Chemia Warta Poznania - nowa JAKOŚĆ studiowania - zwiększenie liczby absolwentów oraz atrakcyjności studiów na kierunku CHEMIA

na Uniwersytecie im. A. Mickiewicza w Poznaniu

Materiały do zajęć dokształcających z chemii organicznej

Zajęcia nr 2

4. Nomenklatura związków organicznych - zasady nazewnictwa związków organicznych

5. Substytucja i eliminacja:

A. Pojęcia podstawoweB. Mechanizmy reakcji substytucji i eliminacji

4. Nomenklatura związków organicznych – ogólne zasady

nazewnictwa związków organicznych

1 - wybieramy najdłuższy łańcuch węglowy

2 - atomy węgla numeruje się tak, aby podstawnik znajdował się przy atomie węgla z możliwe jak najmniejszą cyfrą

3 - jeżeli w łańcuchu znajduje się więcej niż jeden taki sam podstawnik to liczbę tych grup (podstawników) określa się przedrostkiem di-, tri-, tetra- …

4 - jeżeli do łańcucha głównego podłączonych jest więcej grup funkcyjnych to wymienia się je w kolejności alfabetycznej

5 - w przypadku związków cyklicznych do nazwy dodajemy przedrostek cyklo-

6 – w przypadku bardziej złożonych pochodnych węglowodorów podstawąnazwy związku jest najważniejsza grupa według reguły Cahna-Ingolda-Preloga (uwaga najdłuższy łańcuch ciągle obowiązuje)

Związki łańcuchowe

12

3

4567

O

12

3 45

67

Br

HO

BrBr

1 23

4O

O

NH

12

3

4

(R,E)-5-izopropylohept-2-en (3S,4R)-3-etylo-4-metylohept-5-ynal

(S)-1,1,1-tribromo-4-fenylo-butan-2-ol N-metylo-3-oxobutanoamid

Związki cykliczne

Br

O1

23

45

123

4

56 7

1

23

4 56(2)

1 23 4

(E)-2-bromo-3-cyklobutylopent-2-enal

(4R,6R)-1,6-dimetylo-4-(2-metylopentylo)cykloheks-1en

(R)-1-cyklopropylo-2-fenylobutan

pentylocykloheptan

5. Substytucja i eliminacja

A. Pojęcia podstawowe

CH3

CH3CH2

CH3-CH-CH3

CH3C CH3

CH3

C

1o

2o

3o

TRWAŁOŚĆ KARBOKATIONU

1o 3o

oprzegrupowanie

2o 3o

oprzegrupowanie

oprzegrupowanie

1o 3o

CH3COO

HO

C2H5O

CH3O

CH3C

H3CH3C

O

NH2 N

LDAN

N,

DBU

,N

N

NHTBD

,

MOC ZASADY

NUKLEOFIL

~1

CH3COO

(C2H5)3N

Cl

O

N3

OH

C2H5O

I

CN , SH

S

125000

12000

120000

60000

10000

8000

1100

1400

900

50000000

Br5000

F, ClO4

O

2000

0

H2O

GRUPA OPUSZCZAJĄCA

Cl

Br10000

F

200

1

I30000

H3C S

O

O

O (Ts)60000

S

O

O

OF3C (Tf)100000

S

O

O

OF

S

O

O

OF3CCF2CF2CF2 nonaflat150000

N N (sole diazaoniowe)250000

85000

H2O1000

120 NR3

B. Mechanizmy reakcji substytucji i eliminacji

SN1 a SN2

CH3-CH2-CH2-Br O NaSN?

Br

H

H

CH2CH3O

Na

Br

H CH2CH3

H

H

H

CH3CH2O

SN2

O

- halogenek 1° !!!

- PhO- względnie dobry nukleofil

- brom względnie dobrą grupą opuszczającą

Reaktywność w SN2

1o > 2o > 3o

SN1 a SN2

BrCH3

H3C

H3C

SN?CH3COO Na

CH3COOH

CH3 CH3

CH3

BrCH3

H3C

H3C

CH3COO Na

karbokation 3o

BrNa

CH3O

O

(a)

(b)

OCH3

H3C

H3CO

H3C

produkt (b)

OCH3

CH3

CH3O

CH3

produkt (a)

SN1

sp2

- halogenek 3° !!!

- CH3COO- b. słaby nukleofil i zasada

- brom względnie dobrą grupą opuszczającą

Reaktywność w SN1

3o > 2o > 1o

E1 a E2

- halogenek 1° !!!

- tBuO- dobra zasada, słabszy nukleofil

- brom względnie dobrą grupą opuszczającą

CH3-CH2-CH2-CH2Br O

CH3H3C

H3C

KE?

CH3-CH2-C-CH2

H

Br

O

CH3CH3

CH3

K

O

CH3CH3

H3C

C CCH3CH2

H

H

Br

H

H

K Br

OH

CH3CH3

H3CC C

H

H

CH3CH2

H alken

E2

85%

+15% produktu substytucji SN2 !!!

O CH3

CH3H3C

CH3-CH2-CH2-CH2

Reaktywność w E2

1o > 2o > 3o

E1 a E2

CH3-CH2-O Br

CH3H3C

H3C

E?

Br

CH2CH3

CH3

H

Na

C2H5OH

Br

H3C CH2

CH3

H

karbokation 3o

C2H5OH+ CH2-CH3O

CH2

H3CCH3

CH2-CH3HO

alken

E1

+ produkt substytucji SN1 O

CH3H3C

H3C

C2H5

- halogenek 3° !!!

- EtO- stosunkowo mocna zasada, dobry nukleofil

- brom względnie dobrą grupą opuszczającą

Reaktywność w E1

3o > 2o > 1o

Przykładowe zadania do zajęć nr 2

Br

Br

I

OH2NO

O OHO

O

N Cl

OO

O O O

1. Nazwij poniższe związki:

2. Narysuj:

(R)-3-metoksylo-2,2-dimetylobutan(S)-3,4,4-trimetyloheksan-2-on(Z)-2-bromo-4-metyloheksa-1,4-dien-3-ol(3R,4S,5R)-3-bromo-4-hydroksylo-5metylooktanal

C

CH3

CH3

H3C BrEtOH

C

CH3

H3C Br

CH2CH3

CF3CH2OH

ClCH3H2CCH3OH

C

CH3

CH3

BrCH3COOH

3. Napisz główny produkt reakcji podstawienia dla każdej z podanych reakcji solwolizy. Określ typ reakcji SN.

CH3CH2CH3

CH3

Br EtO- Na+

CH3CH2CH2ClK+ -SCH3

(CH3)3CO- K+Br

Br

OH

CH3

H2SO4 (stezony)

intensywne ogrzewanie

4. Napisz główny produkt dla każdej z podanych reakcji oraz nazwij go. Określ typ reakcji SN lub E?