσα: ΣΟΥΠΙΩΝΗ ΜΑΓΔΑΛΗΝΗ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Β ΕΞΑΜΗΝΟ (ΕΑΡΙΝΟ)

Τεχνικό Σχέδιο - CAD

Διδακτική Πληροφορικής

Πληροφοριακά Συστήματα Διοίκησης (ΜΒΑ) Ενότητα 3: Εφαρμογές Δικτυωτής Ανάλυσης (2 ο Μέρος)

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ I Ασκήσεις

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Ενότητα : Χρωματογραφία λεπτής στοιβάδας, TLC

Γενική Φυσική Ενότητα: Εισαγωγή στην Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 15: Διαλύματα

Οργανική Χημεία. Κεφάλαιο 16: Χημεία του βενζολίου: ηλεκτρονιόφιλη αρωματική υποκατάσταση

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Γενική Φυσική Ενότητα: Ταλαντώσεις

Μάρκετινγκ Αγροτικών Προϊόντων

Δυναμική και Έλεγχος E-L Ηλεκτρομηχανικών Συστημάτων

Διοίκηση Ολικής Ποιότητας & Επιχειρηματική Αριστεία Ενότητα 1.4: ISO 9004:2009

Διοίκηση Ολικής Ποιότητας & Επιχειρηματική Αριστεία Ενότητα 1.3.3: Μεθοδολογία εφαρμογής προγράμματος Ολικής Ποιότητας

Φυσικοχημεία 2 Εργαστηριακές Ασκήσεις

Ενότητα. Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων

ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΗΘΙΚΗ. Ενότητα 9: Σχέση Ηθικής και Δικαιοσύνης. Παρούσης Μιχαήλ. Τμήμα Φιλοσοφίας

ΥΔΡΟΧΗΜΕΙΑ. Ενότητα 3: Υπολογισμοί Υδροχημικών Παραμέτρων Μονάδες Συγκέντρωσης. Ζαγγανά Ελένη Σχολή : Θετικών Επιστημών Τμήμα : Γεωλογίας

Β / ΛΥΚΕΙΟΥ ΧΗΜΕΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Φυσικοχημεία 2 Εργαστηριακές Ασκήσεις

Αλκάνια. κορεσμένοι υδρογονάνθρακες. αποτελούνται μόνο από C και H συνδεδεμένα με απλούς δεσμούς. έχουν το γενικό τύπο: C n H 2n+2 (γραμμικά αλκάνια)

Οργανική Χηµεία. Κεφάλαιο 17 & 18: Αλκοόλες, θειόλες, αιθέρες και εποξείδια

ΧΗΜΕΙΑ Ι Ενότητα 9: Μόρια και ενώσεις, Ονοματολογία Ανόργανων Ενώσεων

Λογιστική Κόστους Ενότητα 11: Λογισμός Κόστους (1)

Μεθοδολογία Έρευνας Κοινωνικών Επιστημών Ενότητα 2: ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΜΑΡΚΕΤΙΝΓΚ Λοίζου Ευστράτιος Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων-Kατεύθυνση

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Αριθμητική Ανάλυση. Ενότητα 1: Εισαγωγή Βασικές Έννοιες. Φραγκίσκος Κουτελιέρης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

ΧΗΜΕΙΑ Ι Ενότητα 11: Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων

Διοικητική Λογιστική

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Αερισμός. Ενότητα 1: Αερισμός και αιμάτωση. Κωνσταντίνος Σπυρόπουλος, Καθηγητής Σχολή Επιστημών Υγείας Τμήμα Ιατρικής

ΧΗΜΕΙΑ. Ενότητα 16: Χημική Ισορροπία. Ντεϊμεντέ Βαλαντούλα Τμήμα Χημείας. Χημική ισορροπία

Transcript:

Οργανική Χημεία ΕΝΟΤΗΤΑ 12: ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΘΗΚΗΣ ΣΕ ΑΛΚΕΝΙΑ Ε. Αμανατίδης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Περίληψη ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΘΗΚΗΣ ΣΕ ΑΛΚΕΝΙΑ ΓΕΝΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟΦΙΛΗΣ ΠΡΟΣΘΗΚΗΣ ΣΕ ΑΛΚΕΝΙΑ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΥΔΡΑΛΟΓΟΝΩΝ ΣΕ ΑΛΚΕΝΙΑ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΚΑΝΟΝΑΣ MARKOVNIKOV ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΘΕΙΪΚΟΥ ΟΞΕΟΣ ΣΕ ΑΛΚΕΝΙΑ ΕΝΥΔΑΤΩΣΗ ΑΛΚΕΝΙΩΝ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΑΛΚΟΟΛΩΝ ΑΠΟ ΑΛΚΕΝΙΑ ΜΕΣΩ ΟΞΥ- ΥΔΡΑΡΓΥΡΩΣΗΣ ΑΦΥΔΡΑΡΓΥΡΩΣΗΣ ΑΛΚΕΝΙΩΝ: ΠΡΟΣΘΗΚΗ MARKOVNIKOV ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟΦΙΛΗ ΠΡΟΣΘΗΚΗ Br 2 ΚΑΙ Cl 2 ΣΕ ΑΛΚΕΝΙΑ

Αντιδράσεις προσθήκης σε αλκένια

Γενικός Μηχανισμός προσθήκης Τα αλκένια υπόκεινται σε αντιδράσεις προσθήκης στο διπλό δεσμό Σε αυτές τις αντιδράσεις έχουμε διάσπαση του π- δεσμού και το σχηματισμό δυο σ-δεσμών Σε αυτά τα παραδείγματα το Η +, το In οποίο these examples, δρα ως H +, an electrophile, adds first followed by a nucleophile. ηλεκτρονιόφιλο, προστίθεται αρχικά στο διπλό δεσμό και στη συνέχεια ακολουθεί προσθήκη πυρηνόφιλου

Γενικά Χαρακτηριστικά αντίδρασης προσθήκης Οι αντιδράσεις προσθήκης είναι αντιδράσεις 2 βημάτων. Στο 1 ο βήμα η προσθήκη ενός ηλεκτρονιόφιλου οδηγεί στο σχηματισμό καρβοκατιόντος το οποίο στη συνέχεια αντιδρά με κάποιο πυρηνόφιλο Οι αντιδράσεις αυτές έχουν τα παρακάτω χαρακτηριστικά Οι αντιδράσεις προσθήκης μετατρέπουν έναν π-δεσμό του αλκενίου και έναν σ-δεσμό του Α-Β σε δυο σ-δεσμούς στο προϊόν. Απώλεια δεσμού Κέρδος δεσμού Η συνολική μεταβολή της ενέργειας είναι συνήθως ευνοϊκή καθώς έχουμε τη διάσπαση ενός ασθενούς π-δεσμού και το σχηματισμό ενός ισχυρού σ-δεσμού

Γενικά Χαρακτηριστικά αντίδρασης προσθήκης Τα π-ηλεκτρόνια είναι εκτεθειμένα και έχουν υψηλή πολωσιμότητα. Τα ηλεκτρονιόφιλα έλκονται από το μη εντοπισμένο αρνητικό φορτίο. C C E + + E + ηλεκτρονιόφιλο electrophile C C E + E + electrophilic attack on the easily accessible and polarizable -electrons Ηλεκτρονιόφιλο επιτίθεται στα εύκολα προσβάσιμα και υψηλής πολωσιμότητας π-ηλεκτρόνια Τυπικά ηλεκτρονιόφιλα είναι θετικά φορτισμένα είδη όπως το H +, R +, Me + και οξέα κατά Lewis όπως BF 3 και AlCl 3.

: Γενικά Χαρακτηριστικά αντίδρασης προσθήκης Καρβοκατιόντα σχηματίζονται μετά την ηλεκτρονιόφιλη επίθεση καρβοκατιόν Τα καρβοκατιόντα αντιδρούν γρήγορα με τα πυρηνόφιλα X C H C X C H C

Ηλεκτρονιόφιλη προσθήκη υδραλογόνων σε αλκένια Μηχανισμός αντίδρασης και κανόνας Markovnikov

Προσθήκη υδραλογόνων σε αλκένια: Κανόνας Markovnikov Προσθήκη υδραλογόνων (HCl, HBr, HI) σε αλκένια Οι αντιδράσεις αυτές λαμβάνουν χώρα με προσθήκη ΗΧ σε διαλύτη όπως οξικό οξύ ή δίχλωρομεθάνιο παρουσία αλκενίου The Η σειρά reactivity δραστικότητα order of υδραλογόνων HX in these additions είναι: is: Η δραστικότητα του HCl είναι πολύ μικρή εκτός αν χρησιμοποιηθούν αλκένια με μεγάλο αριθμό υποκαταστατών.

Τοποειδικές αντιδράσεις προσθήκης Με τον όρο τοποειδικότητα αναφερόμαστε στους άνθρακες του αλκενίου στους οποίους θα προστεθούν το Η και το Χ, αν υπάρχει δηλαδή κάποια επιλεκτικότητα. Σε ασύμμετρα αλκένια, υπάρχουν δυο δυνατές τοποθετήσεις Δεν ευννοείται

Κανόνας Markovnikov Κανόνας Markovnikov (1869): «Το ηλεκτρονιόφιλο υδρογόνο προστίθεται στον άνθρακα του διπλού δεσμού που φέρει το μεγαλύτερο αριθμό υδρογόνων» CH 2 =CH-CH 3 Προϊόν προσθήκης Markovnikov Αντιδράσεις προσθήκης που ακολουθούν αυτόν τον κανόνα ονομάζονται προσθήκες Markovnikov

Μηχανισμός Υδραλογόνωσης Η προσθήκη ΗΧ σε αλκένιο είναι αντίδραση 2 βημάτων: Βήμα 1 αργό Ηλεκτρονιόφιλη προσθήκη Βήμα 2 γρήγορο Πυρηνόφιλη προσθήκη

Διάγραμμα ελεύθερης ενέργειας για τη προσθήκη υδραλογόνου Βήμα 2 Βήμα 1

Κανόνας Markovnikov και σταθερότητα καρβοκατιόντος Όταν το Η + ή κάποιο άλλο ηλεκτρονιόφιλο προστίθεται σε ασύμμετρα αλκένια υπάρχουν δυο ανταγωνιστικοί δρόμοι που περιλαμβάνουν σχηματισμό διαφορετικών καρβοκατιόντων Βήμα1α Βήμα1β Ο δρόμος 1β είναι γρηγορότερος γιατί οδηγεί στο σχηματισμό σταθερότερου καρβοκατιόντος Κατιόν Προπυλίου 1οταγες Λιγότερο σταθερό Κατιόν Ισοπροπυλίου 2οταγες Περισσότερο σταθερό Επειδή το αργό καθοριστικό στάδιο αντίδρασης είναι ο σχηματισμός του καρβοκατιόντος, τα προϊόντα της προσθήκης θα καθορίζονται από το σχετικό λόγο των βημάτων 1α και 1β

Νεότερη εκδοχή κανόνα Markovnikov «Σε μια ιοντική προσθήκη ασύμμετρων αντιδραστηρίων σε διπλό δεσμό, το θετικά φορτισμένο μέρος του αντιδραστηρίου προστίθεται κατά τέτοιο τρόπο ωστε να δώσει το σταθερότερο καρβοκατιόν» Ανάλυση ιοντικών αντιδράσεων προσθήκης Το Iodinium ιωδιούχο chloride χλώριο πρέπει must be να polarized είναι πολωμένο as shown με in order συγκεκριμένο to produce τρόπο the ώστε more να οδηγήσει stable carbocation στο σταθερότερο intermediate. καρβοκατιόν.

Στερεοεκλεκτικές αντιδράσεις Οι προσθήκες Markovnikov είναι παραδείγματα στερεό-εκλεκτικών αντιδράσεων. Όταν μια αντίδραση μπορεί να δώσει περισσότερα από ένα συντακτικά ισομερή αλλά τελικά δίνει σε μεγαλύτερη αναλογία το σταθερότερο ονομάζεται στερεοεκλεκτική. Εξαίρεση από το κανόνα Markovnikov Η ιοντική προσθήκη υδραλογόνων ακολουθεί το κανόνα Markovnikov. Ωστόσο, η προσθήκη HBr έχει δείξει εξαίρεση από αυτόν τον κανόνα για ορισμένες αντιδράσεις. Η εξαίρεση αυτή δίνει anti Markovnikov προϊόντα και έχει αποδειχθεί ότι συμβαίνει όταν χρησιμοποιούνται υπεροξείδια (R-O-O-R) τα οποία οδηγούν σε άλλο μηχανισμό αντίδρασης (ελευθέρων ριζών). CH 3 CH=CH 2 + HBr R-O-O-R CH 3 CH 2 CH 2 Br anti-markovnikov Προϊόντα anti-markovnikov product

Ενυδάτωση αλκενίων Προσθήκη θειϊκού οξέος σε αλκένια Προσθήκη νερού σε αλκένια παρουσία οξέος

= = O Προσθήκη θειϊκού οξέος σε αλκένια Τα αλκένια διαλύονται σε ψυχρό δ/μα θειϊκού οξέος υψηλής συγκέντρωσης λόγω της αντίδρασης προσθήκης που οδηγεί στο σχηματισμό θειικών εστέρων Ηλεκτρονιόφιλη electrophilic προσθήκη addition O CH 3 CH=CH 2 + H-O-S-O-H Πυρηνόφιλη προσθήκη O-SO 3 H CH 3 CHCH 3 isopropyl Ισοπροπυλικός hydrogen θειϊκός sulfate εστέρας Η αντίδραση This reaction είναι is στερεοεκλεκτική regioselective και and ακολουθεί follows το Markovnikov's κανόνα rule: conc. Θειϊκό H 2 οξύ SO 4 cold 25 ο C OSO 3 H tert-butyl t-βουτιλικός hydrogen θειϊκός εστέρας sulfate

Αλκοόλες με υδρόλυση θειϊκών εστέρων Με τη σειρά τους αλκοόλες μπορούν να σχηματισθούν με θέρμανση και υδρόλυση θειϊκών εστέρων. Ο θειϊκός εστερικός δεσμός υδρολύεται: θερμότητα Ισοπροπυλικός θειϊκός εστέρας Ισοπροπυλική αλκοόλη Μέσω: Ισοπροπυλικός θειϊκός εστέρας Το πυρηνόφιλο νερό προσβάλει τη θειϊκή εστερομάδα απελευθερώνοντας αλκοόλη. Καλύτερη αποχωρούσα ομάδα σχηματίζεται με πρωτονίωση του Οξυγόνου

Συνολική αντίδραση: Ενυδάτωση αλκενίων σε δυο βήματα R H αλκένιο alkene H H conc. Θειϊκό Hοξύ 2 SO 4 cold 25 ο C R OSO 3 H Θειϊκός εστέρας alkyl hydrogen sulfate θερμότητα R OH alcohol αλκοόλη

Ενυδάτωση αλκενίων καταλυόμενη από παρουσία οξέος Τα αλκένια μπορούν να αντιδράσουν με νερό παρουσία κάποιου οξέος προς σχηματισμό αλκοολών. Η προσθήκη δεν μπορεί να συμβεί απουσία οξέος. H 3 C H 3 C H H + H 2 O H + OH

Μηχανισμός ενυδάτωσης αλκενίων Βήμα 1: Ηλεκτρονιόφιλη προσθήκη αργό Βήμα 2: Πυρηνόφιλη προσθήκη γρήγορο Βήμα 2: Αποπρωτονίωση γρήγορο t-βουτυλοξώνιο Το ιόν οξωνίου επανασχηματίζεται οπότε η αντίδραση καταλύεται από το οξύ

Αντιστρεπτή αντίδραση Η ενυδάτωση αλκενίων είναι αντιστρεπτή αντίδραση. Το προϊόν που λαμβάνεται εξαρτάται από τις συνθήκες της αντίδρασης

Για την ενυδάτωση αλκενίων χρησιμοποιείται ασθενές δ/μα οξέος έτσι ώστε να υπάρχει αρκετό νερό να δράσει ως πυρηνόφιλο και να οδηγήσει την αντίδραση προς αλκοόλη Για την αφυδάτωση αλκοολών χρησιμοποιείται πυκνό δ/μα οξέος (> 20 % ισχυρά ιοντικό διάλυμα) και το αλκένιο απομακρύνεται με απόσταξη καθώς σχηματίζεται για να ευννοήσουμε την παρασκευή του.

Επαναδιευθετήσεις Επαναδιευθετήσεις μπορούν να συμβούν κατά την ενυδάτωση των αλκενίων στο στάδιο σχηματισμού του καρβοκατιόντος 3,3-διμέθυλ-1-βουτένιο Δευτεροταγές Καρβοκατιόν fast 1,2-methanide shift 1-2 επαναδιευθέτησ η μεθυλομάδας HO 2,3-dimethyl-2-butanol 2,3-διμέθυλ-2-βουτανόλη Τριτοταγές Καρβοκατιόν

Γενικά χαρακτηριστικά ενυδάτωσης αλκενίων Η σειρά δραστικότητας των αλκενίων > > Ακολουθεί την σειρά σταθερότητας των ενδιάμεσων καρβοκατιόντων Τα οποία σχηματίζονται στο αργό καθοριστικό για τη ταχύτητα στάδιο της αντίδρασης 3 ο ταγές 2 ο ταγές 1 ο ταγές Επαναδιευθετήσεις του καρβοκατιόντος μπορεί να συμβούν προς σταθεροποίηση του ενδιάμεσου προϊόντος της αντίδρασης

Παρασκευή αλκοολών από αλκένια μέσω όξυδραργύρωσης - αφυδραργύρωσης Προσθήκη Markovniko

Δυο γενικές μέθοδοι σύνθεσης αλκοολών από αλκένια Η ενυδάτωση αλκοολών που παρουσιάσθηκε προηγουμένως δεν έχει στερεοεκλεκτικότητα λόγω της επαναδιευθέτησης του καρβοκατιόντος και έτσι χρησιμοποιείται λιγότερο ως μέθοδος σύνθεσης αλκοολών Υπάρχουν δυο κύριες μέθοδοι μετατροπής αλκενίων σε αλκοοόλες που έχουν αρκετά ελεγχόμενη στερεοεκλεκτικότητα: (1)Η οξυ-υδραργύρωση αφυδραργύρωση αλκενίων: Προϊόν προσθήκης Markovnikov (2)H υδροβορίωση Οξείδωση αλκενίων: anti-markovnikov προϊόν

= Οξυδραργύρωση - αφυδραργύρωση Η μέθοδος αυτή περιλαμβάνει δυο βήματα (1) Οξυ-υδραργύρωση Ένα αλκένιο αντιδρά με νερό παρουσία οξικού υδραργύρου (ηλεκτρονιόφιλο) σε μίγμα THF (τετραυδροφουρανίου, (C 2 H 4 )O) και νερού. Ο ρόλος του THF είναι η διάλυση του αλκενίου alkene αλκένιο (2) Αφυδραργύρωση THF O H 2 O, Hg(OCCH 3 ) 2 HO Hg O O oxymercuration product Προϊόν οξυ-υδραργύρωσης CH 3 + H 3 C OH acetic acid Μετά το 1 ο βήμα προστίθεται υδροβορίδιο νατρίου NaBH 4, το οποίο ανάγει τον αλκυλιωμένο υδράργυρο (+2) κάτω από βασικές συνθήκες O HO Hg O CH 3 oxymercuration product Προϊόν οξυυδραργύρωσης H 2 O, NaBH 4 THF αλκοόλη alcohol O Οξικό οξύ HO + Hg + CH 3 CO 2 -

Οξυδραργύρωση - αφυδραργύρωση Τα δύο βήματα λαμβάνουν χώρα στο ίδιο δοχείο σε θερμοκρασία περιβάλλοντος Η οξυ-υδραργύρωση ολοκληρώνεται σε λίγα λεπτά Η αφυδραργύρωση ολοκληρώνεται σε λιγότερο από ώρα και το ποσοστό μετατροπής σε αλκοόλη είναι ~ 90% Εύκολη αντίδραση παρασκευής αλκοολών με μεγάλη απόδοση

Τοποεκλεκτικότητα οξυδραργύρωσης - αφυδραργύρωσης Η αντίδραση είναι υψηλά στερεό-εκλεκτική και η προσθήκη του Η και του ΟΗ ακολουθούν το κανόνα Markovnikov (i) Hg(OAc) 2,/THF, H 2 O (ii) NaBH 4, HO -

Παράδειγμα (i) Hg(OAc) 2,/THF, H 2 O 1-hexene 1-εξένιο (ii) NaBH 4, HO - 2-εξανόλη (96 %) (i) Hg(OAc) 2,/THF, H 2 O (ii) NaBH 4, HO - 1-methylcyclopentene 1-μέθυλκυκλοπεντένιο 1-μέθυλκυκλοπεντανόλη (100 %) (i) Hg(OAc) 2,/THF, H 2 O 3,3-dimethyl-1-butene - διμέθυλ -1- βουτένιο (ii) NaBH 4, HO - 3,3-διμέθυλ-2-βουτανόλη (94 %) Το 3 ο παράδειγμα υποδεικνύει ότι δεν σχηματίζεται καρβοκατιόν κατά την οξυ-υδραργύρωση??

Μηχανισμός οξυδραργύρωσης - αφυδραργύρωσης Η αντίδραση θεωρείται ότι ξεκινάει με επίθεση του ηλεκτρονιόφιλου Hg(+2), πιθανώς ως Hg(OAc), στο διπλό δεσμό του αλκενίου Ηλεκτρονιόφιλο Στη συνέχεια σχηματίζεται μια γέφυρα του ιόντος Hg αντί για ένα ελεύθερο καρβοκατιόν,το οποίο μπορεί να επαναδιευθετηθεί

Στερεοεκλεκτικότητα οξυδραργύρωσης - αφυδραργύρωσης Το ιόν Hg αντιδρά στη συνέχεια με το πυρηνόφιλο (Η 2 Ο) επιλεκτικά με το άνθρακα που φέρει το περισσότερο θετικό φορτίο γρήγορο Προϊόν οξυ-υδραργύρωσης Με βάση αυτό η αντίδραση οδηγεί σε προϊόντα Markovnikov και μπορεί να θεωρηθεί ως στερεοεκλεκτική

Αναγωγή προϊόντος οξυδραργύρωσης Η αναγωγή του υδραργύρου με NaBH 4 τον οδηγεί στην οξειδωτική κατάσταση 0 και την αντικατάσταση του από ένα άτομο Η με ταυτόχρονη απελευθέρωση ανιόντος οξικού οξέος Βορουδρίδιο Na Αντίδραση αναγωγής 2 ηλεκτρονίων 3,3-διμέθυλ-2-βουτανόλη Προϊόν προσθήκης Markovnikov

Σύνοψη αντίδρασης οξυδραργύρωσης - αφυδραργύρωσης Οδηγεί κατά κύριο λόγο σε πρoσθήκη Markovnikov Δεν δίνει σχηματισμό ενδιάμεσου ελεύθερου καρβοκατιόντος Δεν δίνει επαναδιευθετήσεις καρβοκατιόντος Έχει υψηλή απόδοση και στερεο-εκλεκτικότητα

Ηλεκτρονιόφιλη προσθήκη βρωμίου και χλωρίου σε αλκένια

Προσθήκη Cl 2 και Br 2 σε αλκάνια - αλκένια Τα αλκάνια δεν αντιδρούν με Br 2 ή Cl 2 απουσία υπεριώδους ακτινοβολίας σε θερμοκρασία περιβάλλοντος Τα αλκένια αντιδρούν γρήγορα με αντιδράσεις προσθήκης με το Br 2 και Cl 2 στο σκοτάδι ακόμα και σε θερμοκρασίες δωματίου σκοτάδι

Παραδείγματα προσθήκης αλογόνων Chlorination ΧΛΩΡΙΩΣΗ CH 3 CH 2 CH=CH 2 1-butene 1-βουτένιο + Cl 2-9 o C CH 3 CH 2 CHClCH 2 Cl 1,2-dichlorobutane 1,2-διχλωροβουτάνιο ΒΡΩΜΙΩΣΗ Bromination - 5 o C + + Br 2 CCl 44 //ethanol αιθανόλη cyclopentene κυκλοπεντένιο Br Br Br Br trans-1,2-dibromocyclopentane trans-1,2-διβρωμοκυκλοπεντάνιο (Racemic Form) ΣΧΗΜΑΤΙΖΕΤΑΙ Μόνο το trans ισομερές!

Μηχανισμός Βρωμίωσης αλκενίων Μηχανισμός δύο βημάτων Στο 1 ο βήμα συμβαίνει η ηλεκτρονιόφιλη επίθεση του Br2 στο διπλό δεσμό προς σχηματισμό ενός γεφυρωμένου ιόντος που καθορίζει τη στερεοχημεία της αντίδρασης Κατιόν βρωμωνίου Τα π-ηλεκτρόνια του αλκενίου επάγουν διπολική ροπή στο μόριο του Br 2 Το πλησιέστερο ηλεκτροθετικότερο άτομο Br συνδέεται με τους 2 άνθρακες του αλκενίου σχηματίζοντας ένα γεφυρωμένο θετικά φορτισμένο ιον βρωμωνίου

Μηχανισμός Βρωμίωσης αλκενίων Βήμα 2: πυρηνόφιλη προσθήκη Br Κατιόν βρωμωνίου Το πυρηνόφιλο ιόν Br προσβάλει το θετικό ιόν που σχηματίσθηκε στο βήμα 1 σε an overall anti-addition. αντίδραση τύπου SN2 και ανοίγει το δακτύλιο που είχε σχηματισθεί Η στερεοχημεία είναι πολύ συγκεκριμένη (στερεοεκλεκτικότητα) καθώς το πυρηνόφιλο πρέπει να προσεγγίσει από την αντίθετη πλευρά από τη γέφυρα του ιόντος (αντί-προσθήκη) Αντί προσθήκη οδηγεί στο σχηματισμό αποκλειστικά του trans ισομερούς Br The vicinal dibromide is formed with a welldefined stereochemistry in

Τέλος ενότητας

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Πατρών,. Επίκουρος καθηγητής Ελευθέριος Αμανατίδης, «Οργανική Χημεία». Έκδοση: 1.0. Πάτρα 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: https://eclass.upatras.gr/courses/cmng2116/

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.