Funkciós csoportok, reakcióik II C 4 C 3 C 2 C 2 R- 2 C- R- 2 C--C 2 -R C 2 R-C=
ALKLK, ÉTEREK Faszesz C 3 Toxikus 30ml vakság LD 50 értékek alkoholokra patkányokban LD 50 = A populáció 50%-ának elhullásához szükséges dózis [g/kg] LD50 metanol C 3 formaldehid C 0,07 etanol 13,7 1-propanol 1,87 etilénglikol 8,54 édes glicerol 31,5 édes
Alkoholok osztályozása az -csoporthoz kapcsolódó szén alapján: Primer, szekunder, tercier metil-alkohol C 3 - etil-alkohol C 3 C 2 - (pr.) izopropil-alkohol (C 3 ) 2 C- (szek.) t-butil-alkohol (C 3 ) 3 C- (terc.)
Alkoholok rendűsége pks pks C 3 -C 3 40 C 3-16 C 3-16 C 3 C 2 17-15,7 (C 3 ) 2 C- ~18 10 (C 3 ) 3 -C- 19 2 S 4-3 Nomenklatúra (Geminális, vicinális, diszjunkt) 2 C C 2 1,2 eténdiol glikol floroglucin
idrogénkötés az sp3 két kovalens kötéssel és két magános elektronpárral rendelkezik az magános párjai vonzzák a poláros -kötéseket a kovalens - kötés ~ 100 kcal/mól... : ~ 5 kcal/mól
A hidrogénkötés hatása az alkoholok forráspontja magasabb, mint az alkánoké (apoláros) vagy az alkilhalogenideké (poláros, de -kötés nélkül) az éterek polárosak, de nincs -kötés (mind a pentán, mind a dietil-éter kb. 35 C-on forr) -kötés tartja össze a DNS száljait ("tépőzár" effektus)
Típusai: intramolekuláris intermolekuláris N 3 C 3 C szalicilsav DNS δ δ cisz-1,2-ciklopentándiol
lvadáspont, forráspont p [ o C] Fp[ o C] oldékonyság [g/100ml víz] C 3-98 65 C 3 C 3-172 -89-43 182 8,2 C 3 C 2-117 78 C 3 --C 3-138 -24 ~ C 3 -C 2 -C 3-190 -42-3 C C 2 3-90 118 0,6 C 2 5 --C 2 5-116 35 7,5 3 C C 2 C 3-129 36 - C 2 -C 2 200 C 2 -C()-C 2 290
Sav-bázis reakciók reakció bázisként: 2 + + <==> 3 + R + + <==> R 2+ (alkoxóniumion) reakció savként: 2 + B - <==> B- + - R + B - <==> B- + R - (alkoxid-ion) Az alkoholok kb. annyira savasak, mint a víz a Me savasabb, az Et kevésbé a harmadrendû (terc) alkoholok sokkal gyengébb savak pka értékek: terc. > szek. > prim. > Me 18, 17, 16, 15.5 ( 2 : pka = 15.7)
xigéntartalmú funkciós csoportok az alkoholok csak az elsők a több lehetséges oxigéntartalmú funkciós csoportból az oxidáció növeli az oxigénhez kapcsolódó kötések számát (alkán > alkohol > karbonil > karboxil > C 2 ) a redukció csökkenti az oxigénhez kapcsolódó kötések számát (C 2 > karboxil > karbonil > alkohol > alkán) C 4 C 3 C 2 C C 2
Metanol szintézise Etanol szintézise Piruvát Acetaldehid Etanol C 2 (C 3 -C) (C 3 -C 2 -) NAD+ + NAD +
KÉMIAI REAKCIÓK 1. Sav-bázis reakciók 2. xidáció 3. Szubsztitúciós reakciók 4. Eliminációs reakciók
1. Sav-bázis reakciók sp 3 alkohol δ δ C sp 2 fenol savas jelleg bázisos jelleg δ C C éter stabil lúggal szemben δ δ δ - -I effektus +K effektus fenolát
1. Sav-bázis reakciók Savi jelleg: 3 C C 2 + Na + Na Na + 2 3 C C 2 + Na 3 C C 2 Na +1/2 2 + Na Na +1/2 2
Szubsztituens hatás > > > C 3 10,2 10 9,4 7,2 elektronküldõ elektronszívó Cl N 2
Bázikus sajátság: 3 C + A 3 C alkoxóniumion 3 C C 2 5 + A 3 C C 2 5 +A +A
2. xidáció 3 C C 2 C 2 Cr VI* 3 C C 2 C * 3 C C 2 C "alkohol dehydrogenatus 2 Cr 4 /vizes * Collins reagens: Cr 3 (C 5 5 N) 2 [piridin] / C 2 Cl 2 vízmentes
NAD + Biológiai oxidáció C 3 -C 2 - + NADP + + Kataláz 2 2 Alkohol-D MES NAD + + NADP + 2 C -C 3
Fenolok Na 2 Cr 2 7 2 S 4 / 2 hidrokinon p-benzokinon C 3 C 3 C 2 C C C 3 C 2 C 2 C 2 CC 2 3 K (koagulation) vitamin
Fenolok Ubikinon (koenzim Q; alias Q10)
Szubsztitúciós reakciók szubsztitúció (és elimináció) az rossz távozó csoport, de protonálva jó távozó csoport keletkezik ( 2 ) dehidratálás (E1 mechanizmus) halogén-szubsztitúció (SN1) tbu + Br > tbu2+ > tbu+ > tbubr
3. Szubsztitúció Reakció anorganikus savakkal: 3 C C 2 + N NaN 2 Cl 3 C C 2 N etil-nitrit + 2 C 2 C C 2 + 3 -N 2 C 2 C C 2 N 2 N 2 N 2 + 3 2 C 2 2 N 2 2 glicerin-trinitrát 3 C C 2 + P 3 C C 2 P etil-monofoszfát + 2
Reakció karbonsavval (alkoholok acilezése) R - - + R' - C - példa R - - C - R' + - - C 3 + C 2 5 C C 2 5 CC 3 + 2
4. ELIMINÁCIÓ / Dehidratálás 2 3 C 2 S 4 3 C C 3 + 2 3 C C 2 C C 3 2 S 4 3 C C 2 C C 2 + 2 2-butanol 2-butén
xovegyületek Nomenklatura Tipusnév: Alkánal Alkénal Alkinal Alkánon Alkénon Alkinon Csoport név: C Formil C xo C C Acil Karbonilcsoport
Nomenklatura Példák: C C C C 3 C metanal acetaldehid * C 2 C C 2 C 3-buténal C C 3 C 2 C C 4-pentin-2-on C 3 C C 3 propanon, dimetil keton, ciklohexén aceton * karbaldehid C C etándial, glioxál * C 3 C C C 3 3-hidroxi-2-butanon benzaldehid ciklohexanon
Fizikai tulajdonságok C Moláris tömeg (g/mol) Forráspont ( C) Formaldehid 30-21 Metanol 32 65 Acetaldehid 44 20 Etanol 46 78 Aceton 58 56 i-propil-alkohol 60 97
ldékonyság C 3 -C 2 -C = C 2 C 3 -C 2 -C = C 3 -C 2 -C 2 - g/100 ml 2-20 Fp ( o C) -6 49 97
Kémiai reakciók Reakció a karbonil C-atomon δ C δ δ α C Reakció az α C-atomon 1. Bázikus jelleg 2. xidáció-redukció 3. Addició (Ad N ) 1. Savas jelleg 2. alogénezés 3. Aldol addició (Ad N )
Reakció az α C-atomon 1. Savi jelleg [C- sav] C C C C C C.. Példa C 2 :B C aceton [keto] C3 NaN 2 C 2 C propen-2-ol [enol] enolát anion + B C3 pk a (oxo) =20 99,99975 % pk a (enol) =14,4 0,00025 % Lásd még: keto-enol tautoméria
Reakció a karbonil C-atomon 1. Bázikus jelleg ( protonálódás) C Ȯ... + - C Ọ. C Ȯ... Az alkoholoknál gyengébb bázisok. 2. Redukció-oxidáció a) Redukció: C 2 C oxo alkohol
b) xidáció C 3 -C aldehid KMn 4 v. krómsav C 3 -C karbonsav Tollens-próba C 3 -C + 2 [Ag(N 3 ) 2 ] C 3 C N 4 + 3 N 3 + 2 + Ag Fehling-próba C 3 -C + 2Cu 2+ + Na C 3 C Na + 4 + + 2 + tartarát + Cu 2
Reakció -nukleofilekkel C 3 -C- + - C 3 -C- geminális diol Speciális esetben: 1 D-glükóz Sztöchiometrikus mennyiségű alkohol hatására: félacetál keletkezik C 2 ciklofélacetál (laktol-gyűrű) a-d-glükóz + b-d-glükóz
1. Reakció N-nukleofilekkel C 3 -C- + :N 3 C 3 -C-N 2 Példa α-hidroxiamin 4 N 3 + 6 C C 6 12 N 4 + 6 2 N-atom piramis CNC < 109 o Felhasználás: műanyagipar (urotropin) N 2. C 3 -C-C 3 + N 2 -Q + kat. C 3 -C-C 3 N 2 -Q N N N 2 + C 3 -C-C 3 N-Q - imin (Schiff-bázis)
xo enol tautoméria Izomerek egymásba átalakulása (gyorsan): pl.: oxo-enol tautomerizáció R C = C 2 R C = C 3 enol-forma oxo- vagy keto-forma A víz-addíciója híg kénsavas közegben: 2 S 4 / 2 2 S 4 / 2 C C + 2 2 C = C 3 C C = vinilalkohol acetaldehid A vinil-alkohol-acetaldehid átalakulás az oxo-enol tautoméria egyik példája. A tautomerizáció (T) az izomer átalakulásnak az esete, amikor a kettős kötés és egy -atom helyet cserél.
C 3 C C 3 3 C C Br 2 C 2 3 C C C 2 Br