OH CSOPORTOT TARTALMAZÓ SZERVES VEGYÜLETEK. Léránt István

Átírás

1 SPRTT TARTALMAZÓ SZERVES VEGYÜLETEK Léránt István

2 AZ SPRTT TARTALMAZÓ SZERVES VEGYÜLETEK SPRTSÍTÁSA Alkoholok Alifás ~ ikloalifás~ lefin~ Alkoholszármazékok Aromás hidroxivegyületek Fenolok Monociklusos Policiklusos Aromás alkoholok

3 ALIFÁS, IKLALIFÁS ÉS LEFINALKLK, ALKLSZÁRMAZÉKK Alapvegyület Telített nyíltláncú Gyűrűs lefin szénhidrogén egy atomja helyén etilalkohol (telített, nyíltláncú alkohol) iklohexanol (telített tt gyûrûs û alkohol) l) 2 2 allilalkohol (telítetlen alkohol)

4 ALIFÁS, IKLALIFÁS ÉS LEFINALKLK, ALKLSZÁRMAZÉKK soportosítás Szénhidrogén csoport szerint Telített Telítetlen» Enolok - - olefinkötéshez kapcsolódik R1 R2 R3 "Enol" Nyílt láncú Nyílt láncú Gyűrűs

5 ALIFÁS, IKLALIFÁS ÉS LEFINALKLK, ALKLSZÁRMAZÉKK soportosítás Rendűség ( atom) Primer R1 2 I. rendû - primer Secunder Tercier Az alkohol molekula rendűségéről csak egyértékű alkoholoknál beszélünk Telített gyűrűben sak secunder Tercier R1 R2 R2 R1 R3 II. rendû - secunder III. rendû - tercier

6 ALIFÁS, IKLALIFÁS ÉS LEFINALKLK, ALKLSZÁRMAZÉKK soportosítás Értékűség # / Egy Két árom Négy Öt t at.. cukoralkoholok háromértékû ötértékû alkohol alkohol hatértékû telített alkohol

7 ALIFÁS, IKLALIFÁS ÉS LEFINALKLK, ALKLSZÁRMAZÉKK soportosítás Kétértékű alkoholok Geminális Vicinális Diszjunkt dihidroxiszármazékok R1 R1 R2 R1 2 R2 2 R2 geminális vicinális diszjunkt dihidroxi-származékok

8 - tartalmú vegyületek optikai izoméria Isomerek Konstitúciós Sztereoizoméria (térizoméria) Diasztereomerek Enantiomerek isz-transz izoméria Konformerek Rotamerek

9

10 TÖBB ASSZIMETRIA ENTRUMT TARTALMAZÓ VEGYÜLETEK l l l l I. II. III. IV. 2-metil-3-klór-1-butanol I II. tükörkép III IV. tükörkép

11 TÖBB ASSZIMETRIA ENTRUMT TARTLAMAZÓ VEGYÜLETEK l l l l I. II. III. IV. I III. diasztereoizomer 2-metil-3-klór-1-butanol

12 TÖBB ASSZIMETRIA ENTRUMT TARTLAMAZÓ VEGYÜLETEK l l l l I. II. III. IV. 2-metil-3-klór-1-butanol II IV. diasztereoizomer

13 ENANTIMEREK DIASZTEREMEREK ENANTIMEREK Különbség Forgatás irányában Fizikai állandóik azonosak sak közvetett tt módszerekkel lehet szétválasztani egymástól DIASZTEREMEREK Különbség Forgatásérték mértékében lvadáspont Forráspont ldékonyság Égéshő Fizikai módszerekkel elválaszthatók egymástól

14 ERITRIT * * Asszimetria centrum Eritrit 1,2,3,4-butántetrol Asszimetria centrumhoz Azonos csoportok ptikai izomérek száma Várt: 4 (2 n ) Valóságban d(+) eritrit l(-) eritrit Mezo-eritrit Eritrit

15 ERITRIT d(+)-eritrit l(-)-eritrit mezo-eritrit [α]d=+4,3 o [α]d=-4,3 o inaktív p: 88 o p: 88 o p: 120 o

16 1,2,3,4,5-pentánpentol 2 * * * 2 1,2,3,4,5-pentánpentol 1,2,3,4,5-pentánpentol Asszimetria centrumhoz Azonos csoportok ptikai izomérek száma Várt: 8 (2 n ) Valóságban 1 antipód-pár pár 2 inaktív módosulat Asszimetria centrum

17 1,2,3,4,5-pentánpentol Antipód pár Inaktív módosulat D-arabit L-arabit adonit(ol) xilit(ol) p.:103 o p.:103 o p.: 102 o p.: 92 o Nem aszimmetriás Aszimmetriás A molekulra szimetriálissá válik Ψ (ál)-aszimmetriás

18 Aszimmetriás szintézis d-szénhidrát l-aminosav 2 /kat. Racém vegyület 3 3 keletkezik % d és l Enantiomerek enantiomorf kristályai mech. szétválasztás Elválasztás - oltókristály Részleges aszimetriás szintézis 3 + Tejsav (+/-)-tejsav (racém) Menthol Tejsav redukció 3 Menthylester 3 Racém (-) () Menthol Tejsav optikailag aktív Tejsav menthol észter ktikailag aktív tejsav 2 /kat.

19 Rezolválás Szintézis során keletkező racém antipódpárok szétválasztása Enantiomerek enantiomorf kristályainak mechanikai szétválasztása Borkősav rezolválása (Na + és N + 3 só) segítségével g (szőlősav Pasteur) 27 o alatt konglomerátum, szétválasztható Biológiai oóga út Diasztereomer vegyületpár-képzés

20 Diasztereomer vegyületpár-képzés Racemát + aktív vegyület diasztereomer vegyület Szétkristályosítás Frakcionált desztilláció Rezolveáló ágens Rezolveáló ágens Racém sav Racém bázis

21 ANTIPÓDK ELVÁLASZTÁSA (+/-) sav + (-) bázis (+)sav-(-)bázis ( )bázis sója (-)sav-(-)bázis sója Diasztereomer sók elválaszthatók A+savésa a sav felszabadítható

22 ALKLK NEVEZÉKTANA Alkohol nevezéktan Karbinol nómenklatúra Racionális nómenklatúra Alkohol nevezéktan Szénhidrogén neve Alkohol Általános név: Alkil-, cikloalkilalkohol etilalkohol (telített, nyíltláncú alkohol) 3 3 izopropilalkohol terc-butilalkohol

23 ALKLK NEVEZÉKTANA Alkohol nevezéktan Karbinol nómenklatúra Racionális nómenklatúra Karbinolnómenklatúra - csoport + Metanol (karbinol) származékaként nevezzük el metil-karbinol vinil-karbinol trimetil-karbinol

24 ALKLK NEVEZÉKTANA Alkohol nevezéktan Karbinol Racionális nómenklatúra nómenklatúra Alap szénhidrogén + - ol Racionális nómenklatúra Alkanol ikloalkanol Alkenol cikloalkenol

25 ALKLK NEVEZÉKTANA etanol butanol metil-2-propanol ciklo-pentanol

26 ALKLK NEVEZÉKTANA ,2-etándiol 123 1,2,3 propán-triol ti (etilén-glikol) (glicerin) ciklohexán-1,2,3,4,5,6 - hexol (inozit) it)

27 ALKLK NEVEZÉKTANA Több féle funkciós csoport Nem alkoholként nevezzük el oxo-vegyület Karbonsav idroxi- (oxi-) hidroxi-1-butanál i (aldol)

28 ALKLK FIZIKAI TULAJDNSÁGAI Tetraéderes kötésszöggel azonos kötésszög ö az alkoholokban l kb és éterekben

29 Dipól-dipól kölcsönhatás Intermolekuláris lá -híd kötések k A -híd kötések kialakulását befolyásoló tényezők

30 EGYÉRTÉKŰ ALKLK FIZIKAI TULAJDNSÁGAI Forráspont Az alkoholok forráspontja a kb. azonos molekulatömegű szénvegyületekéhez képes flű feltűnően ő magas Etán 88,6 Metilklorid 24,2 Metilamin 67 6,7 Metilalkohol 64,7 R R 2,7 A R R Asszociált alkohol molekulák

31 EGYÉRTÉKŰ ALKLK FIZIKAI TULAJDNSÁGAI lvadás és forráspont lvadás pont Forráspont atomszám növekedésével monoton nő

32 EGYÉRTÉKŰ ALKLK FIZIKAI TULAJDNSÁGAI almazállapot, fajsúly 1-11 folyékony halmazállapot Primer, egyérkékű, telített, el nem ágazó 12 kristályos 10-ig fajsúly monoton nő, ettől kezdve kb. 0,83

33 EGYÉRTÉKŰ ALKLK FIZIKAI TULAJDNSÁGAI Forráspont Azonos atomszám Elágazás mértékével Rendűséggel csökken

34 EGYÉRTÉKŰ ALKLK FIZIKAI TULAJDNSÁGAI Vízoldékonyság atom szám növekedtével csökken Primer, normál láncú 3-ig korlátlanul elegyedik a vizzel 4-től az oldékonyság csökken Kristályos alkoholok l k vízben gyakorlatilag nem oldódnak Szerves oldószerekben korlátlanul oldódnak Folyékony alkohol jellegzetes szagú

35 EGYÉRTÉKŰ ALKLK FIZIKAI TULAJDNSÁGAI Forráspont Az alkoholok forráspontja a kb. azonos molekulatömegű szénvegyületekéhez képes flű feltűnően ő magas Etán 88,6 Metilklorid 24,2 Metilamin 67 6,7 Metilalkohol 64,7 R R 2,7 A R R Asszociált alkohol molekulák

36 ALKLK ELŐÁLLÍTÁSA Telített szénhidrogének katalitikus oxidációja Zsíralkohol képzés Más oxidációs termékek!!! R - 3 ox /kat R R = + zsírsav, oxosav, egyéb oxidációs termék 2 n 2n + 1n = KMn izo-bután terc. izo-butil-alkohol

37 ALKLK ELŐÁLLÍTÁSA lefinekből vízaddícióval Elektrofil katalizátor 2 S 4, d-foszfát Kénsavas vízaddíció krakk gázok olefin hasznosítása során ipari jelentőségű

38 ALKLK ELŐÁLLÍTÁSA 2 S 4 R1 R2 R1 2 R2 S 2 savanyú kénsav félészter R1 2 R2-2 S 4 + 2

39 ALKLK ELŐÁLLÍTÁSA Markovnyikov-szabály A kettőskötés hidrogénben gazdagabb szene köti meg a hidrogént, a hidrogénben szegényebb a -t A 1 2, 2 nincs ; -1, --2

40 ALKLK ELŐÁLLÍTÁSA Telített halogenidek hidrolízise általában alkoholok ; Na v.k R Y 2 R + Y - Fokozott reakciókészségű halogénszármazékoknál víz hatására Normál reakciókészségű halogénszármazékoknál vizes lúggal való melegítéssel sökkent reakcióképességű halogénszármazékoknál lúggal + nyomás Alkáli lúg alkalmazása l esetén eliminációs i ió reakcióirány is lehetséges R 2 R' Y + - R 2 R' 2 Y= F, l, Br, I R R'

41 ALKLK ELŐÁLLÍTÁSA B A A A B * Y * Y * B Y- pentakovalens átmeneti állapot S N 2 bimolekuláris nukleofil szubsztitúció - általában inverzió is bekövetkezik - Y Y planáris karbónium só 50 % 50 % S N 1 monomolekuláris nukleofil szubsztitúció - általában racemizáció következik be

42 ALKLK ELŐÁLLÍTÁSA Vicinális dihalogszármazékok hidrolízise vicinális diolok R R' R R' Y Y vicinális dihalogén-származék vicinális diol

43 ALKLK ELŐÁLLÍTÁSA Geminális dihalogén-származékok oxovegyületté alakulnak R R' Y Y hidrolízis R R' - 2 R R' geminális dihalogénszármazék geminális diol oxovegyület

44 ALKLK ELŐÁLLÍTÁSA - Y Y planáris karbónium só 50 % 50 % S N 1 monomolekuláris nukleofil szubsztitúció - általában racemizáció következik be

45 ALKLK ELŐÁLLÍTÁSA Metanol ipari előállítása Etanol emberi fogyasztásra cukor / keményítő fermentációjával

46 XVEGYÜLETEK REDUKIÓJA R 2 R - 2 I. r. alkohol R R' 2 R R' II. r. alkohol 2 gyûrûs keton aliciklusos alkohol naszcenc hidrogénnel katalitikus hidrogénezésse (Pt, Pd, Ni, stb)

47 GLUKÓZ REDUKIÓ DM hályogképződés Glukóz Sorbit(ol), Glucit(ol)

48 Részlegesen kompetitív gátlás NAD+ NAD alkohol dehidrogenáz alkohol dehidrogenáz 3 Metanol Formaldehid 2 alkohol dehidrogenáz 2 2 Etilénglikol Glikolsavl xálsav

49 Borbotrány etilénglikol aszú

50 Az egyértékű alkoholok kémiai tulajdonságai Aktív hidrogének reakciói 4 R + LiAl + 4 LiAl(R) Alkoholát lát képzésé 2 R Na 2 R Na + 2 RK + R + K

51 Az alkoholátok elnevezése Alkoholát képzés 2 R Na 2 R Na + 2 Fém neve + alkoxidion ( ) Al Na ( ) Nátrium metoxid Al-izo-propoxid

52 Észterképzés Alkohol + sav (szerves / szervetlen) <-> észer + víz Karbonsav-észter képződés + + R 3 R 3 2 alkohol karbonsav karbonsav-észter v észterképzés függ alkohol l rendûségétõl étõl primer / szekunder / tercier 50:20:1

53 Alkoholok oxidációja Ag o Ag o

54 Alkoholok oxidációja ox. ox. R R - R - Szekunder alkohol keton lánchasadás /karbonsavak R' R 2 R' R 2 R' R

55 Alkoholok oxidációja Tercier alkoholok sak erélyesebb oxidáció keton/karbonsav - lánchasadás

56 Methanol, etanol

57 Vinilalkohol

58 Etilénglikol

59 Triglicerid