FUNKTIONELLA GRUPPER (Ämnesklasser)

Relevanta dokument
FUNKTIONELLA GRUPPER (Ämnesklasser)

FUNKTIONELLA GRUPPER (Ämnesklasser)

Vanliga funktionella grupper i organisk kemi

ALDEHYDER och KETONER Del D-2007

FUNKTIONELLA GRUPPER (Ämnesklasser) Fö 9-10 Del B-2010

Vanliga flervärdiga alkoholer. 1,2,3-Propantriol Glycerol Ingår i fett (ogiftig) Etandiol Etylenglykol Antifrysvätska (giftig)

ALKOHOLER Del C Metanol. Etanol. 2-propanol isopropanol

CH 3 N. metylamin dimetylamin trimetylamin tetrametylammonium jon primär sekundär!!!!!!!!!!!!! tertiär!!!!!!!!!!!kvartenär

FUNKTIONELLA GRUPPER (Ämnesklasser) Fö

Naftalen Antracen Fenantren Benspyren

NOMENKLATUR (kort version)

Namnge och rita organiska föreningar - del 5

Det finns alltså tre isomera pentaner. Dessa har olika fysikaliska egenskaper, t.ex. kokpunkt.

Organiska föreningar del 5: Rita och namnge alkoholer, karboxylsyror och estrar. Niklas Dahrén

Omättade kolväten med dubbelbindning Generell formel: CnH2n Ändelsen -an ändras till -en

Introduktion till laborationen

Namnge och rita organiska föreningar - del 4 Alkoholer, karboxylsyror och estrar. Niklas Dahrén

KARBOKATJON KARBANJON

Organiska föreningar del 6: Rita och namnge etrar, aldehyder, ketoner, tioler och disulfider. Niklas Dahrén

#"bindning Vanliga exempel

Namngivning av organiska föreningar del 2. Niklas Dahrén

Det finns alltså tre isomera pentaner. Dessa har olika fysikaliska egenskaper, t.ex. kokpunkt.

Olika typer av kolväten

SAMMANFATTNING AV NOMENKLATUR

Organiska ämnen (2) s

Organiska ämnen (2) s

Organiska föreningar del 1: Introduktion till organiska föreningar. Niklas Dahrén

Föreläsning 4. Substituerade kolväten Kapitel 5

d=236

Organiska föreningar del 7: Rita och namnge fenoler, nitroföreningar och aminer. Niklas Dahrén

Namnge och rita organiska föreningar - del 1 Introduktion till att rita och namnge organiska föreningar. Niklas Dahrén

TENTAMEN i ORGANISK KEMI 2 (TFKE06) ,

Kolföreningar. Oändliga variationsmöjligheter

Vad är det som gör att vi lever? Finns det en gud som har skapat livet?

Kemiska reaktioner: Olika reaktionstyper och reaktionsmekanismer. Niklas Dahrén

Efterarbete: LÖSNINGSFÖRSLAG TILL UPPGIFTER - O +

Föreläsning 17. Karbonylkolets kemi II Kapitel 17 F17

O O EtOAc. anilin bensoesyraanhydrid N-fenylbensamid bensoesyra

Det organiska stamträdet. funktionella grupper avgör egenskaperna

REAKTIONER : A. ADDITION Crowe p REAKTIONER: Del D-2009 Generella typer : 1. Addition 2. Substitution 3. Elimination 4.

Lösning till Tentamen i Kemi (TFKE16),

Organiska föreningar del 2: Introduktion till att rita och namnge organiska föreningar. Niklas Dahrén

Organiska ämnen (2) s

Föreläsning 7. Alkoholer, aminer och alkylhalogenider Kapitel 8. 1) Introduktion 2) Alkoholer 3) Aminer 4) Alkylhalogenider

H 3 C. 5. Förklara varför fenol (se ovan) är en starkare syra än cyklohexanol (pk a =18).

Föreläsning 2. Kolväten Kapitel 3 och delar av 4. 1) Introduktion 2) Mättade kolväten 3) Omättade kolväten 4) Aromatiska föreningar

Lösningsförslag: Tentamen i Organisk kemi 2, TFKE06,

Namnge och rita organiska föreningar - del 1-3. Niklas Dahrén

Organisk kemi. Till provet ska du

Kemi A. Kap 9: kolföreningar

Reaktionsmekanismer. Kap 6

Inga hjälpmedel är tillåtna. 100 poäng

Föreläsning 3. Substituerade kolväten Kapitel 5

Kapitel 2. Kovalent bindning

Ättiksyra förekommer naturligt i kroppen och deltar i många biokemiska processer. Vid kroppsenligt ph är syran huvudsakligen protolyserad,

Föreläsning 16. Karbonylkolets kemi I Kapitel 16 F16

Organiska föreningar del 10: Vad bestämmer kokpunkten hos en förening? Niklas Dahrén

Inga hjälpmedel är tillåtna. 100 poäng

Namnge och rita organiska föreningar - del 3 Halogenalkaner, cykliska kolväten och arener. Niklas Dahrén

Svar: Tentamen i Organisk kemi 2, TFKE06, ,

Polära och opolära ämnen, lösningsmedel och löslighet. Niklas Dahrén

Organiska föreningar Indelning, struktur och egenskaper. Niklas Dahrén

Föreläsning 13. Aromater I Kapitel 13 F13. 1) Introduktion 2) Bensens struktur och egenskaper 3) Aromaticitet 4) Aromatiska föreningar

Reaktionsmekanismer. Kap 6

2. SUBSTITUTION (Nukleofil substitution) S N 2

8. Organisk kemi Man kan enkelt visa strukturen för ett kolväte med en s.k. streckformel. För 3-metylhexan,

Alla papper, även kladdpapper lämnas tillbaka.

Namnge och rita organiska föreningar - del 2 Alkaner, alkener, alkyner. Niklas Dahrén

7,5 högskolepoäng. Organisk kemi Provmoment: Tentamen Ladokkod: A100TG Tentamen ges för: Kemiingenjör, tillämpad bioteknik.

Nästan alla ämnen kan förekomma i tillstånden fast, flytande och gas. Exempelvis vatten kan finnas i flytande form, fast form (is) och gas (ånga).

ORGANISK KEMI KOLFÖRENINGARNAS KEMI

Isomerer. Samma molekylformel men olika strukturformel. Detta kallas isomeri. Båda har molekylformeln C 4 H 10

Inga hjälpmedel är tillåtna. För att få godkänd kurs måste man få minst 40 poäng på examen.

Tentamen i Organisk kemi, 7.5 hp (KO3003) FACIT

Intermolekylära krafter

Inför provet Kolföreningarnas kemi

C Dessa atomer är kolets isotoper. Isotoper har: olika A samma Z samma antal e likadana kemiska egenskaper

Organiska föreningar Kokpunkt och löslighet. Niklas Dahrén

Tentamen i Organisk kemi 25/5 2011,

Tentamen i Organisk kemi AK 2/6 2005,

Organisk kemi AK KOK Ulf Ellervik

Organisk kemi Kolets kemi

Föreläsning 8. Reaktionslära I Kapitel

Valenselektroner = elektronerna i yttersta skalet visas nedan för några element ur grupperna

Lärare: Jimmy Pettersson. Kol och kolföreningar

Föreläsning 6. Namngivning Kapitel 3-6 samt kompendium

Kiralitet former som är spegelbilder av varandra men ej identiska. Jämför med händer.

Föreläsning 10. Alkener I Kapitel 10 F10

KEMI 1 MÄNNISKANS KEMI OCH KEMIN I LIVSMILJÖ

Reaktionsmekanismer. Niklas Dahrén

Organisk kemi Kolföreningarnas kemi

8.1 Se lärobokens svar och anvisningar. 8.2 Se lärobokens svar och anvisningar. 8.3 a) Skrivsättet innebär följande strukturformel

ORGANISK KEMI Del A-2009

TK061B Tillämpad bioteknik, antagna 2012, Inga hjälpmedel är tillåtna. 100 poäng

4. Organiska föreningars struktur

Organiska föreningar del 3: Rita och namnge alkaner, alkener och alkyner. Niklas Dahrén

Några enkla organiska föreningar

Vätebindningar och Hydro-FON-regeln. Niklas Dahrén

Övningsfrågor inför dugga 3 och tentamen

Kursplan för kurs på grundnivå

Transkript:

FUKTIELLA GUPPE (Ämnesklasser) Fö2-2010/EMM Vanliga funktionella grupper i organisk kemi Ämnesklass Funktionell grupp amn på funk.grp Exempel Ex. 32-l + 2!" 32- + l Kloretan Etanol Generellt: -l - = - Z = generell kolvätekedja (alkyl) eller Ar = aromat Z= Funktionell grupp, Ex. -l, -, -, -2 m.fl. 1. Föreningars egenskaper bestäms av Z-gruppen och i mindre grad av -gruppen (smältpunkt, kokpunkt, löslighet, reaktivitet m.m.). 2. lika -grupp med samma funktionell grupp (Z) bildar föreningar med liknande kemiska egenskaper. Ex. metanol, etanol, propanol... 1. Alkener Dubbelbindning Alkenylgrupp eten 2. Alkyn Trippelbindning Alkynylgrupp acetylen 3. Aromater Aromatring Aromatgrupp bensen 4. Alkylhalid -X alogen kloroform 5. Alkohol - ydroxigrupp etanol 6. Eter -- Etergrupp eter 7. itroförening - 2 itrogrupp nitroglycerin 8. Aminer - 2 Aminogrupp metylamin 9. Fenol Ar- Fenolgrupp fenol 10. Aldehyd - Aldehydgrupp acetaldehyd 11. Keton 1-(=)- 2 Ketongrupp aceton 12. Karboxylsyra - Karboxylgrupp etansyra (ättiksyra) 13. Estrar -- Ester grupp etylacetat 14. Amid ---() Amid grupp bensamid 15. itril - yanogrupp acetonitril 16. Syraklorid -l Klorformylgrupp acetylklorid 17 Karboxylsyraanhydrid ---- Anhydridgrupp ättiksyraanhydrid Funktionella grp med bara kol Alkan! - Alken! -=- Alkyn! - - Aromat! Ar - Funktionella grp med syre Alkohol - Fenol Ar- Eter -- Aldehyd - Keton 1-(=)- 2 Karboxylsyra - Estrar -- Funktionella grp med kväve Amin - 2 Anilin Ar- 2 Amid ---() Övriga: Alkylhalid -X itroförening - 2 = KLSKELETTET Kursiv text för de något mindre vanliga funktionella grupper Exempelstrukturer på ämnesklasserna 1-17: l 3 1. 2. 3. 4. 3 2 2 2 5. 2 2 2 3 2 2 3 6. 7. 3 3 3 3 3 2 3 10. 11. 12. 13. 2 3 3 3 2 8. 9. l 3 3 14. 15. 16. 17.

Funktionella grp med syre ALKLE - Funktionell grupp - (alifatisk bunden) Derivat av kolväte där - byts ut mot - amnges genom att -ol läggs till motsvarande kolväte (-an " -anol) 3 Metanol träsprit 3 2 Etanol etylalkohol 3 3 2-Propanol isopropanol Fysikaliska egenskaper - Vätebindningar medför att smältpunkt och kokpunkt är högre för alkoholer än för vanliga alkaner Lägre alkoholer är lösliga i vatten = kolvätekedja < 4 kolatomer är vattenlöslig Vätebindning 3 2 2 1-Butanol en primär alkohol ögre alkoholer har liknande egenskaper som alkaner 3 2 3 amngivning: 3 3 3 2-Butanol en sekundär alkohol 2-Metyl-2-propanol en tertiär alkohol Alkoholgruppen som substituent: hydr oxi- 2 3-ydroxi-4-metyl-1-cyklohexen 3 3 2 3 2 2 3 2 2 2 starkt polär avtagande polära egenskaper Vätebindning 4-Isopropyl-2-heptanol 1 opolära del Lipofil polär del ydrofil Flervärda alkoholer Etendiol Etylenglykol (= glykol) Giftig (kylarvätska) 2 2 2 2 1,2,3-Propandiol Glycerol f arlig Ingår i fett ETA -- amnges: Alkyl alkyl eter alt. alkoxi-alkan 3 3 3 2 2 3 Kan bilda s.k. peroxider: Fysikaliska egenskaper: Dimetyl eter Dietyl eter (vanlig eter) alt. Etoxietan --- explosiva föreningar Kokpunkt lägre än motsvarande alkohol. Kan inte vätebinda till sig själv (lägre kokpunkt än alkoholer) Etrar är generellt rel. oreaktiva, vattenolösliga, eldfarliga lösningsmedel.

FELE Ar- föreningar med en hydroxylgrupp bunden direkt till en aromatisk ring reagerar olika jämfört med alkoholer -. fenol Ph- 1-naftol Ar- 2-naftol Fenoler är svaga syror: - i jämförelse med alkoholer + Base + - Base bensylalkohol bs! ingen fenol = - pk a! 10 Varför är fenol en starkare syra relativt alkoholer? Fenoxidjonen är resonansstabiliserad: lika resonansstrukturer förklarar elektronfördelningen där den negativa laddningen är delokaliserad över tre kol och ett syre. Elektroner polariseras från syret in i ringen. esonanshybrid av fenolatanjonen -! = positioner med något högre elektrontäthet Ju mer utspridd jon - Ju stabilare -! -! -! -! 3 2 + Base 3 2 + - Base ESASFMLE. pk a! 16 Enskilt ritade strukturer av en molekyl eller molekyljon som visar hur elektronpar och $-bindningar kan/får flyttas inom molekylen. De olika strukturerna ger en bild av var elektropositiva och elektronegativa laddningar är fördelade i molekylen Ex. Karboxylsyror, itrometan. (se även bensen tidigare, och fenol nästa sida)) egler för resonansstrukturformler 1) Valensreglerna måste gälla (oktettregeln: 8 elektroner i yttre skalet,,,) 2) esonansstrukturformlerna får bara skilja sig åt i omfördelningen av elektroner. Inga # bindningar får brytas, bara $ bindningar och e par får flyttas. Avgörande för stabiliteten hos olika resonansstrukturer a) De strukturer som har flest kovalenta bindningar är stabilast b) Så lite laddningsseparation som möjligt c) Det mest elektronegativa atomslaget får den negativa laddningen d) Endast en extra laddningsuppdelning räknas med (= ritas, se II och III nedan) 3 3 Pilens riktning utgår alltid från e-par eller!-bindning till!-bindning resp. e-par De olika strukturerna sätts generellt inom en klammer. 3 itrometan 3 esonansstrukturerna visar att den negativa laddningen är spridd på de ekvivalenta syrena Ex. Pent-3-en-2-on Polarisering = drar elektronerna mot syret Punkt c)!" +" I II III Laddningsfördelningen ger indikation på dipol riktningen, och på vilka positioner reaktioner företrädesvis sker på. Syret är mest elektronegativt vill ej ha positiv laddning -! +! Ej bra! instabilt

ALDEYDE och KETE -! Karbonylgrupp +! -! +! Dipol, sp 2 kol, 120 vinkel ågra vanliga reaktioner för Aldehyder och Ketoner eduktion till alkoholer ab 4 2 Aldehyd atruim Borhydrid Primära alkohol Bindningstyp som ingår i många funktionella grupper Aldehyd - ändelse: -al Keton ab 4 Sekundär alkohol 3 3 2 Metanal Formaldehyd (formalin som vattenlösning) Etanal Acetaldehyd (ger baksmälla) Propanal Propionaldehyd l 1 3-klorpropanal Bensaldehyd umrering från aldehydkolet "bittermandelolja" Keton ändelse: -on 3 3 Propanon Aceton kp 56 3 2 3 Butanon Isomera pentanoner 2-Pentanon 3-Pentanon Aldehyder och ketoner är halvpolära, med lägre kokpunkt än alkoholer, men högre än etrar. xidation av alkoholer: Primära alkoholer:! Aldehyd! Karboxylsyra 3 2 Etanol Sekundär alkohol: a 2 r 2 7 2 S 4 Special reagens för aldehyder: P Tertiära alkoholer oxideras ej! Keton Addition till karbonylgrupp!" - +" + + - Aldehyd eller Keton 3 Acetaldehyd xideras lätt vidare a 2 r 2 7 2 S 4 a 2 r 2 7 2 S 4 P 2 l 2 3 Ättiksyra Aceton - en Keton P = Pyridinum hloro hromate yanohydrin ny kol-kol bindning Det positivt polariserade karbonylkolet reagerar med elektronrik nukleofil, ex.vis en cyanidjon, varefter det negativa syret tar upp en vätejon

KABXYLSY - ändelse: -syra -oat Motsvarande salt Strukturformel Systemat. amn Trivialnamn Systemnamn Trivialnamn Metansyra Myrsyra metanoat formiat 3 Etansyra Ättiksyra etanoat acetat 3 2 Propansyra Propionsyra propanoat propionat 3 2 2 Butansyra Smörsyra butanoat butyrat 3 2 2 2 Pentansyra Valeriansyra pentanoat valeriat Dessa kortare karboxylsyror har alla stickande, frän och illaluktande lukt. Längre kolkedjor (>12 ) ger luktlösa och fasta karboxylsyror som kallas fettsyror Ph- Bensoesyra är en aromatisk karboxylsyra. Användning: konserveringsmedel Karboxylsyror är relativt starka syror Ättiksyra:!" 3 +" Vanliga dikarboxylsyror + Bas pk a! 5 3 + Bas- Karbonylens dipol och resonansstabiliserad anjon bidrar till lågt pk a Dimerer och vätebindning ger höga kp och smp för karboxylsyror Induktiv effekt:!" +" l 2 +" Dipol l Polarisering av elektroner från elektronegativa atomslag ger dipoler, vars styrka och riktning påverkar övriga molekylen. Induktiv effekt påverkar reaktiviteten i olika föreningar och syrastyrkor i bl.a. karboxylsyror!"!" 2 l 2 2 l 2 2 2 är en starkare syra än pka 2,8 4,1 4,5 eaktioner som ger karboxylsyror: 3 +" pka =4.8 Kloratomen "drar" elektroner från -, vars syre binder vätet sämre Induktiva effekten av elektronegativa kloratomen avtar med avståndet Minskad syrastyrka nedåt 3 xidation av primär alkohol: a 2 r 2 7 3 2 3 Kp 78 2 S 4 20 118 xideras lätt vidare xidation av aromatisk sidkedja: 3 KMn 4 - Etandisyra xalsyra oxalat Finns i naturligt i t.ex rabarber och harsyra - 2- Propandisyra Malonsyra malonat Finns naturligt i kroppens metabolism 2 S 4 Bensoesyra

ESTE - ett karboxylsyraderivat som fås genom kondensation av en karboxylsyra och en alkohol Framställning 3 ättiksyra etanol + -- 2 3 Salicylsyra amngivning 3 2 3 ' + 3 Syra Funktionell grupp - Änderlse: -yl -oat 3 2 3 + 2 etylacetat 3 Acetylsalicylsyra - en av världen äldsta läkemedel Alkoholens alkylgrupp följt av syrasaltets namn Alkyl alkanoat etyletanoat etylbutanoat pentylacetat etylacetat (persika smak/doft) (banansmak/doft) Många enkla estrar med rel. korta kolkedjor har angenäm doft Basisk hydrolys: Saponifiering (förtvålning av fetter) ' + ydrolys: + ' Funktionella grp med kväven: AMIE - 2 amnges med alkyl följt av ordet amin. 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 metylamin dimetylamin trimetylamin tetrametylammonium jon primär sekundär!!!!!!!!!!!!! tertiär!!!!!!!!!!!kvartenär Sekundära och tertiära aminer namnges genom att den mest komplexa (flest kol) alkylgruppen bildar basnamn och övriga alkylgrupper bundna till kvävet behandlas som substituenter med prefixet - 2 propylamin -etyl--metylpropylamin -etylpropylamin Aminogruppen kan även behandlas som substituent och betecknas då amino- Ex. 2 2-Aminopropan 3 3 Aminer är en organisk motsvarighet till ammoniak Aminer är baser: 3 2 2 + -l 3 2 3 l (aq) Ammoniumsalt Ammoniumjoner med stora -grupper är även vattenlösliga Aminer bildar vätebindningar, på samma sätt som alkoholer, med t ex annan amin eller vatten, genom aminogruppens väten och kvävets fria elektronpar. 2 17 35 Saponifiering 2 17 35 + 3 a + 3 17 35 a 2 17 35 glycerylstearat 2 glycerol natrium stearat "tvål"

Anilin Ar- 2 Anilinium ion en svag aromatisk bas 3 2 2 3 jämför pk a 4.58 10.64 yclohexylaminium ion 2 I DA och A ingår bl.a. Adenin- en purin bas 2 ytosin - en pyrimidin bas Den minskade basstyrkan hos anilin beror på delokalisering av kvävets fria elektronpar in i bensenringen, vilket minskar kvävets elektrontäthet: 2 2 2 2 2 ågra vanliga aromatiska aminer 2 2 2 2 anilin 2-metylanilin o-toluidin 3-metylanilin m-toluidin 4-metylanilin p-toluidin DA ( eller A) strängarna hålls ihop med vätebindningar mellan en purinbas och en annan pyrimidinbas Kväveinnehållande aromater Pyridin ikotin 3 3 3 3 Koffein istidin en aminosyra 2 Amniner ingår i många läkemedel och droger. Att kvävet kan protoniseras spelar en viktig roll för transport mellan olika membranväggar. Exempel: 3 S 3 Losec (meprazol) 3 3 Viagra Et S 3 3

AMID - ett karboxylsyraderivat 2 ' Ändelse: -amid 2 metanamid formamid 3 2 etanamid acetamid 3 2 2 propanamid propionamid ' '' alogenföreningar -X -F -l -Br -I = -X alogen betraktas alltid substituent l Br I 1-Klorbutan 2-Brombutan 2-Jod-2-metyl propan X bundet till primärt kol sekundärt kol tertiärt kol Vanliga halogenföreningar: Fl 3 Freon 11 F 2l 2 Freon 12 F 3-lBr alotan Sekundära och tertiära amider namnges som -alkyl substituerade primära amider 3 3 Br 3 3 -metyletanamid,-dimetylmetanamid,-dimetylformamid (DMF),-dietyl-3-brombutanamid Framställning av amid: Aminers reaktion med karboxylsyra via aktiverad syraklorid 3 Karboxylsyra Sl 2 Tionylklorid 3 l Syraklorid ' 2 3 ' T.ex Peptidbindning i proteiner Karboxylsyran överförs till den reaktiva syrakloriden som reagerar med en amin till amid. Amid resonans: 2 2 2 Amidkvävet mindre basiskt jämfört med aminer - 2-2, då resonans i amiden drar elektrontäthet från kvävet mot karbonylsyret. 2l2 Diklormetan Metylenklorid Vanligt lösningsmedel l3 Triklormetan Kloroform ancerogent lösningsmedel l4 Tetraklormetan Koltetraklorid ancerogent lösningsmedel 2=-l Vinylklorid PV-plast tillverkning Miljögifter: pga sin opolära natur och svårighet att brytas ned ackumuleras många i näringskedjan. ågra exempel: l l 3 DDT l l 1-5 l 1-5 PBs > 200 isomerer l l Dioxin Alla halogenföreningar är icke-brandfarliga, och har en densitet högre än vatten. polära. Användning: lösningsmedel, brandsläckare, dock även miljöbovar som kylmedel och miljögifter itroföreningar -2 itrogruppen betraktas alltid som substituent 2 2 3 2 2 2 2 2 2 3 2 2 itrometan 3-itrocyklohexen nitroglycerin 2,4,6-trinitrotoluen Trotyl (TT) l l itroföreningar brinner generellt exotermt och explosivt