Chlorowcopochodne Centra reaktywne w halogenoalkanach.

Prezentacja na temat: "Chlorowcopochodne Centra reaktywne w halogenoalkanach."— Zapis prezentacji:

1 Chlorowcopochodne Centra reaktywne w halogenoalkanach

2 R‑X Podstawienie nukleofilowe przy nasyconym atomie węgla:
estryfikacja alkoholi za pomocą kwasów chlorowcopochodnych i innych kwasów nieorganicznych. Synteza eterów. + OH-  R-OH + X- + -OR’  R-OR’ + X- hydroliza alkaliczna synteza eterów Williamsona synteza estrów kwasów karboksylowych synteza merkaptanów synteza tioeterów tworzenie związków sulfoniowych + R’COO-  RO-COR’ + X- + -SH  R-SH + X- + -SR’  R-SR’ + X- + SR’2  R-S+R’2 + X- R‑X + R’NH2  RR’NH + HX + NR’3  RN+R’3 + X- + NO2-  R-NO2 + X- + X’-  R-X’ + X- alkilowanie amin czwartorzędowanie amin synteza nitroalkanów (oraz azotynów R-O-NO) reakcja Finkelsteina X = -Cl, -Br, -I, siarczan dwu i monoalkilowy, tosylan

3 R‑X Podstawienie nukleofilowe przy nasyconym atomie węgla:
synteza nitrylów Kolbego (oraz izonitrylów R-NC) + CN-  R-CN + X- + -CΞCH  R-CΞCH + X- synteza alkinów alkilowanie Fridela i Craftsa R‑X alkilowanie związków b-dwukarbonylowych X = -Cl, -Br, -I, siarczan dwu i monoalkilowy, tosylan

4 Przykłady twardych i miękkich kwasów i zasad:
ZASADY KWASY MIĘKKIE R2S, RSH, RS-, I-, SCN-, Br-, R3P, CN-, alkeny, areny, H-, R- Ag+, Hg2+, RS+, I+, Br+, I2, Br2 TWARDE H2O, OH-, F-, RCOO-, SO4-2, CO3-2, ROH, RO-, R2O, NH3, RNH2 H+, Al3+, BF3, AlCl3, AlR3, SO3, RCO+, CO2 Zasady określa się jako miękkie wtedy, gdy atom, który jest donorem pary elektronów, wykazuje dużą polaryzowalność, łatwo się utlenia i odznacza się małą elektroujemnością. Kwasy określa się jako miękkie wówczas, gdy atom, który jest akceptorem pary elektronów, ma stosunkowo duże rozmiary, niewielki ładunek dodatni (może też nie mieć ładunku) i dysponuje elektronami na zewnętrznej orbicie. Korzystając z pojęć twardości i miękkości można sformułować ogólną regułę mającą zastosowanie we wszystkich przypadkach kwasów i zasad: w układach w których istnieje możliwość wyboru, twarde kwasy reagują najchętniej z twardymi zasadami, a miękkie kwasy z miękkimi zasadami. Związki twardych kwasów z twardymi zasadami i miękkich z miękkimi są trwalsze i łatwiej się tworzą od związków twardych kwasów z miękkimi zasadami lub miękkich kwasów z twardymi zasadami. Reguła ta jest pomocna w przewidywaniu kierunku reakcji, w której uczestniczą kwasy i zasady.

5 Dla chętnych – nie obowiązuje w szkole średniej
Typ reakcji Stereochemia reakcji Warunki reakcji SN2 R-CH2-X R-CHX-R’ Przebiega z inwwersją konfiguracji, atak cząsteczki nukleofila z przeciwnej strony do grupy odchodzącej Rozpuszczalniki aprotyczne o dużej stałej e. Cząsteczki o wysokiej nukleofilowości. E2 Podstawniki ulegające odszczepieniu muszą znajdować się w położeniu trans (reguła Ingolda). Gdy X jest grupą obojętną elektrycznie produktem głównym jest alken bardziej podstawiony (produkt Zajcewa). W przypadku gdy X jest grupą obdarzoną ładunkiem dodatnim, produktem głównym jest alken powstający wg reguły Hoffmana. Silne zasady o małej nukleofilowości. Rozpuszczalniki aprotyczne o małej stałej e. Zasady o dużych cząsteczkach sprzyjają powstawaniu alkenu mniej podstawionemu (Hoffmana)

6 Dla chętnych – nie obowiązuje w szkole średniej
Typ reakcji Stereochemia reakcji Warunki reakcji SN1 R3C-X R-CHX-R’ Następuje racemizacja Rozpuszczalniki protyczne o dużej e (woda, alkohole, kwasy), niska temperatura reakcji. Utworzenie karbokationów stabilizowanych przez mezomerię (allilowe, benzylowe). E1 Rozpuszczalniki protyczne o dużej e (woda, alkohole, kwasy), ogrzewanie mieszaniny reakcyjnej. Utworzenie karbokationów stabilizowanych przez mezomerię (allilowe, benzylowe).

7 Dla chętnych – nie obowiązuje w szkole średniej

8 kowalencyjne silnie spolaryzowane
Związki metaloorganiczne R-Me Dla chętnych – nie obowiązuje w szkole średniej Wiązanie C-Me jonowe kowalencyjne silnie spolaryzowane kowalencyjne R-Na alkilosód R-K alkilopotas R-Li alkilolit R-MgX halogenek alkilomagnezowy R3Al trialkiloglin R4Sn tetralkilocyna R3SnH wodorek trialkilocyny R3SnX halogenek trialkilocyny R4Pb tetralkiloołów RHgX halogenek alkilortęciowy R2Hg dialkilortęć

9 Dla chętnych – nie obowiązuje w szkole średniej
Metody syntezy związków metaloorganicznych: Dla chętnych – nie obowiązuje w szkole średniej halogenek alkilu z metalem (wymiana chlorowca na metal) R-X + Na + K + Li + Mg + Zn + Hg  R-Na + NaX  R-K + KX  R-Li + LiX  R-Mg-X  R-Zn-X  R-Hg-X R= allil, benzyl, X=I,Br związek metaloorganiczny z metalem (wymiana metalu na inny metal) 3R2Hg + Al  2R3Al + 3Hg R2Hg + 2Me  2R-Me + Hg Me = K, Na, Li

10 Dla chętnych – nie obowiązuje w szkole średniej
Metody syntezy związków metaloorganicznych: Dla chętnych – nie obowiązuje w szkole średniej reaktywny związek metaloorganiczny z halogenkiem metalu 2R-Mg-X + HgX2  R2Hg + 2MgX2 4R-MgX + SnX4  R4Sn + 4MgX2 2R-MgX + ZnX2  R2Zn + 2MgX2 metalacja węglowodorów CH3-CH2-CH2-CH2-Na + C6H6  C4H10 + C6H5Na

11 Zastosowanie związków metaloorganicznych:
Dla chętnych – nie obowiązuje w szkole średniej związki sodo- , potaso- i litoorganiczne wykorzystywane są najczęściej jako silne zasady w celu utworzenia C-nukleofila (metalacji), który następnie może reagować np. z halogenkiem alkilu R-Me + R’-H  R’-Me R’-Me + R”-X  R’-R” związki magnezoorganiczne synteza alkoholi: R-MgX + R’-CO-R”  R’-CRR”-OMgX synteza kwasów: R-MgX + CO2  RCOOMgX synteza innych związków metaloorganicznych związki glinoorganiczne – jako katalizatory podczas polimeryzacji związki rtęcioorganiczne – synteza alkoholi

12 Dla chętnych – nie obowiązuje w szkole średniej