Olika typer av kolväten

Transkript

1 INTDUKTIN TILL GANISK KEMI KABNYLGUPPSKEMI Föreläsning v16 Nina Kann lika typer av kolväten alifatiska - alkaner - alkener - alkyner aromatiska 1

2 Funktionella grupper alken alkohol l alkylhalid S tiol N 2 amin eter alkyn N nitril karboxylsyra epoxid aldehyd En funktionell grupp är den enhet i en molekyl som ger upphov till molekylens reaktivitet. rganisk kemi i denna kurs v16 karbonylgruppens kemi = v17 alkylhaliders reaktivitiet, kiralitet 3 3 Br l v18 alkener, karbokatjoner, konformationer = v19 aromaticitet och konjugering v20 aromatiska molekylers reaktivitet, organisk syntes 2

3 5 kleofiler/elektrofiler En nukleofil söker sig till något positivt. En nukleofil kan vara antingen en anjon eller en neutral molekyl med minst ett fritt elektronpar. En elektrofil söker sig till något negativt. En elektrofil kan vara en katjon (t.ex. + ) eller en positivt polariserad atom, t.ex. karbonyl (=). Användning av pilar Pilarna visar hur elektronerna rör sig (ej atomernas rörelse): - Br + Br- 3

4 Karbonylgruppens kemi Aldehyder, ketoner och karboxylsyraderivat Klasser av molekyler som innehåller = Aldehyder Ketoner Karboxylsyror Estrar Amider Syraklorider Syra anhydrider 4

5 Aldehyder Kanelaldehyd (kanel) itral (citrongräs) Vanillin (vaniljstång)) Bensaldehyd (bittermandel) trans-2-exenal (alarmferomon för en typ av myror) Ketoner 2-eptanon (alarmferomon för bin) Jasmon (jasminblomma) Kamfer (eucalyptus) Thujon (absint) Muskon (myskhjort) 5

6 Karboxylsyraderivat N' 2 karboxylsyra ester amid N syraanhydrid X syraklorid nitril n lakton n N laktam Karboxylsyror Mjölksyra Ibuprofen Vinsyra Stearinsyra 6

7 Karbonylgruppen = plan, 120 sp 2 -hybridisering på både och π-bindning & σ-bindning π σ Karbonylgruppen är polär δ δ+ Kolet reagerar med nukleofiler Syret reagerar med elektrofiler (ofta + ) 7

8 kleofil addition till = Mekanism kleofilen kan vara en anjon ( - ) eller neutral (:) Elektrofilen är vanligtvis +. kleofil addition till = m nukleofilen är svag behöver karbonylgruppen aktiveras med syra. 8

9 kleofil substitution vid = X X eaktivitet l > > > ' N 2 Ett mer reaktivt karboxylsyraderivat y kan användas för att framställa ett mindre reaktivt derivat (men ej tvärtom). 9

10 Förestring (estersyntes) + ' + ' Esterhydrolys, basisk eller sur ' 2 ' 2 10

11 xidation & reduktion xidationsnivå Karboxylsyror /estrar / amider oxidation Aldehyder / ketoner oxidation Alkoholer Tertiära alkoholer oxideras ej. 11

12 xidation av alkoholer till aldehyd Alkoholer kan oxideras till aldehyder m.h.a. P P P = pyridinium klorokromat De flesta andra oxidationsreagens tenderar att ge oxidation hela vägen till karboxylsyra. y KMn 4 xidation av alkohol till keton xidation till keton mindre känsligt för val av oxidationsmedel. 12

13 xidation av aldehyder 25 Aldehyder kan oxideras till karboxylsyror K 2 r 2 7 / 2 S 4 eller KMn 4 Ketoner oxideras ej eduktion av aldehyder/ketoner 26 eduktion med hydrid ( = - i form av NaB 4 eller LiAl 4 ) 1) NaB 4 eller LiAl 4. 2) + Mekanism: nukleofil addition av hydrid (dvs. - ) till karbonylgruppen 13

14 eduktion av karboxylsyror/estrar LiAl 4 krävs i detta fall (NaB 4 är för svagt reduktionsmedel). + LiAl 4 ' + LiAl 4 28 eduktion av = Addition av 2 i närvaro av metall ger reduktion av en dubbelbindning; kallas katalytisk tisk hydrogenering. kat. + 2 syn addition Katalysatorn är vanligtvis Pd, Pt eller Pt 2 14