Prezentacja programu PowerPoint - Dydaktyka...
Transcript of Prezentacja programu PowerPoint - Dydaktyka...
Alkeny
ALKENY – WĘGLOWODORY NIENASYCONE
KĄTY MIĘDZY WIĄZANIAMI, DŁUGOŚCI WIĄZAŃ
ZAWIERAJĄ JEDNO LUB KILKA WIĄZAŃ PODWÓJNYCH
WĘGIEL – WĘGIEL
ATOM WĘGLA WIĄZANIA PODWÓJNEGO
W HYBRYDYZACJI sp2
SKŁĄDAJĄ SIĘ Z ATOMÓW WĘGLA I WODORU
WĘGLOWODORY ALIFATYCZNE
ALKENY – WĘGLOWODORY NIENASYCONE
ZAWIERAJĄ JEDNO LUB KILKA WIĄZAŃ PODWÓJNYCH
WĘGIEL – WĘGIEL
ATOM WĘGLA WIĄZANIA PODWÓJNEGO
W HYBRYDYZACJI sp2
SKŁĄDAJĄ SIĘ Z ATOMÓW WĘGLA I WODORU
WĘGLOWODORY ALIFATYCZNE
sp3
sp2
DŁUGOŚĆ WIĄZAŃ
ALKENY – WĘGLOWODORY NIENASYCONE
STRUKTURA CZĄSTECZKI
p
sp2
sp2
sp2
WIĄZANIE π
WIĄZANIE σ
WIĄZANIE σ
WIĄZANIE π
WIĄZANIE σ
WIĄZANIE σ
WSZYSTKIE ATOMY WĘGLA ZNAJDUJĄ SIĘ W JEDNEJ PŁASZCZYŹNIE
WĘGLOWODORY ALIFATYCZNE
ALKENY – WĘGLOWODORY NIENASYCONE
ZAWIERAJĄ JEDNO LUB KILKA WIĄZAŃ PODWÓJNYCH
WĘGIEL – WĘGIEL
ATOM WĘGLA WIĄZANIA PODWÓJNEGO
W HYBRYDYZACJI sp2
SKŁĄDAJĄ SIĘ Z ATOMÓW WĘGLA I WODORU
WIĄZANIE π
IZOMERIA CIS TRANS ALKENÓW
ROZERWANE WIĄZANIE π
IZOMER CIS IZOMER TRANS
IZOMERIA CIS TRANS ALKENÓW
IDENTYCZNE GRUPY
IDENTYCZNE GRUPY
IDENTYCZNE GRUPY
UTWORZENIE STEREOIZOMERÓW CIS-TRANS JEST NIEMOŻLIWE
WAŻNIEJSZA GRUPA
MNIEJ WAŻNA
WAŻNIEJSZA GRUPA
MNIEJ WAŻNA
MNIEJ WAŻNA
MNIEJ WAŻNA
WAŻNIEJSZA GRUPA
WAŻNIEJSZA GRUPA
KONFIGURACJA E/Z ALKENÓW
KONFIGURACJA Z (DWA WAŻNIEJSZE PODSTAWNIKI ZNAJDUJĄ SIĘ
PO TEJ SAMEJ STRONIE WIĄZANIA PODWÓJNEGO)
KONFIGURACJA E (DWA WAŻNIEJSZE PODSTAWNIKI ZNAJDUJĄ SIĘ
PO PRZECIWNYCH STRONACH WIĄZANIA PODWÓJNEGO)
OTRZYMYWANIE AKLENÓW
DEHYDRATACJA (ODWADNIANIE) ALKOHOLI
OTRZYMYWANIE AKLENÓW
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI DEHYDRATACJI ALKOHOLI
2-METYLO-2-BUTANOL 2-METYLOBUTEN 2-METYLO-2-BUTEN
10% 90%
2-METYLOCYKLO-HEKSANOL
METYLOCYKLO-HEKSEN
84% 16%
3-METYLOCYKLO-HEKSEN
OTRZYMYWANIE AKLENÓW
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI DEHYDRATACJI ALKOHOLI
ELIMINACJA ATOMU WODORUPOŁĄCZONEGO Z ATOMEM WĘGLA
POSIADAJĄCYM MNIEJSZĄ ILOŚĆATOMÓW WODORU
ALKEN POWSTAJĄCY W WIĘKSZEJILOŚCI
REGUŁA ZAJCEWA (ZAITSEV) – ALKEN POWSTAJĄCY W WIĘKSZOŚCI REAKCJI ELIMINACJI TO TEN, KTÓRY JEST BARDZIEJ ROZGAŁĘZIONY
OTRZYMYWANIE AKLENÓW
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI DEHYDRATACJI ALKOHOLI
W REAKCJI ELIMINACJI POWSTAJE BARDZIEJ ROZGAŁĘZIONY ALKEN
OTRZYMYWANIE AKLENÓW
DEHYDROHALOGENACJA HALOGENKÓW ALKILOWYCH
HALOGENEK ALKILOWY
ROSNĄCY STOPIEŃ DEHYDROHALOGENACJI
OTRZYMYWANIE AKLENÓW
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI DEHYDROHALOGENACJI HALOGENKÓW ALKILOWYCH
REGUŁA ZAJCEWA 29% 71%
23% 71%
IZOMER TRANS JEST BARDZIEJ TRWAŁY!
TRWAŁOŚĆ IZOMERÓW ALKENÓW
IZOMER TRANS JEST TRWALSZY Z UWAGI NA MNIEJSZĄ ZAWADĘ STERYCZNĄ
ZAWADA STERYCZNA BRAK ZAWADY STERYCZNEJ
REAKCJE ELIMINACJI
DEHYDRATACJA I DEHYDROHALOGENACJIA TO REAKCJE ELIMINACJI
ELIMINACJA JEDNOCZĄSTECZKOWA E1
ELIMINACJA DWUCZĄSTECZKOWA E2
REAKCJE ELIMINACJI
REAKCJE ELIMINACJI
ELIMINACJA DWUCZĄSTECZKOWA E2
KINETYKA II-RZĘDU
V = k [HALOGENEK ALKILOWY] × [ZASADA]
W ETAPIE OKREŚLAJĄCYM SZYBKOŚĆ REAKCJI UCZESTNICZYZARÓWNO HALOGENEK ALKILOWY JAK I ZASADA
SZYBKOŚĆ RAKZJI ZALEŻNA OD RODZAJU ATOMU HALOGENU (WPŁYW NA SIŁĘ WIĄZAŃ CHEMICZNYCH)
REAKCJE ELIMINACJI
ELIMINACJA DWUCZĄSTECZKOWA E2
ZASADA
ATOMHALOGENU
REAKCJE ELIMINACJI
WOLNA PARA ELEKTRONOWA ZASADY
WOLNA PARA ELEKTRONOWA
HALOGENU
WIĄZANIE PODWÓJEN
WIĄZANIE ZASADA-WODÓR
WIĄZANIE WĘGIEL-HALOGEN
WIĄZANIE WĘGIEL-WODÓR
ROZWRYWANIE WIĄZANIA
WĘGIEL-WODÓR
TWORZENIE WIĄZANIA ZASADA-WODÓR
TWORZENIE WIĄZANIA πWĘGIEL-WĘGIEL
ROZWRYWANIE WIĄZANIA
WĘGIEL-HALOGEN
STAN PRZEJŚCIOWY
SUBSTRATY PRODUKTY
REAKCJE ELIMINACJIZMIANY ENERGII W TRAKCIE
REAKCJI
REAKCJE ELIMINACJI
ELIMINACJA JEDNOCZĄSTECZKOWA E1
KINETYKA I-RZĘDU
V = k [HALOGENEK ALKILOWY]
W ETAPIE OKREŚLAJĄCYM SZYBKOŚĆ REAKCJI UCZESTNICZYTYLKO HALOGENEK ALKILOWY
REAKCJA ZALEŻNA OD RZĘDOWOŚCI HALOGENKU ALKILOWEGO
REAKCJE ELIMINACJI
ELIMINACJA JEDNOCZĄSTECZKOWA E1
REAKCJA ZALEŻNA OD RZĘDOWOŚCI HALOGENKU ALKILOWEGO
ROSNĄCY UDZIAŁ MECHANIZMU ELIMINACJI E1
I-RZĘDOWY II-RZĘDOWY III-RZĘDOWY
SPONTANICZNA DYSOCJACJA – ODŁĄCZENIE ANIONU HALOGENKOWEGO
REAKCJE ELIMINACJI
ELIMINACJA JEDNOCZĄSTECZKOWA E1
WOLNO
KARBOKATION
ZASADA ODBIERA PROTON – UTWORZENIE WIĄZANIA PODWÓJNEGO
REAKCJE ALKENÓWREAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
PRZYŁĄCZENIE DO WIĄZANIA PODWÓJNEGO
KATALITYCZNE UWODORNIENIE
ADDYCJA SYN
REAKCJE ALKENÓW
KATALITYCZNE UWODORNIENIE
POWIERZCHNIAKATALIZATORA
ATOMY WODORU PRZYŁĄCZONE DO POWIERZCHNIKATALIZATORA
UWOLNIENIE ALKANU
PRZYŁĄCZENIE PIERWSZEGO ATOMU
WODORU
PRZYŁĄCZENIE DRUGIEGO ATOMU WODORU
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
ADDYCJA CZĄSTECZKI HALOGENOWODORU
HALOGNEK ALKILOWY
ADDYCJA JODOWODORU DO CZĄSTECZKI CYKLOHEKSENU
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
ADDYCJA CZĄSTECZKI HALOGENOWODORU
ROSNĄCY STOPIEŃ ADDYCJI HALOGENOWODORU DO WIĄZANIA PODWÓJNEGO
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
MECHANIZM REAKCJI ADDYCJI
KARBOKATION
KARBOKATION – INDYWIDUUM CHEMICZNE POSIADAJĄCE ATOM WĘGLA OBDARZONY ŁADUNKIEM
DODATNIK
KARBOKATIONY SĄ PŁASKIE
2. ATAK ANIONU HALOGENKOWEGO (NUKLEOFIL) NA KARBOKATION (ELEKTROFIL)
ATAK ELEKTRONÓW WIĄZANIA PODWÓJNEGO NA ATOM WODORU CZĄSTECZKI H-X
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
WIĄZANIE PODWÓJNE WĘGIEL-WĘGIEL JEST MIEJSCEM
BOGATYM W ELEKTRONY
ATOM WODORU LUB PROTON JEST UBOGI W ELEKTRONY
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
NUKLEOFIL – INDYWIDUUM CHEMICZNE POSIADAJĄCE ELEKTRONY ZDOLNE DO
ULEGANIA REAKCJI CHEMICZNEJ I TWORZENIA NOWYCH WIĄZAŃ.
REAGUJE Z CZĄSTECZKAMI, ATOMAMI, JONAMI, KTÓRE POSIADAJĄ
ZMNIEJSZONĄ GĘSTOŚĆ ELEKTRONOWĄ
ELEKTROFIL – INDYWIDUUM CHEMICZNE UBOGIE
W ELEKTRONY, KTÓRE STAJE SIĘ CELEM ATAKU INNYCH,
BOGATYCH W ELEKTRONY ZWIĄZKÓW
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ – REGUŁA MARKOWNIKOWA
GŁÓWNYPRODUKT
RACZEJ NIEPOWSTAJE
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ – REGUŁA MARKOWNIKOWA
80%
90%
100%
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ – REGUŁA MARKOWNIKOWA
REGUŁA MARKOWNIKOWA – ADDYCJA CZĄSTECZKI HX (HALOGENOWODORU) DO NIESYMETRYCZNIE PODSTAWIONEGO ALKENU PROWADZI DO WYŻEJRZĘDOWEGO
KARBOKATIONU
REGUŁA MARKOWNIKOWA – PODCZAS ADDYCJI CZĄSTECZKI HX (HALOGENOWODORU) DO NIESYMETRYCZNIE PODSTAWIONEGO ALKENU ATOM
WODORU PRZYŁĄCZA SIĘ DO TEGO ATOMU WĘGLA, KTÓRY JEST POŁĄCZONY Z WIĘKSZĄ ILOŚCIĄ ATOMÓW WODORU
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ – REGUŁA MARKOWNIKOWA
REGUŁA MARKOWNIKOWA – ADDYCJA CZĄSTECZKI HX (HALOGENOWODORU) DO NIESYMETRYCZNIE PODSTAWIONEGO ALKENU PROWADZI DO WYŻEJRZĘDOWEGO
KARBOKATIONU
WYŻEJRZĘDOWY KARBOKATION JEST BARDZIEJ STABILNY NIŻ KARBOKATION O NIŻSZEJ RZĘDOWOŚCI
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
REGIOSELEKTYWNOŚĆ REAKCJI ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ – REGUŁA MARKOWNIKOWA
KARBOKATIONDRUGORZĘDOWY
KARBOKATIONPIERWSZORZĘDOWY
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
PRZEGRUPOWANIA KARBOKATIONÓW
PRZEGRUPOWANIA KARBOKATIONÓW – TO PROCES POLEGAJĄCY NA TWORZENIU BARDZIEJ STABILNYCH KARBOKATIONÓW
(WYŻEJ RZĘDOWYCH), KTÓRY NASTĘPUJE W WYNIKI PRZENIESIENIA ATOMU WODORU LUB GRUPY METYLOWEJ
PRZENIESIENIE 1,2-WODORKOWE
ADDYCJA ADDYCJA
III-RZĘDOWYII-RZĘDOWY
PRZENIESIENIE 1,2-WODORKOWE
PRZENIESIENIE 1,2-METYLOWE
ADDYCJAADDYCJA
II-RZĘDOWY III-RZĘDOWY3
PRZENIESIENIE 1,2-METYLOWE
REAKCJE ADDYCJI ELEKTROFILOWEJ
REAKCJE ADDYCJI W OBECNOŚCI WOLNYCH RODNIKÓWADDYCJA NIEZGODNA Z REGUŁĄ MARKOWNIKOWA
BRAK NADTLENÓW (WOLNYCH RODNIKÓW)
NADTLENKI (WOLNR RODNIKI)
W OBECNOŚCI NADTLENKÓW REAKCJA PRZEBIEGA NIEZGODNIE Z REGUŁĄ MARKOWNIKOWA!
INNE REAKCJE ADDYCJI
ADDYCJA KWASU SIARKOWEGO
KATALIZOWANA KWASEM ADDYCJA WODY
HYDROBOROWANIE – ADDYCJA NIEZGODNA Z REGUŁĄ MARKOWNIKOWA
INNE REAKCJE ADDYCJI
HYDROBOROWANIE – ADDYCJA NIEZGODNA Z REGUŁĄ MARKOWNIKOWA
INNE REAKCJE ADDYCJI
HYDROBOROWANIE – ADDYCJA NIEZGODNA Z REGUŁĄ MARKOWNIKOWA
INNE REAKCJE ADDYCJI
HYDROBOROWANIE – MECHANIZM REAKCJI
INNE REAKCJE ADDYCJI
ADDYCJA HALOGENU
INNE REAKCJE ADDYCJI
ADDYCJA HALOGENU
ATAK Br- NA CYKLICZNY KATION BROMONIOWY
CYKLICZNY KATION BROMONIOWY
INNE REAKCJE ADDYCJI
OTRZYMYWANIE HALOGENOHYDRYN
GRUPA OH PRZYŁĄCZA SIĘ DO WYŻEJ RZĘDOWEGO ATOMU WĘGLA
BARDZIEJSTABILNY STANPRZEJŚCIOWY
MNIEJSTABILNY STANPRZEJŚCIOWY
REAKCJE UTLENIANIA ALKENÓW
BRĄZOWY OSAD
CIS-DIOL
REAKCJA ALKENÓW Z KMnO4 W ŚRODOWISKU OBOJĘTNYM
REAKCJA ALKENÓW WEWNĘTRZNYCH W OBECNOŚCI KMnO4 W ŚRODOWISKU KWAŚNYM
ODBARWIENIEROZTWORU
KWASKWARBOKSYLOWY
H HHO
O Mn2+H3O+
H2O
REAKCJE UTLENIANIA ALKENÓW
REAKCJA ALKENÓW TERMINALNYCH W OBECNOŚCI KMnO4 W ŚRODOWISKU KWAŚNYM
HHO
O
ODBARWIENIEROZTWORU
H
KWASKWARBOKSYLOWY
Mn2+
H
H3O++ CO2
H
REAKCJA ALKENÓW WEWNĘTRZNYCH NIEPOSIADAJĄCYCH ATOMÓW WODORU PRZY WIĄZANIU PODWÓJNYM W OBECNOŚCI KMnO4 W ŚRODOWISKU KWAŚNYM
HO
BRUNATNYOSAD
KETON
MnO2H3O+
EPOKSYDACJA ALKENÓW
EPOKSYDY – EPITLENKI - OKSIRANY
REAKCJA ALKENU Z NADKWASEM
NADKWAS EPOKSYD
EPOKSYDACJA ALKENÓW
REAKCJE ALKENÓW Z NADKWASEM
OZONOLIZA
OZONEK
OZONEK ALDEHYD LUB KETON
NADTLENEK WODORU (H2O2) MOŻE UTLENIĆ ALDEHYD DO KWASU KARBOKSYLOWEGO.ABY NIE DOPUŚCIĆ DO TEJ REAKCJI DO MIESZANINY REAKCYJNEJ DODAJE SIĘ CYNKU,
KTÓRY REDUKUJE NADTLENEK WODORU.
REAKCJE ALKENÓW Z OZONEM
OZONOLIZA
REAKCJE ALKENÓW Z OZONEM
ALDEHYD ALDEHYD
KETON ALDEHYD
REAKCJE ALKENÓW Z OZONEM
OZONOLIZA
REAKCJE ALKENÓW Z ALKENAMI
REAKCJE POLIMERYZACJI
2-METYLOPROPEN 2,4,4-TRIMETYLOPENTEN
2,4,4-TRIMETYLO-2-PENTEN
KATIONOWA ANIONOWARODNIKOWA
POLIMERYZACJA
RODNIKOWA POLIMERYZACJA ETYLENU (ETANU)
REAKCJE POLIMERYZACJI
POLIETYLENETYLEN
VITAMINA A
WITAMINA A I PROCES WIDZENIA
β-KAROTEN
VITAMINA A
OPSYNA
(11Z) RETINAL
(11Z)
OPSYNA
RODOPSYNA
(11Z)
(11E) RETINAL
(11E)
OPSYNA
UTLENIANIE
IZOMERYZACJA
AKTYWOWANA RODOPSYNA
OPSYNA
(11E)
IZOMERYZACJA
ŚWIATŁOWIDZIALNE
REAKCJA WITTIGA
ALDEHYD LUB KETON
YLIDTRIFENYLOFOSFONIOWY
ALKEN TLENEKTRIFENYLOFOSFINY
ALDEHYD LUB KETON
YLIDTRIFENYLOFOSFONIOWY
ALKEN TLENEKTRIFENYLOFOSFINY
REAKCJA WITTIGA
YLID – ZWIĄZEK W KTÓRYM NA DWÓCH POŁĄCZONYCH ZE SOBĄ ATOMACH
WYSTĘPUJĄ DWA ŁADUNKU RÓŻNOIMIENNE
REAKCJA WITTIGA
RETROSYNTEZA
JAK OTRZYMAĆ STYREN W REAKCJI WITTIGA?
STYREN
STYREN
OGONOGON
GŁOWAGŁOWA
IZOPREN
IZOPREN = 2-METYLO-1,3-BUTADIEN
IZOPREN I TERPENY
OGON
GŁOWA
OGON
GŁOWA
OGON
GŁOWA
IZOPREN I TERPENY
JEDNOSTKI IZOPRENOWE CIS-POLI(2-METYLO-1,3-BUTADIEN)NATURALNA GUMA
JEDNOSTKI 1,3-BUTADIENU CIS-POLI(1,3-BUTADIEN)SYNTETYCZNA GUMA
KATALIZATORZIEGLERA-NATTY
CHLOROPREN
KATALIZATORZIEGLERA-NATTY
2-METYLO-1,3-BUTADIEN
REAKCJA METATEZY
KATALIZATOR
REAKCJA METATEZY – REAKCJA CHEMICZNA KATALIZOWANA PRZEZ KOMPLEKSY METALI, W KTÓREJ DWA ALKENY WYMIENIAJĄ MIĘDZY SOBĄ
ATOMY WĘGLA ZWIĄZANE WIĄZANIM PODWÓJNYM
NAGRODA NOBLA 2005Yves Chauvin, Robert H. Grubbs, Richard R. Schrock