MECHANIZMUSGYŰJTEMÉNY a Szerves kémia I. előadáshoz

Hasonló dokumentumok
SZERVES KÉMIA I. B.Sc. képzés, kód: BMEVESZA301 Tantárgy követelményei 2018/2019tanév II. félév

SZERVES KÉMIA I. B.Sc. képzés, kód: BMEVESZA301 Tantárgy követelményei 2016/2017tanév II. félév

Budapest, szeptember 5. Dr. Tóth Tünde egyetemi docens

Eredményes vizsga esetén a tárggyal 5 kreditpont szerezhető. A félév csak aláírással zárul, ha

Budapest, szeptember 6. Dr. Huszthy Péter egyetemi tanár

Eredményes vizsga esetén a tárggyal 5 kreditpont szerezhető. A félév csak aláírással zárul, ha

SZERVES KÉMIA biomérnököknek B.Sc. képzés, kód: BMEVESZA204 Tantárgy követelményei 2017/2018 tanév II. félév

Budapest, június 15. Dr. Hornyánszky Gábor egyetemi docens

ALKOHOLOK ÉS SZÁRMAZÉKAIK

A pót zh megírásakor egy témakör választható a kettőből. A pót zh beadása esetén annak

KARBONSAVAK. A) Nyílt láncú telített monokarbonsavak (zsírsavak) O OH. karboxilcsoport. Példák. pl. metánsav, etánsav, propánsav...

Helyettesített karbonsavak

HALOGÉNEZETT SZÉNHIDROGÉNEK

OXOVEGYÜLETEK. Levezetés. Elnevezés O CH 2. O R C R' keton. O R C H aldehid. funkciós csoportok O. O CH oxocsoport karbonilcsoport formilcsoport

Tantárgycím: Szerves kémia

Fémorganikus vegyületek

A KÉMIA ÚJABB EREDMÉNYEI

SZERVES KÉMIAI REAKCIÓEGYENLETEK

KARBONIL-VEGY. aldehidek. ketonok O C O. muszkon (pézsmaszarvas)

Szénhidrogének III: Alkinok. 3. előadás

Részletes tematika: I. Félév: 1. Hét (4 óra): 2. hét (4 óra): 3. hét (4 óra): 4. hét (4 óra):

Helyettesített Szénhidrogének

O S O. a konfiguráció nem változik O C CH 3 O

szabad bázis a szerves fázisban oldódik

Szerves kémiai szintézismódszerek

Bevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak Munkafüzet 4. hét

O 2 R-H 2 C-OH R-H 2 C-O-CH 2 -R R-HC=O

Szerves Kémia II. 2016/17

szerotonin idegi mûködésben szerpet játszó vegyület

Aromás vegyületek II. 4. előadás

1. KARBONILCSOPORTOT TARTALMAZÓ VEGYÜLETEK

Szerves Kémia II. Dr. Patonay Tamás egyetemi tanár E 405 Tel:

R R C X C X R R X + C H R CH CH R H + BH 2 + Eliminációs reakciók

Fogalomtár Szerves kémia kollokviumhoz Semmelweis Egyetem Szerves Vegytani Intézet 2018.

8. Előadás Karbonsavak. Karbonsav származékok.

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

Javító vizsga követelményei kémia tantárgyból augusztus osztály

Szerves kémiai szintézismódszerek

Nitrogéntartalmú szerves vegyületek. 6. előadás

Fémorganikus kémia 1

AMINOK. Aminok rendűsége és típusai. Levezetés. Elnevezés. Alkaloidok (fiziológiailag aktív vegyületek) A. k a. primer RNH 2. szekunder R 2 NH NH 3

8. Előadás. Karbonsavak. Karbonsav származékok.

Versenyző rajtszáma: 1. feladat

Szerves kémiai szintézismódszerek

CH 2 =CH-CH 2 -S-S-CH 2 -CH=CH 2

A tételek: Elméleti témakörök. Általános kémia

OXOVEGYÜLETEK. Levezetés. Elnevezés O CH 2. O R C H aldehid. O R C R' keton. Aldehidek. propán. karbaldehid CH 3 CH 2 CH 2 CH O. butánal butiraldehid

Aldehidek, ketonok és kinonok

Szerves kémia Fontosabb vegyülettípusok

KARBONSAV-SZÁRMAZÉKOK

1. KARBONILCSOPORTOT TARTALMAZÓ VEGYÜLETEK

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Oxovegyületek. Nevezéktan. Aldehidek

1. feladat (3 pont) Írjon példát olyan aminosav-párokra, amelyek részt vehetnek a következő kölcsönhatásokban

KÉMIA II. (BMEVESZAKM1) A tárgy heti 2 2 óra előadásból és heti 1 óra laboratóriumi (kummulált) gyakorlatból áll.

Bevezetés. Szénvegyületek kémiája Organogén elemek (C, H, O, N) Életerő (vis vitalis)

10. Előadás. Heterociklusos vegyületek.

1. feladat. Versenyző rajtszáma:

KÉMIA II. (BMEVESZAKM1) A tárgy heti 2 2 óra előadásból és heti 1 óra laboratóriumi (kummulált) gyakorlatból áll.

Sztereokémia II. Sztereokémia III.

2. melléklet a 4/2011. (I. 14.) VM rendelethez

KÉMIA II. (BMEVESZAKM1) A tárgy heti 2 2 óra előadásból és heti 1 óra laboratóriumi (kummulált) gyakorlatból áll.

Szénsavszármazékok 1

6. 1,3-DIKARBONILVEGYÜLETEK

Karbonilcsoport reakciói Mannich-reakciónak nevezzük az

H 3 C H + H 3 C C CH 3 -HX X 2

KÉMIA II. (BMEVESZAKM1) A tárgy heti 2 2 óra előadásból és heti 1 óra laboratóriumi (kummulált) gyakorlatból áll.

KARBONSAVSZÁRMAZÉKOK

Név: Pontszám: 1. feladat (3 pont) Írjon példát olyan aminosav-párokra, amelyek részt vehetnek a következő kölcsönhatásokban

SZERVES KÉMIAI TECHNOLÓGIÁK

COOCH 3. Ca + O - NH 2 OCH 2 CH 2 CH 3 NO 2 N H H 3 CO N OCH 3 COOH

Helyettesített Szénhidrogének

AROMÁS SZÉNHIDROGÉNEK

Kémiai tantárgy középszintű érettségi témakörei

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

CHO CH 2 H 2 H HO H H O H OH OH OH H

Szénhidrogének II: Alkének. 2. előadás

Tartalomjegyzék. Szénhidrogének... 1

6. Monoklór származékok száma, amelyek a propán klórozásával keletkeznek: A. kettő B. három C. négy D. öt E. egy

Név: Pontszám: / 3 pont. 1. feladat Adja meg a hiányzó vegyületek szerkezeti képletét!

Aromás: 1, 3, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 13, (14) Az azulén (14) szemiaromás rendszert alkot, mindkét választ (aromás, nem aromás) elfogadtuk.

Szerves Kémiai Technológia kommunikációs dosszié SZERVES KÉMIAI TECHNOLÓGIA TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ KÉMIAI INTÉZET

Kémia fogorvostan hallgatóknak Munkafüzet 14. hét

4) 0,1 M koncentrációjú brómos oldat térfogata, amely elszínteleníthető 0,01 mól alkénnel: a) 0,05 L; b) 2 L; c) 0,2 L; d) 500 ml; e) 100 ml

R nem hidrogén, hanem pl. alkilcsoport

Szerves kémia kommunikációs dosszié SZERVES KÉMIA ANYAGMÉRNÖK ALAPKÉPZÉS TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Szerves Kémia. Farmakológus szakasszisztens képzés 2012/2013 ősz

Zöld Kémiai Laboratóriumi Gyakorlatok. Aldol kondenzáció

Tartalom. Szénhidrogének... 1

Curie Kémia Emlékverseny 10. évfolyam országos döntő 2018/2019. A feladatok megoldásához csak periódusos rendszer és zsebszámológép használható!

A kémiatanári zárószigorlat tételsora

7. Előadás. Alkoholok, éterek. Oxovegyületek.

Alkoholok és fenolok. Alifás hidroxivegyületek Aromás hidroxivegyületek

Szerves kémia 2014/2015

Szemináriumi feladatok (alap) I. félév

Szabadalmi igénypontok

5. HELYETTESÍTETT KARBONSAVAK ÉS SZÁRMAZÉKOK

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Szemináriumi feladatok (alap) I. félév

Átírás:

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szerves Kémia és Technológia Tanszék MECHANIZMUSGYŰJTEMÉNY a Szerves kémia I. előadáshoz Készítette: Kormos Attila Lektorálta: Huszthy Péter 2014

Tartalom * 2. Térszerkezet, sztereokémia, konformáció 2 3. Reakcióelmélet, sav-bázis-, HSAB- és FMO-elméletek 3 4. Redox-reakciók és gyökös reakciók elmélete, paraffinok kémiája 6 5. Olefinek és acetilének reaktivitása, elektrofil addíció, oxidáció és polimerizáció 13 6. Monociklusos aromás vegyületek reaktivitása, elektrofil szubsztitúció 26 7. A szubsztitúció és elimináció elmélete 29 8. A halogénvegyületek, alkoholok, fenolok, éterek kémiája 34 9. A nitrovegyületek és aminok kémiája 45 10. Alkoholok, oxo-vegyületek és savszármazékok redukciói és oxidációi 52 11. Oxovegyületek, karbonsavak és karbonsav-savszármazékok reaktivitása 62 12. Oxo enol tautoméria, karbonsavak (első rész) 68 13. Karbonsavak (második rész) és karbonsavszármazékok 76 * A fejezetek számozása megegyezik az előadás órabeosztásával. Az első előadáshoz (Molekulaszerkezet) kapcsolódóan nem szerepel fejezet a ben, így a fejezetek számozása a második előadással kezdődik. Kormos Attila, BME 1

2. Térszerkezet, sztereokémia, konformáció Inverzió (S N 2 reakció): Racemizáció (S N 1 reakció): Kormos Attila, BME 2

3. Reakcióelmélet, sav-bázis-, HSAB- és FMO-elméletek S R : S N 1: S N 2: Kormos Attila, BME 3

S E Ar: Ad R : Ad N : Ad E : E1: Kormos Attila, BME 4

E2: E1cB: Kormos Attila, BME 5

4. Redox-reakciók és gyökös reakciók elmélete, paraffinok kémiája Paraffinok előállítása: Würtz-reakció: Grignard-reakció: Grignard-reagens előállítása: Halogénvegyületből LiAlH 4 -del: Kormos Attila, BME 6

Jódvegyületből (alkoholból) hidrogén-jodiddal: Karbonsavak dekarboxilezése: Karbonsavak reakciója hidrogén-jodiddal és foszforral: Clemmensen-redukció (oxovegyületek redukciója erősen savas körülmények között): Kormos Attila, BME 7

Kizsnyer-Wolff-reakció (oxovegyületek redukciója erősen bázikus körülmények között): Tioketálos módszer (oxovegyületek redukciója semleges körülmények között): Kormos Attila, BME 8

Olefinek hidrogénezése: Simmons-Smith-reakció: Kormos Attila, BME 9

Simmons-Smith-reakció sztereokémiai következménye: Disztális dihalogenidek reakciója cinkkel: Kormos Attila, BME 10

Alkánok reakciói: Gyökös szubsztitúció (S R ): Kormos Attila, BME 11

Égés: Kormos Attila, BME 12

5. Olefinek és acetilének reaktivitása, elektrofil addíció, oxidáció és polimerizáció Olefinek reakciói: Gyökös addíció (Ad R ): Elektrofil addíció (Ad E ): Hidrogén-bromid addíciója: Kormos Attila, BME 13

Brown-féle hidrobórozás: Kormos Attila, BME 14

Olefinek palládiumkatalizált reakciói: vinil-éter, ill. keton előállítása: akrilát előállítása: Palládium regenerálása a reakciók során: Kormos Attila, BME 15

Diol előállítása permanganáttal: Kormos Attila, BME 16

Olefinek reakciója persavval: Kormos Attila, BME 17

Az epoxid felnyitása savas körülmények között: Kormos Attila, BME 18

Az epoxid felnyitása bázikus körülmények között: Kormos Attila, BME 19

Brómozás: Gyökös polimerizáció: Kormos Attila, BME 20

Anionos polimerizáció: Kationos polimerizáció: Allil-helyzetű klórozás: Kormos Attila, BME 21

Konjugált diének reakciói: Brómozás: Diels Alder-cikloaddíció (ebben az esetben az alsó ábrán lévő görbe nyilak nem az elektronpárok elmozdulását mutatják): Kormos Attila, BME 22

Acetilének reakciói: Acetilén átalakítása további acetilénszármazékokká: Acetilén reakciója karbonilvegyülettel: (Z)-Olefin előállítása acetilénekből: Kormos Attila, BME 23

(E)-Olefin előállítása acetilénekből: Acetilének reakciói réz(ii)-só jelenlétében: Hidrogén-bromid elektrofil addíciója: Kormos Attila, BME 24

Higany(II)-acetát elektrofil addíciója: Kormos Attila, BME 25

6. Monociklusos aromás vegyületek reaktivitása, elektrofil szubsztitúció Aromás elektrofil szubsztitúciós reakciók (S E Ar): Kormos Attila, BME 26

Friedel Crafts-alkilezés: Friedel Crafts-acilezés: Kormos Attila, BME 27

Benzil-helyzetű klórozás: Kormos Attila, BME 28

7. A szubsztitúció és elimináció elmélete S N 1 reakció: S N 2 reakció: E1 reakció: Kormos Attila, BME 29

E1 reakció sztereokémiai következménye: E1cB reakció: E1cB reakció sztereokémiai következménye Kormos Attila, BME 30

E2 reakció S N 2Ar reakció: Meisenheimer komplex határszerkezetei: Kormos Attila, BME 31

S N 1Ar reakció (az S N 1Ar reakció a diazónium-sóból kiinduló reakció): Kormos Attila, BME 32

S N Ar didehidrobenzol mechanizmusú reakció: Kormos Attila, BME 33

8. A halogénvegyületek, alkoholok, fenolok, éterek kémiája Halogénvegyületek reakciói: Korábbi reakciók: Würtz-reakció (6. oldal) Grignard reagens előállítása (6. oldal) Simmons Smith-reakció (9. oldal) Disztális dihalogenidek reakciója cinkkel (10. oldal) Halogénvegyületek reakciója 2 mól nagy felületű nátriummal, vagy lítiummal: Kormos Attila, BME 34

Kettős kötés átmeneti védése halogénvegyületen keresztül (az első lépés elektrofil addíció, ld. olefinek reakciói): Alkoholok reakciói: Alkoholok reakciói fémekkel: Reakció szervetlen savakkal: Kormos Attila, BME 35

Reakció szervetlen savhalogenidekkel aprotikus apoláris oldószerekben (pl. éter): Reakció tionil-kloriddal piridinben: Reakció szerves savakkal: AAc2: Kormos Attila, BME 36

AAl1: Reakció szerves savhalogenidekkel: Szulfonilezés: A szulfonát nagyon jó távozócsoport: Kormos Attila, BME 37

Fenolok reakciói: Fenol brómozása: Aprotikus közegben: Kormos Attila, BME 38

Vizes közegben: Kormos Attila, BME 39

Reimer Tiemann-szintézis: Kolbe Schmitt-szintézis: Kormos Attila, BME 40

Floroglucin reakciója diazometánnal semleges közegben: Floroglucin reakciója metil-jodiddal bázikus közegben: Kormos Attila, BME 41

Fenol előállítása: Kumol-hidroperoxidos eljárás: Kormos Attila, BME 42

Éterek előállítása: Éter előállítása savas körülmények között: Éter előállítása bázikus körülmények között (Williamson-féle éterszintézis): Etilénoxid előállítása: Éterek reakciói: Etilénoxid reakciója nukleofilekkel: Kormos Attila, BME 43

Éterek reakciói savakkal: Alifás éter reakciója hidrogén-jodiddal: Aromás éter reakciója hidrogén-bromiddal: Vinil-éter reakciója híg savval: Kormos Attila, BME 44

9. A nitrovegyületek és aminok kémiája Nitrovegyületek előállítása: Korábbi reakciók: S N 2 (az S N 2 reakció általános mechanizmusát a brómozás példáján bemutatva ld. 29. oldal) S R (11. oldal) S E Ar (26. oldal) Nitrovegyületek reakciói: Nitrovegyületek tautomériája: Nitrovegyületek redukciós reakciói: Savas körülmények között (fém + sav, nettó töltés +1 vagy 0): Kormos Attila, BME 45

Bázikus körülmények között (nettó töltés 1 vagy 0): Amennyiben Ar = Ph: Kormos Attila, BME 46

Aminok előállítása: Redukciós módszerek primer aminok előállítására: Nitrilből kiindulva: Amidból kiindulva: Azidból kiindulva: Kormos Attila, BME 47

Hoffmann- és Curtius-lebontás (az izocianáttól kezdve a két reakció azonos mechanizmus szerint játszódik le): Gabriel-szintézis (a hidrolízisek mechanizmusáról a savszármazékoknál lesz szó): Kormos Attila, BME 48

Szekunder aminok előállítása: Schiff-bázison (iminen) keresztül: Amennyiben az oxovegyület -szénatomján hidrogénatom van, imin enamin tautoméria is felléphet, de a redukció után ugyanaz a végtermék keletkezik: Amidon keresztül (amid képzése amin és savklorid reakciójával bázis jelenlétében és távollétében; a LiAlH 4 -del történő redukció mechanizmusa megegyezik a primer aminok előállítására leírttal): Kormos Attila, BME 49

Szulfonamidon keresztül: Brown-féle lebontás: Kormos Attila, BME 50

Mannich-reakció: Kormos Attila, BME 51

10. Alkoholok, oxo-vegyületek és savszármazékok redukciói és oxidációi Előállítások oxidációs reakciókkal: Toluol reakciója kromil-kloriddal: Wacker-reakció: ld. az olefineknél (15. oldal) Vízaddíció savas közegben higany-szulfát jelenlétében: Kormos Attila, BME 52

Acetilénszármazékok reakciója kálium-permanganáttal: Jones-oxidáció (Na 2 CrO 4, H 2 SO 4, H 2 O aceton): Szelén-dioxiddal történő oxidáció (SeO 2, víz, dioxán): Kormos Attila, BME 53

Oppenauer-oxidáció: Kormos Attila, BME 54

Redukciós reakciók: Meerwein Pondorf Verley-redukció: Stephens-reakció: Nitril reakciója diizobutil-alumínium-hidriddel: Kormos Attila, BME 55

Észter reakciója diizobutil-alumínium-hidriddel: Grignard-reakciók: (a Grignard-reagens előállítása megtalálható az alkánok előállításánál): Primer alkohol előállítása: Szekunder alkohol előállítása: Tercier alkohol előállítása: Dietil-karbonátból: Kormos Attila, BME 56

Észterből: Ketonból: Alkoholt lítium-organikus vegyületen keresztül is lehet előállítani: Aldehid előállítása (ortohangyasav-észterből): Kormos Attila, BME 57

Keton előállítása: Ortoészterből: Savkloridból kiindulva: Kadmiumvegyületen keresztül: Nitrilből kiindulva: Kormos Attila, BME 58

Aromás oxovegyületek előállítása: Gattermann Koch- és Friedel Crafts-reakciók: Kormos Attila, BME 59

Gattermann- és Houben Hoesch-reakciók: Kormos Attila, BME 60

Fries-átrendeződés: Kormos Attila, BME 61

11. Oxovegyületek, karbonsavak és karbonsav-savszármazékok reaktivitása Oxovegyületek, savszármazékok reakciói nukleofilekkel: Reakció nukleofilekkel, ha nincs távozó csoport (aldehidek és ketonok): Reakció nukleofilekkel, ha van távozócsoport (savszármazékok): Kormos Attila, BME 62

Ketén reakciója etanollal: Acetálképzés: Reakció hidrogénszulfittal: Kormos Attila, BME 63

, -telítetlen oxovegyületek, karbonsavak és karbonsavszármazékok előállítása: Mannich-reakció (ld. 51. oldal): Grignard-reakció ortoformiáttal: Grignard-reakció ortoészterekkel: Aldol-reakció: ld. később (69.oldal) Kormos Attila, BME 64

Grignard-reakció széndioxiddal: Knoevenagel-reakció: ld. később (75. oldal), -telítetlen oxovegyületek, karbonsavak és karbonsavszármazékok addíciós reakciói: Direkt Ad N : Reakció lítium-alumínium-hidriddel: Reakció metil-lítiummal: Kormos Attila, BME 65

Konjugált Ad N : Reakció rézvegyülettel: Reakció tioláttal: Cannizzaro-rakció: Kormos Attila, BME 66

Inverz reakciókészség: Tioketál segítségével: Benzoin előállítása: Kormos Attila, BME 67

12. Oxo enol tautoméria, karbonsavak (első rész) Oxo enol tautoméria: Savas körülmények között: Bázikus körülmények között: Oxovegyület reakciója brómmal: Savas körülmények között: Kormos Attila, BME 68

Bázikus körülmények között: Aldol-reakció: Kormos Attila, BME 69

Claisen-reakció: Vegyes Claisen-reakció (észter és keton): Kormos Attila, BME 70

Csak észterek között: Kormos Attila, BME 71

Dietil-karbonát és észter reakciója: Kormos Attila, BME 72

Dieckmann-reakció (belső Claisen): Kormos Attila, BME 73

Dietil-malonát előállítása: Kormos Attila, BME 74

Knoevenagel-reakció: További reakciók dioxovegyületek előállítására: Acetilén és permanganát reakciója (53. oldal) Ketonok oxidációja szelén-dioxiddal (54.oldal) Diolok Jones-oxidációja (53. oldal) Kormos Attila, BME 75

13. Karbonsavak (második rész) és karbonsavszármazékok Karbonsavak előállítása: Korábban szerepelt: Savas hidrolízis: AAc2 (36. oldal) AAl1 (37. oldal) Lúgos hidrolízis (BAc2): Grignard-reakció (ld. 65. oldal is): Kormos Attila, BME 76

Nitril hidrolízise savas körülmények között: Kormos Attila, BME 77

Nitril hidrolízise lúgos körülmények között: Karbonsav reakciója butil-lítiummal: Kormos Attila, BME 78

Karbonsavak reakciói: Észterképzés: Korábban szerepelt: AAc2 (36. oldal) AAl1 (37. oldal) AAc1: Kormos Attila, BME 79

Átészterezés (BAc2): Dikarbonsavak reakciói melegítésre: Oxálsav: Malonsav: Borostyánkősav (n = 1), glutársav (n = 2): Kormos Attila, BME 80

Adipinsav (n = 1), pimelinsav (n = 2) (vö. Dieckmann-kondenzáció): Ketén előállítása: Kormos Attila, BME 81

Savazid előállítása hidrazidon keresztül: Imidsav-észter előállítása: Kormos Attila, BME 82