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

Naftalen Antracen Fenantren Benspyren

FUNKTIONELLA GRUPPER (Ämnesklasser) Fö

NOMENKLATUR (kort version)

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

Namnge och rita organiska föreningar - del 5

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

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

Introduktion till laborationen

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

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

Namngivning av organiska föreningar del 2. Niklas Dahrén

#"bindning Vanliga exempel

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

KARBOKATJON KARBANJON

Organiska ämnen (2) s

Organiska ämnen (2) s

Olika typer av kolväten

SAMMANFATTNING AV NOMENKLATUR

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

d=236

Det organiska stamträdet. funktionella grupper avgör egenskaperna

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

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

Föreläsning 4. Substituerade kolväten Kapitel 5

Kolföreningar. Oändliga variationsmöjligheter

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

Lösning till Tentamen i Kemi (TFKE16),

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

Organiska ämnen (2) s

O O EtOAc. anilin bensoesyraanhydrid N-fenylbensamid bensoesyra

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

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

TENTAMEN i ORGANISK KEMI 2 (TFKE06) ,

Kemiska reaktioner: Olika reaktionstyper och reaktionsmekanismer. Niklas Dahrén

Föreläsning 17. Karbonylkolets kemi II Kapitel 17 F17

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

Organisk kemi. Till provet ska du

Kemi A. Kap 9: kolföreningar

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

Föreläsning 3. Substituerade kolväten Kapitel 5

Efterarbete: LÖSNINGSFÖRSLAG TILL UPPGIFTER - O +

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

Lösningsförslag: Tentamen i Organisk kemi 2, TFKE06,

Kapitel 2. Kovalent bindning

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

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

Reaktionsmekanismer. Kap 6

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

Inga hjälpmedel är tillåtna. 100 poäng

Polära och opolära ämnen, lösningsmedel och löslighet. Niklas Dahrén

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

Organiska föreningar Indelning, struktur och egenskaper. Niklas Dahrén

Inga hjälpmedel är tillåtna. 100 poäng

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

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

Svar: Tentamen i Organisk kemi 2, TFKE06, ,

ORGANISK KEMI KOLFÖRENINGARNAS KEMI

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

Alla papper, även kladdpapper lämnas tillbaka.

Intermolekylära krafter

Inför provet Kolföreningarnas kemi

Reaktionsmekanismer. Kap 6

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

Lärare: Jimmy Pettersson. Kol och kolföreningar

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

Föreläsning 16. Karbonylkolets kemi I Kapitel 16 F16

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

2. SUBSTITUTION (Nukleofil substitution) S N 2

Föreläsning 6. Namngivning Kapitel 3-6 samt kompendium

Organisk kemi Kolets kemi

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

Tentamen i Organisk kemi 25/5 2011,

KEMI 1 MÄNNISKANS KEMI OCH KEMIN I LIVSMILJÖ

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

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

Organisk kemi AK KOK Ulf Ellervik

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

Tentamen i Organisk kemi, 7.5 hp (KO3003) FACIT

ORGANISK KEMI Del A-2009

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

Föreläsning 8. Reaktionslära I Kapitel

Vätebindningar och Hydro-FON-regeln. Niklas Dahrén

Intermolekylära krafter

Några enkla organiska föreningar

4. Organiska föreningars struktur

Reaktionsmekanismer. Niklas Dahrén

Vad bestämmer ett ämnes kokpunkt? Niklas Dahrén

Dipoler och dipol-dipolbindningar Del 2. Niklas Dahrén

Föreläsning 10. Alkener I Kapitel 10 F10

Akta händerna. välj rätt skyddshandskar mot kemikalier

Transkript:

FUKTIELLA GUPPE (Ämnesklasser) Fö13-14-2013/EMM Funktionella grupper och egenskaper Vanliga funktionella grupper i organisk kemi Ämnesklass Funktionell grupp amn på funk.grp Exempel Ex. 32-l + 2!" 32- + l Kloretan Etanol 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 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. 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... 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

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 3 2 3 3 3 3 amngivning: 4-Isopropyl-2-heptanol 1-Butanol en primär alkohol 2-Butanol en sekundär alkohol 2-Metyl-2-propanol en tertiär alkohol Alkoholgruppen som substituent: hydr oxi- 2 3-ydroxi-4-metyl-1-cyklohexen 1 3 3 2 3 2 2 3 2 2 2 starkt polär avtagande polära egenskaper Vätebindning opolära del polär del Lipofil ydrofil ögre alkoholer (> 10 ) har liknande egenskaper som alkaner ETA -- amnges: Alkyl alkyl eter alt. alkoxi-alkan Flervärda alkoholer 3 3 Dimetyl eter 1,2-Etandiol Etylenglykol (= glykol) Giftig (kylarvätska) 2 2 2 2 1,2,3-Propantriol Glycrerol farlig Ingår i fett 3 2 2 3 Kan bilda s.k. peroxider: Fysikaliska egenskaper: 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- Varför är fenol en starkare syra relativt alkoholer? föreningar med en hydroxylgrupp bunden direkt till en aromatisk ring reagerar olika jämfört med alkoholer -. fenol 1-naftol Ph- Fenoler är svaga syror: + Base Ar- 2-naftol + - Base bensylalkohol bs! ingen fenol = - pk a! 10 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, vilket gör att syret inte binder upp vätet lika starkt i fenol: Ph--, detta i jämförelse med alkoholer -- esonanshybrid av fenolatanjonen = positioner med något högre elektrontäthet Ju mer utspridd jon - Ju stabilare 3 2 + Base 3 2 + - Base pk a! 16 Alkoholer är i jämförelse med fenoler mycket svaga syror (! som vatten i pk a ) ESASFMLE. Enskilt ritade strukturer av en molekyl eller molekyljon som visar hur fria 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)) 3 3 Pilens riktning utgår alltid från fria 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 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 fria e par får flyttas. Avgörande för stabiliteten hos olika resonansstrukturer a) De strukturer som har flest kovalenta bindningar är stabilast b) Endast en extra laddningsuppdelning räknas med (= ritas, se II och III nedan) c) Det mest elektronegativa atomslaget får den negativa laddningen 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 +! +! Bindningstyp som ingår i många funktionella grupper Aldehyd - ändelse: -al 3 3 2 l 1 3-klorpropanal umrering från aldehydkolet Metanal Formaldehyd (formalin som vattenlösning) Etanal Acetaldehyd (ger baksmälla av etanol) Propanal Propionaldehyd Bensaldehyd "bittermandelolja" ågra vanliga reaktioner för Aldehyder och Ketoner eduktion till alkoholer ab 4 2 Primära alkohol Aldehyd atruim Borhydrid ab 4 Sekundär alkohol Keton xidation av alkoholer: Primära alkoholer:! Aldehyd! Karboxylsyra a 2 r 2 7 a 2 r 2 7 3 2 3 3 2 S 4 2 S 4 Etanol Acetaldehyd Ättiksyra xideras lätt vidare Sekundär alkohol:! Keton Keton ändelse: -on a 2 r 2 7 2 S 4 Aceton - en Keton 3 3 3 2 3 Propanon Aceton kp 56 Butanon Metyletylketon Tertiära alkoholer oxideras ej Isomera pentanoner 2-Pentanon 3-Pentanon Aldehyder och ketoner är halvpolära, med lägre kokpunkt än alkoholer, men högre än etrar.

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 Salicylsyra amngivning etanol + -- 2 3 3 2 3 ' + 3 Syra Funktionell grupp - Änderlse: -yl -oat 3 2 3 + 2 etylacetat + 2 3 Acetylsalicylsyra - ett 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 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 Basisk hydrolys: Saponifiering (förtvålning av fetter) ydrolys: ' + + ' 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 en svag aromatisk bas Anilinium ion 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 Kväveinnehållande aromater Pyridin ikotin 3 3 3 3 Koffein istidin en aminosyra 2 DA ( eller A) strängarna hålls ihop med vätebindningar mellan en purinbas och en annan pyrimidinbas 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. ot: I organisk kemilaborationen på kursen görs en amidsyntes där en reaktiv karboxylsyra anhydrid används istället 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