VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… ·...

63
VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLA O R H O H O OH O O R O S O O R' R' O O R O R O + R H H X R ALKOKSIDI ETRI ESTRI HALOGENALKANI ALKIL ili ARIL- SULFONATI ALDEHIDI, KETONI KARBOKSILNE KISELINE ALKENI PROIZVODI PREMESTANJA ALKOKSONIJUM JONI (NESTABILNI INTERMEDIJERI) PROTONOVANJE DEPROTONOVANJE -H +

Transcript of VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… ·...

Page 1: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLA

O

R

H

O

H

O

OH

OO

R O S

O

O

R'

R' O

O

R

O

R O+

R

HH

X

R

ALKOKSIDI

ETRI

ESTRI

HALOGENALKANI

ALKIL ili ARIL- SULFONATI

ALDEHIDI, KETONI KARBOKSILNE KISELINE

ALKENI

PROIZVODIPREMESTANJA

ALKOKSONIJUM JONI(NESTABILNI INTERMEDIJERI)

PROTONOVANJE

DEPROTONOVANJE

-H+

Page 2: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

POSTAJANJE ALKOKSIDA -

DEPROTONOVANJEM ALKOHOLA (KAO KISELINA) POMOĆU BAZA KOJE SU JAČE OD ALKOKSIDA

REAKCIJA JE ACIDO-BAZNOG KARAKTERA I PREDSTAVLJA IZMENU PROTONA

O H H Na+

O H H Na+

O H H K O H H K+

O H H Li+

O H H Li+

OH

N

H

H

Na+

O

Na+

N

H

H

H

+ + +

+ + +

+ + +

+ + +

REAKTIVNOST ALKOHOLA OPADA U NIZU : TERCIJERNI > SEKUNDARNI > PRIMARNI

KISELOST ALKOHOLA OPADA U NIZU : PRIMARNI > SEKUNDARNI > TERCIJERNI

PRIMERI:

Page 3: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

OH

N

Li+

O

NH

O HCH

3Li

Li+

O Li+

CH3

H

O H

O H

Li

O

O

H

Li+

Li+

+

+

2

+ 2

PRIMERI:

Page 4: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

POSTAJANJE ALKOKSIDA REDUKCIJOM VEZE R- POMOĆU ALKALNIH METALAO-H

O H O H H

O H O H HK

O H O H H

Li+

OH

O

LI

K+

Na+Na

H HCs Cs

+

+ + +

+ + +

+ + +

+ + +

.

+I

+I

+I

+I

0

0

0

0

+I

+I

+I

+I

0

0

0

0

Page 5: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

ALKOKSIDI SE ŠIROKO PRIMENJUJU U ORGANSKOJ SINTEZI.

- KAO BAZE: ZA DEPROTONOVANJE JEDINJENJA KOJA SU KISELIJA OD ALKOHOLA

O

O

H O CH3 O

O

Na+

O CH3

H

OH

OLi+

O

Na+

Li+

OH

O

H

HH

H

H

HOK

+C

O

H

HH

H

H O

H

+ +

+ +

+ +

KARBOKSILNA KISELINA KARBOKSILATNI ANJON (SO)

FENOL FENOKSIDNI ANJON

ACETON("C-H KISELINA")

ANJON ACETONA(ENOLATNI ANJON)

Page 6: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

- KAO BAZE: ZA DOBIJANJE ALKENA IZ HALOGENALKANA E2 ELIMINACIJOM

- KAO NUKLEOFILI : U SINTEZI ETARA IZ HALOGENALKANA S 2 SUPSTITUCIJOMN

Br

H H

OK+

H

BrK+

OH

Cl

Cl

H

H

OK+

Cl

H

ClK+

OH

+E2

ELIMINACIJA+ +

+E2

ELIMINACIJA + +

Br

K+

BrK+

O

O

+

SN2

SUPSTITUCIJA+

Page 7: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

POSTAJANJE I REAKCIJE ALKILOKSONIJUM (ALKOKSONIJUM)-JONA: SUPSTITUCIJE I ELIMINACIJE

-PROTONOVANJEM ALKOHOLA (KAO BAZE) POMOĆU KISELINA KOJE SU JAČE OD ALKOHOLA

REAKCIJA JE ACIDO-BAZNOG KARAKTERA I PREDSTAVLJA IZMENU PROTONA

OH

OH

OH

H Br

H Cl

S

O

O

O

F

F

FH

O+

H

H S

O

O

O

F

F

F

O+

H

HBr

O+

H

H

Cl

gas.

ALKIL-OKSONIJUM-JON

ALKIL-OKSONIJUM-JON

ALKIL-OKSONIJUM-JON

pri. alkohol

sek. alkohol

terc. alkohol

baza

Page 8: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

CO H

O H

O S

O

O

OH H

CO

+H

H

O S

O

O

O H

C+

O S

O

O

O H

O H

H

C+H

H

H

H

H HH

H

H

H

H HH

O S

O

O

O HI

konc.

+ ++

ALKIL-OKSONIJUM-JON KARBOKATJON

E1

ELIMINACIJA

slab nukleofildobar nukleofil

vrlo slaba baza vrlo slaba baza

A.

TERICERNI ALKOHOLI SA JAKIM KISELINAMA PRVO FORMIRAJU ALKILOKSONIJUM JONE IZ KOJIH

ZATIM REVERZIBILNOM DISOCIJACIJOM POSTAJU TERCIJERNI KARBOKATJONI

-UKOLIKO JE PRISUTNI ANJON (HSO ) SLAB NUKLEOFIL, TRECIJERNI KARBOKATJON REAGUJE ELIMINACIJOM 4

(E1) I POSTAJE ALKEN

Page 9: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

CO H

O H

IH

CO

+H

H I

C+

O H

H

I I

gas.

+

ALKIL-OKSONIJUM-JON

+

E1SN1

-UKOLIKO JE PRISUTNI ANJON (I ) DOBAR NUKLEOFIL, TRECIJERNI KARBOKATJON REAGUJE MEŠOVITO -

ELIMINACIJOM (POSTAJE ALKEN) I S 1 SUPSTITUCIJOM - POSTAJE TERCIJERNI JODALKAN

E1

N

B.

TERICERNI ALKOHOLI SA JAKIM KISELINAMA PRVO FORMIRAJU ALKILOKSONIJUM JONE IZ KOJIH

ZATIM REVERZIBILNOM DISOCIJACIJOM POSTAJU TERCIJERNI KARBOKATJONI (nastavak)

Page 10: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

CH

O

H

O S

O

O

OH H

CH

O+

H

H

O S

O

O

O H

C

H+

O S

O

O

O H

O H

H

C+H

H

H

H

CHH

H

H O S

O

O

O HI

CH

OH

konc.

+ ++

ALKIL-OKSONIJUM-JON KARBOKATJON

E1

ELIMINACIJAslab nukleofildobar nukleofil

vrlo slaba baza vrlo slaba baza

SEKUNDARNI ALKOHOLI SA JAKIM KISELINAMA I PRVO FORMIRAJU ALKILOKSONIJUM JONE IZ KOJIH

ZATIM REVERZIBILNOM DISOCIJACIJOM POSTAJU SEKUNDARNI KARBOKATJONI

-UKOLIKO JE PRISUTNI ANJON (HSO ) SLAB NUKLEOFIL, SEKUNDARNI KARBOKATJON REAGUJE 4

ELIMINACIJOM (E1) I POSTAJE ALKEN

A.

Page 11: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

CH O H IH

CH

O+

H

H I

C

H+

O H

H

I

CH

I

CH

CH

OH

O S

O

O

O HI

gas.

+

ALKIL-OKSONIJUM-JON

+

E1SN1

slab nukleofildobar nukleofil

vrlo slaba baza vrlo slaba baza

-UKOLIKO JE PRISUTNI ANJON (I ) DOBAR NUKLEOFIL, SEKUNDARNI KARBOKATJON REAGUJE MEŠOVITO -

ELIMINACIJOM (POSTAJE ALKEN) I S 1 SUPSTITUCIJOM - POSTAJE SEKUNDARNI JODALKAN

E1

N

B.

Page 12: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

PROTONOVANJEM PRIMARNIH ALKOHOLA SA JAKIM KISELINAMA PRVO POSTAJU ALKILOKSONIJUM JONI

KOJI SU RELATIVNO STABILNI I NE DISOSUJU DO PRIMARNIH KARBOKATJONA

-UKOLIKO JE PRISUTNI ANJON (CF SO ) SLAB NUKLEOFIL, ALKOKSONIJUM JON REAGUJE ELIMINACIJOM (E2) I 3 3

POSTAJE ALKEN

A.

OH

S

O

O

O

F

F

FH

O+

H

H S

O

O

O

F

F

F

OH

O+

H

H

H

OH

O

H

HO

+

H

H

ALKIL-OKSONIJUM-JON

relativno stabilan

zagrevanje

baza

-H2O

dehidratacija

+ +E2

ELIMINACIJA

Page 13: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

OH O+

H

HBr

H Br

O+

H

H

Br

OH

Br

O

H

H

ALKIL-OKSONIJUM-JON

zagrevanje

SN2 PRELAZNO

STANJE

-

SN2

SUPSTITUCJA

-UKOLIKO JE PRISUTNI ANJON (Br ) DOBAR NUKLEOFIL, ALKOKSONIJUM JON REAGUJE SUPSTITUCIJOM (S 2) I N

POSTAJE HALOGENALKAN

B.

Page 14: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

PREMEŠTANJA KARBOKATJONA (samo informativno)

KARBOKATJONI LAKO PODLEŽU INTRAMOLEKULSKIM MIGRACIOJAMA VODONIKA KAO HIDRIDA PRI ČEMU

POSTAJU KARBOKATJONI (JEDAN ILI VIŠE) DRUGAČIJE STRUKTURE OD POLAZNOG.

-DOLAZI DO SPONTANOG RASKIDANJA POJEDINIH C-H ILI C-C VEZA I NASTAJANJA NOVIH VEZA: POSTALI

KARBOKATJONI PREDSTAVLJAJU STRUKTURNE IZOMERE POLAZNOG KARBOKATJONA.

-U SLUČAJU DA JE POLAZNI KARBOKATJON TERMODINAMIČKI MNOGO MANJE STABILAN OD PREMEŠTENOG,

TADA ISKLJUČIVO DOLAZI DO PREMEŠTANJA, A TEK ZATIM DO DALJE REAKCIJE (S 1 ILI E1). N

CH C

H

OHH Br

CH C

H

O+ HH

Br

CH C

H

Br

CCH

Br

Br

CH C

H

O+ HH

CC

H+

H

OHH

Br

Br

CC

H+

H C+ C

H2

Br

rastvor gasovitog

HBr u reaktantu

ALKIL-OKSONIJUM-JON

+

normalan proizvod

(sporedni)

premesten proizvod

(glavni)

MEHANIZAM:

sekundarni karbokatjon

SN1

migracija H-

sekundarni karbokatjon

tercijerni karbokatjon

SN1

Page 15: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

CCH

+

H C+ C

H2

Br

migracija H-

sekundarni karbokatjon

tercijerni karbokatjon

PREMEŠTANJA KARBOKATJONA (samo informativno)

Page 16: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

CH

CH

OH

OHOH

2

+

C+

H H

OH2

H

CH

+

H

OH2

H2SO4/H2O

~80oC

H2SO4/H2O

~80oC

POSTAJANJE ALKENA PREMEŠTANJEM KARBOKATJONA ( E1 -MEHANIZAM) (samo niformativno)

DVA STRUKTURNO IZOMERNA ALKOHOLA, TERCIJERNI (A) I SEKUNDARNI (B), POD ISTIM USLOVIMA

DAJU ISTI PROIZVOD - ALKEN C.

(A) TERCIJERNI

ALKOHOL,

(B) SEKUNDARNI

ALKOHOL,

(C) ALKEN

Page 17: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

KARBOKATJONI PRIBLIŽNE STABILNOSTI, KAO SEKUNDARNI -SEKUNDARNI ILI TERCIJARNI- TERCIJARNI MOGU BITI U RAVNOTEŽI - (samo informativno)

STOGA POD REAKCIONIM USLOVIMA NASTAJU SMESE NORMALNIH I PREMEŠTENIH PROIZVODAI

Page 18: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

U POLARNIM PROTIČNIM RASTVARAČIMA DOLAZI DO SPONTANE DISOCIJACIJE TERCIJARNIH HALOGENALKANA

(S 1 MEHANIZAM) A POSTALI KARBOKATJONI PODLEŽU PREMEŠTANJIMA.N

NPR. ETANOLIZA 2-BROM-3-ETIL-2-METILPENTANA DAJE DVA MOGUĆA TERCIJARNA ETRA. (samo informativno)

Br H

OH

C+

HBr C C+

H

OH OH

C HO C CH O

2-Brom-3-etIl-2-metIl-pentan

SN1+

C CH

OH H Br

C CH

OH2

+

C CH

+

BrOH

2

C+

CH C C

H

Br

Br

+

PREMEŠTANJA KARBOKATJONA MIGRACIJOM ALKIL GRUPE (A NE VODONIKA) (camo informativno)

+KARBOKATJONI KOJI NEMAJU SEKUNDARNE ILI TERCIJARNE VODONIKOVE ATOME U SUSEDSTVU C MOGU

PODLEĆI DRUGOM NAČINU PREMEŠTANJA - MIGRACIJI ALKIL-GRUPE.

Page 19: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

PREMEŠTANJA PRIMARNIH ALKOHOLA (samo informativno)

U REAKCIJI PRIMARNIH ALKOHOLA S HBr ILI HJ NORMALNO POSTAJU ODGOVARAJUĆI PRIMARNI

HALOGENALKANI (S 2-REAKCIJOM ALKILOKSONIJUM-JONA)N

U NEKIM SLUČAJEVIMA DOLAZI DO MIGRACIJE ALKIL-GRUPE ILI VODONIKA (H-) NA PRIMARNI UGLJENIKOV +ATOM ZA KOJI JE VEZANA DOBRA ODLAZEĆA GRUPA (NAJČEŠĆE -OH ).2

-MEHANIZAM NIJE PREKO KARBOKATJONA JER PRIMARNI KARBOKATJONI NE POSTAJU U RASTVORIMA

C

CH3

OH2

+C

+

CH3

OH2

Br

C

BrCH

3C

CH3

CH3

OH

H-Br

2,2-Dimethyl-propan-1-ol

2,2-Dimetil-propan-1-ol

neopentil-alkohol

istovremena(sinhrona)

intramolekulskareakcija

nalik na intramolekulsku SN2

supstituciju

+

Page 20: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

ESTERIFIKACIJA - REAKCIJA ALKOHOLA I KISELINA U ŠIREM SMISLU

PRIMER: REAKCIJA ALKOHOLA METANOLA I KARBOKSILNE KISELINE

Page 21: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

OC

C

O

HH

H HO

CH

O

HO

CC

O

HCH2

H

OC

C

O

HCH

COC

O

H

OC

O

O

H H

O Cl

O

O

O H O Cl

O

O

O H+

H+

OC

O

O

H+

OS

O

O

H H

OS

O

O

H+

O S O

O

O

H H O S O

O

O

H+

O N+

O

O

H O N+

O

O

H+

O H

OC

C

O

H OC

C

O

+

+

- -+ 2

- -+ 2

KARBOKSILNA FUNKCIONALNA GRUPA: SVETLO PLAVO; VEZA KOJA DISOSUJE:

- -+ 2

-+

DISOCIJACIJA POJEDINIH KISELINA

SIRĆETNA MRAVLJA AKRILNA PROPIOLNA BENZOEVA

KARBOKSILNA

UGLJENA(nestabilna)

SUMPORASTA(nestabilna)

SUMPORNA

AZOTNA NITRATNI A.

SULFITNI A.

SULFATNI A.

PERHLORNA PERHLORATNI A.

KARBONATNI A.

KARBOKSILATNI A.

NEORGANSKE I ORGANSKE KISELINE:-STRUKTURA I DISOCIJACIJA

Page 22: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

DISOCIJACIJA POJEDINIH KISELINA - NASTAVAK

NOOH F B

F

F

F PF

FF

F FF

H+

H+

BOO

O

H

H

H

POO

O

H H

H

P OO

O

O

H

H

H

H Cl H Br H IH F

FOSFORNA/FOSFATNI A.

FOSFORASTA/FOSFITNI A.

HIPOBROMNA(nestabilna)/HIPOBROMITNI A.

HIPOHLORNA(nestabilna)/HIPOHLORITNI A.

BORNA/BORATNI A.

TETRAFLUORO-BORNA/TETRAFLUORO-BORATNI A.

HEKSAFLUORO-FOSFATNA/HEKSAFLUORO-FOSFATNI A.

AZOTASTA(nestabilna)/NITRITNI A.

C S

O

O

O

F

F

F HC S

O

O

O

H

H

H HC S

O

O

O H

para-TOLUENSULFONSKA/para-TOLUENSULFONAT

METANSULFONSKA/METANSULFONAT

TRIFLUORMETAN-SULFONSKA ILI TRIFLATNA/ TRIFLATI

O BrH O ClH

Page 23: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

DERIVATI ALKOHOLA - ESTRI ORGANSKIH I NEORGANSKIH KISELINA

STRUKTURA ORGANSKIH I NEORGANSKIH ESTARA

ALKOHOL KISELINA ESTAR

C O H

H

H

HOH

CC

O

H

H

HO

CC

O

C

H

H

H

H

H

H

C O

HH

H

OHC

C

O

H HO

CC

O

C

H

HCH

3

HH CH

3

C

OH

C

O H

H HHH

OHC

C

O

H H

2

C

OC

C

O C

C

O

CH3

C

O

CH3H

H

HH H

H

H

H

C O

H

H

2OH

CC

O

CC

O

OH

H

H

H

H

OC

C

O

CC

O

O

C

C

H

H

H

H

H

H

ESTRASKA FUNKCIONALNA GRUPA -

SVETLO PLAVO

O CNOVA VEZA KOJA POSTAJE: -

Page 24: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

ALKOHOL KISELINA ESTAR

ESTRASKA FUNKCIONALNA GRUPA - SVETLO PLAVO; O CNOVA VEZA KOJA POSTAJE: -

C O H

H

H

H

2

C O H

H

H

H

OH S OH

O

O

O S O

O

O

C C

H

H

H

H

H

H

OH N+

O

O

O N+

O

O

CH

H

H

OH

CH OH

OH

OH N+

O

O

3

O N+

O

O

O

N+ O

O

ON

+

O

O

C

C

C

H

H

H

H

H

VRLO ZNAČAJAN REAGENS ZA

METILOVANJE U ORGANSKOJ HEMIJI:

PONAŠA SE ANALOGNO HALOGEN-

METANIMA (CH -I, CH -Br)3 3DIMETILSULFAT

METIL-NITRAT

ESTAR AZOTNE KISELINE I GLICERINA"NITROGLICERIN"

DINAMIT

ALFRED NOBEL

Page 25: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

O H3 BOHOH

OH

BOO

O

C

C

C

H H

H

H

H H

O H3 P OHOH

OH

O

POO

O

C

C

CO

H

H

H

O HOH S CH3

O

O

OH S R'

O

O

O S

O

O

H

H

H

H

R O S R'

O

O

R O H

ALKOHOL KISELINAESTAR

TRIETILBORAT

METANSULFONSKA KISELINA IZO-PROPIL-ESTAR

TRI-IZOPROPIL-FOSFAR

REAGENS U ORGANSKOJ HEMIJI

REAGENS U ORGANSKOJ HEMIJI

R= BILO KOJA ALKIL GRUPA

ESTAR BILO KOJE SULFONSKE KISELINE I BILO KOGALKOHOLAR'= BILO KOJA

ALKIL GRUPA

VRLO ZNAČAJNI

REAGENSI U

ORGANSKOJ HEMIJI:

PONAŠAJU SE

ANALOGNO HALOGEN-

ALKANIMAodlazeća grupa

ESTRASKA FUNKCIONALNA GRUPA - SVETLO PLAVO; O CNOVA VEZA KOJA POSTAJE: -

Page 26: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

CH3 O H

2

CH3

O H

3

CH O H2

ALKOHOL KISELINA ESTAR

O O

O

H H

O O

O

CH3 CH3

OS

O

O

H H OS

O

O

CH

CH

OP

O

O

H H

H

OP

O

O

CH3 CH3

CH3

ZNAČAJAN RASTVARAČ IREAGENS ORGANSKOJ HEMIJI

REAGENS ORGANSKOJ HEMIJI

DIMETIL-KARBONAT

TRIMETIL-FOSFIT

ESTRASKA FUNKCIONALNA GRUPA - SVETLO PLAVO; O CNOVA VEZA KOJA POSTAJE: -ESTRASKA FUNKCIONALNA GRUPA - SVETLO PLAVO; O CNOVA VEZA KOJA POSTAJE: -

Page 27: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

OH

ALKOHOL KISELINA ESTAR

NOOH

NOO

2-Methyl-1-nitrosooxy-propane

H XR-OH

R= BILO KOJA ALKIL GRUPA

X= F, Cl, Br, INE GRADE ESTRE

NE GRADE ESTRE: NENUKLEOFILNI

ANJONI KOJI NE MOGU DA FORMIRAJU

KOVALENTNU VEZU SA BILO KOJIM ATOMOM

F B

F

F

F PF

FF

F FF

H+

H+

HEKSAFLUOROSTIBAT (V)HEXAFLUOROSTIBATE(V)

SbF

FF

F FF

SbF

FF

F FF

C+

ekstrmno nenukleofilni anjon - оmogućava

postajanje relativno stabilnih karbanjona jer ne

može da formira kovalentnu vezu sa ugljenikom:

O Cl

O

O

O H O Cl

O

O

O

OH

trivijalno ime: izobutilnitrit

ETIL PERHLORAT

ZNAČAJAN OKSIDANS U ORGANSKOJ HEMIJI

RELATIVNO STABILAN U TEČNOM SO2

ESTRASKA FUNKCIONALNA GRUPA - SVETLO PLAVO;

O CNOVA VEZA KOJA POSTAJE: -

Page 28: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

PRIMERI ESTERIFIKACIJE NEORGANSKIH KISELINA ALKOHOLIMA (NAJČEŠĆE SE ODVIJAJU PREKO

ODGOVARAJUĆIH KISELINSKIH HALOGENIDA A NE SLOBODNIH KISELINA). PRIKAZANI PRIMERI SU

KONCEPTUALNE A NE KONKRETNE REAKCIJE.

O H + OH S

O

O

O H BOHOH

OH

BOO

O

H O H

O H P OHOH

OH

O

POO

OO

H O H

O S

O

O

H O H

3 3

3 3

Phosphoric acid triisopropyl ester

Fosforna kiselina triizopropil estar

triethyl borate

trietil borat

+ +

+ +

Methanesulfonic acid

+

Methanesulfonic acid isopropyl ester

Page 29: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

PRIMERI ESTERIFIKACIJE NEORGANSKIH KISELINA ALKOHOLIMA ( SE ODVIJAJU I

DIREKTNOM ESTERIFIKACIJOM, POD POSEBNIM USLOVIMA).

PRIKAZANI PRIMERI

CH3 O H OH S OH

O

O

O S OH

O

O

CH3H O H

O S O

O

O

CH3 CH3O S OH

O

O

CH3 CH3OH H O H

CH3 O H OH N+

O

O

H O HO N+

O

O

CH3

OH

CH OH

OH

OH N+

O

O

O N+

O

O

O

N+ O

O

ON

+

O

O

CH

H O H

O

O

O

CH

NO2

NO2

NO2

++

+ +

++

+ 3

+ 3

Page 30: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

OC

O

H

OC

O

O

H H

OH S OH

O

O

OH S OH

O

BOHOH

OH

POHOH

OH

C

O

FC

O

ClC

O

BrC

O

I

FC

F

O

ClC

Cl

O

BrC

Br

O

Cl S Cl

O

O

Cl S Cl

O

Br S Br

O

BFF

F

BClCl

Cl

BBrBr

Br

PClCl

Cl

PBrBr

Br

PII

I

KISELINA

FOSFORNA KISELINA

FOSFOR OKSIHLORID

FOSFOR OKSIBROMID

FOSFOR PENTAHLORID

KISELINSKI HALOGENID

KISELINSKI HALOGENIDI

HALOGENIDI FOSFORNE KISELINE

FOZGEN

SULFURIL HLORID

TIONIL HLORID TIONIL BROMID

FOSFOR TRIHLORID FOSFOR TRIBROMID FOSFOR TRIJODID

BOR TRIFLUORID BOR TRIHLORID BOR TRIBROMID

P OHOH

OH

O

P ClCl

Cl

O

P BrBr

Br

O

P ClCl

Cl

Cl Cl

Page 31: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

PRIMENA POJEDINIH KISELINSKIH HALOGENIDA U ORGANSKOJ SINTEZI

PRIMENA TIONILHLORIDA I TIONIL-BROMIDA ZA DOBIJANJE HALOGENALKANA IZ ALKOHOLA

CH3 OHCl

SCl

O

CH3 Cl O S O H Cl

CH OHCl

SCl

O

CH Cl O S O H Cl

OH

ClS

Cl

O

O S O H Cl

Cl

CH3 OHBr

SBr

O

CH3 Br O S O H Br

OH

O S O

Br

BrS

Br

O

H Br

CH OH CH Br O S O

BrS

Br

O

H Br

+ + +

+ + +

+ + +

+ + +

+ + +

+ + +

Page 32: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

OH Cl

SCl

O

O S O

H Cl

ClO+ S

O

ClH

Cl

OS

O

Cl

ClH

O

S O

Cl

H+

Cl+

+

+

+

MEHANIZAM KONVERZIJE ALKOHOLA U HALOGEN-ALKAN DEJSTVOM TIONIL HLORIDA (samo informativno)

Page 33: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

PRIMENA POJEDINIH KISELINSKIH HALOGENIDA U ORGANSKOJ SINTEZI - NASTAVAK

PRIMENA FOSFOR-TRIHLORIDA, FOSFOR-TRIBROMIDA, FOSFOR-OKSIHLORIDA I FOSFOR-

PENTAHLORIDA

ZA DOBIJANJE HALOGENALKANA IZ ALKOHOLA

CH3 OHCl

PCl

Cl

CH3 Cl

CH OHCl

PCl

O

Cl

CH Cl

OHCl

CH3 OH CH3 Br

OHP

OH

OH

BrP

Br

Br

OHP

OH

OH

OHP

OH

O

OH

ClP

ClCl

Cl Cl

OHP

OH

O

OH

++

+ +

+ +

+ +

3 3

3 3

3

5

Page 34: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

OH Br P

Br

Br

O+ PH

Br

Br

Br

OP

Br

Br

H+

Br

BrOH

P

Br

Br

OHP

Br

Br

OH

OP

Br

OH

Br OHP

Br

OH

OH Br P

Br

Br

Br

OHP

OH

OH

OH

OP

OH

OH

Br OHP

OH

OHOH

P

Br

OH

+

+

+

A.

B.

analogno A.

+

3

3+

C.

analogno A.

+

MEHANIZAM KONVERZIJE ALKOHOLA U BROM-ALKAN DEJSTVOM FOSFOR-TRIBROMIDA (samo informativno)

Page 35: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

POSTAJANJE ALKIL-SULFONATA: ESTERIFIKACIJA ALKOHOLA HLORIDIMA SULFONSKIH KISELINA(NOMENKLATURA ESTRA SULFONSKIH KISELINA NIJE DEO OVOG KURSA)

(2-METIL-PROPIL-METANSULFONAT)

ESTRI SULFONSKIH KISELINA IMAJU ZNAČAJNU PRIMENU U ORGANSKOJ SINTEZI - PONAŠAJU SE SLIČNO HALOGEN ALKANIMA (OPŠTA REAKCIJA):

OS

O

O

Nu OHS

O

O

Nu

(Nu = NUKLEOFIL)

SN2

+

Nu = NUKLEOFIL (AZOTNI, KISEONIČNI, UGLJENIČNI itd.)

OH CH3

S

O

O

Cl

N

OS

O

ON

+

HCl

+KATALIZATOR

(npr. PIRIDIN)

+

Page 36: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

REAKCIJA S 2 supstitucije sulfonatnih estara -POSTAJE JOD-ALKAN SA INVERTOVAN KONFIGURACIJOM N

NA REAKCIONOM CENTRU

OH CH3S

O

O

Cl OS

O

OCH3

OS

O

OCH3

I

I

CH3S

O

O

O

NaI

ACETON

SN2

R S

"FOTOGRAFIJA" 3D MODELA

METANSULFONATNOG ESTRA

Page 37: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

DOBIJANJE ALKOHOLA IZ HALOGENALKANA

NUKLEOFILNOM SUPSTITUCIJOM

ALKOHOLI SE MOGU DOBIT IZI

HALOGENALKANA - (HLORIDA,

BROMIDA I JODIDA) NUKLEOFILNOM

POMOĆU VODE ILI

HIDROKSIDA.

PRIMARNI I SEKUNDARNI HALOGEN-

ALKANI REAGUJU MEHANIZMOM A

TERCIJERNI .

-OGRANIČENJA: POTRBNI

HALOGENALKANI UGLAVNOM SE

DOBIJAJU IZ ALKOHOLA;

KOD SEKUNDARNIH I TERCIJARNIH

HALOGENALKANA ČESTA JE

ELIMINACIJA ( i MEHANIZAM) -

POSTAJU ALKENI

SUPSTITUCIJOM

S 2N

S 1N

E1 E2

BrOH

H O

Br

ClHO

OH

I OH

SN2

+

+

E2

SN1

+

E1

H2O

Page 38: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

SELEKTIVNE METODE ZA KONVERZIJU HALOGENALKANA U ALKOHOLE BIMOLEKULSKOM NUKLEOFILNOM

SUPSTITUCIJOM ( ) -NE DOLAZI DO SPOREDNIH REAKCIJA KAO ŠTO JE

ELIMINACIJOM

S 2N POSTAJANJE ALKENA

SELEKTIVNE METODE PRIMENJUJU VRSTE (ANJONE I NEUTRALNE MOLEKULE) KOJE SU DOBRI

NUKLEOFILI ALI SLABE BAZE ČIME SE IZBEGAVAJU ELIMINACIJE

Br

O

O

H N

OO

O

Br

O

O

O

H

OHO

O

+

(DMF)

SN2

+

ESTAR

H2O

+

PRINOS: > 90%

ESTARREAKCIJAHIDROLIZEESTRA

DIPOLARNI

APROTIČNI

RASTVARAČ

(IZUZETNO

UBRZAVA S 2 N

SUPSTITUCIJE

H N

O

(DMF)

Page 39: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

Br

OH

Br

O H

OH

Br

H

O H

(DMF)

SN2

+

E2

PRINOS: ~ 50-60%

-(H2O, Br-)

PRINOS: ~ 50-60%

-(H2O, Br-)

+

Br

O

O

O

O

[Br-]

O H

OHO

O

+

ESTAR

PRINOS: > 90%

-

SELEKTIVNA - NE DOLAZI DO SPOREDNE REAKCIJE POSTAJANJA ALKENA MEHANIZMOM E2 ELIMINACIJE

ALKOHOL

ALKEN

ALKOHOL

NESELEKTIVNA DOLAZI DO SPOREDNE REAKCIJE POSTAJANJA ALKENA MEHANIZMOM E2 ELIMINACIJE

POREĐENJE SELEKTIVNE METODE ZA KONVERZIJU HALOGENALKANA U ALKOHOLE BIMOLEKULSKOM NUKLEOFILNOM SUPSTITUCIJOM ( )

NESELEKTIVNE I S 2N

Page 40: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

SELEKTIVNE METODE ZA KONVERZIJU HALOGENALKANA U ALKOHOLE BIMOLEKULSKOM NUKLEOFILNOM

SUPSTITUCIJOM ( ) -NE DOLAZI DO SPOREDNIH REAKCIJA KAO ŠTO JE

ELIMINACIJOM (NASTAVAK)

S 2N POSTAJANJE ALKENA

O

O

HCl

O

O

Cs+

H N

OO

O

OH

O

O

O

OH

O

O

H

OH

O

OHH

O

OH

OH

(S)-2-hlor-3-fenil-propionska kiselina tert-butil estar

(DMF)

SN2

+

S

R

H2O

REAKCIJAHIDROLIZEESTRA

R

zatim H3O+

- (Cs+Cl-)

R

+ +

Page 41: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

POREĐENJE SELEKTIVNE METODE ZA KONVERZIJU HALOGENALKANA U ALKOHOLE

BIMOLEKULSKOM NUKLEOFILNOM SUPSTITUCIJOM ( )

NESELEKTIVNE I

S 2N

SELEKTIVNO (REAKCIJA SA PRETHODNE STRANE)

NESELEKTIVNO

O

O

HCl

O

O

Cs+

OH

O

OHH

O

OH

OH+

S

R

+ +

O

O

HCl

H O

O

O

HCl

O

O

S+

S 2NE2

+

SMESA PROIZVODA

SAMO JEDAN PROIZVOD

Page 42: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

OH

O

HCH3

CH3

OH

O

H

OH

O

BrCH3

CH3

H

NaOH/H2O/piridin

SN2

SR

- Br-

SELEKTIVNE METODE ZA KONVERZIJU HALOGENALKANA U ALKOHOLE BIMOLEKULSKOM NUKLEOFILNOM

SUPSTITUCIJOM ( ) -NE DOLAZI DO SPOREDNIH REAKCIJA KAO ŠTO JE

ELIMINACIJOM (NASTAVAK)

S 2N POSTAJANJE ALKENA

SELEKTIVNO

NESELEKTIVNO

OH

O

HCH3

CH3

OH

O

H

OH

O

BrCH3

CH3

H

OCH3

NaOH/ZAGREVANJE

SN2

SR

- Br-

+

E2+

SN2 E2

Page 43: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

SELEKTIVNAS 2 SUPSTITUCIJA N

UZ INVERZIJU KONFIGURACIJENA REAKCIONOMCENTRU

S

R

Br

O

O

O

O

REAKCIJA SA PRETHODNE STRANE - "FOTOGRAFIJA" 3D MODELA REAKCIJE S 2 SUPSTITUCIJE NA N

MOLEKULU STEROIDA

Page 44: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

C C

H

H

H

H

H

H C C

H

H

H

H

X

H

RADIKALSKO HALOGENOVANJE ALKANA

F. ili Cl

. ili Br

.

-H.

OKSIDACIJA ORGANSKIH MOLEKULA JE PROCES KOJIM SE MOLEKULU DODAJE ELEKTRONEGATIVNI ATOM -(HALOGEN, KISEONIK, AZOT, SUMPOR ) ILI SE IZ MOLEKULA UKLANJA VODONIK U OBLIKU H ODN H ; 2

O

CH H

H

H

O

CH H

OKSIDACIJA

- "H-"

H- ili H2

O

CH H

O

CH OH

FORMALDEHID

(METANAL)

OKSIDACIJA

- H-

MRAVLJA KISELINA

METANSKA KISELINA

1. 2.

3.

OKSIDACIJA ALKOHOLA - POSTAJANJE KARBONILNIH JEDINJENJA (ALDEHIDA, KETONA I KARBOKSILNIH KISELINA)

Page 45: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

C C

H

H

H

H

H

H C C

H

H

H

H

X

H

O ili S ili N

-H.

FORMALNA ZAMENAX= O, S,N

PRIKAZANI OPŠTI PRIMERI OKSIDACIJE PREDSTAVLJAJU FORMALNE ZAMENE H ATOMA U VEZI C-H I NISU

REALNE SINTETIČKE REAKCIJE

C C

H

H

H

H

H

H C C

H

H

H

H

C CH H

-H2

FORMALNA DEHIDROGENIZACIJA

FORMALNA DEHIDROGENIZACIJA

-H2ALKAN ALKEN ALKIN

PRIKAZANE OPŠTE REAKCIJE MOGU SE IZVESTI U REALNOJ SINTEZI U VIŠE FAZA ILI DO NJIH DOLAZI POD

POSEBNIM USLOVIMA (VISOKE TEMPERATURE I PRITISCI, U PRISUSTVU KATALIZATORA, KAO NPR. KOD

KREKOVANJA I DR.)

Page 46: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

PRIMARNI I SEKUNDARNI ALKOHOLI PODLEŽU OPŠTOJ REAKCIJI OKSIDACIJE.

OKSIDACIJOM PRIMARNIH ALKOHOLA POSTAJU ALDEHIDI ( KOJI SE DALJE OKSIDUJU DO KARBOKSILNIH KISELINA)

OKSIDACIJOM SEKUNDARNIH ALKOHOLA POSTAJU KETONI

TERCIJERNI ALKOHOLI NE PODLEŽU OKSIDACIJI (MOŽE DOĆI DO FRAGMENTACIJE C-C VEZA)

REAGENSI ZA OKSIDACIJU ALKOHOLA U ORGANSKOJ SINTEZI

POSTOJI VELIKI BROJ REAGENASA ZA OKSIDACIJU ALKOHOLA NA LABORATORIJSKOJ I INDUSTRIJSKOJ SKALI

U LABORATORIJSKIM USLOVIMA NAJČEŠĆE SE KORISTE SOLI ŠESTOVALENTNOG HROMA, Cr(VI), U KISELOJ,

NEUTRALNOJ ILI BAZNOJ SREDINI.

- U KISELOJ SREDINI KORISTI SE RASTVOR HROM-TRIOKSIDA (CrO ) U SMESI H O-H SO . OKSIDACIJE SE 3 2 2 4

ČESTO IZVODE U ACETONU KAO KO-RASTVARAČU.

ILI K Cr O 2 2 7

CrO O

O

O

H H CrO O

O

O

Cr

O

O

OCrOO

O

K+

K+

HROMNA KISELINA( VODENOM RASTVORU)

HROM (VI) OKSID(ANHIDRID HROMNEKISELINE)

KALIJUM BIHROMAT

-METODA JE POGODNA ZA OKSIDACIJE SEKUNDARNIH ALKOHOLA DO KETONA

-TAKOĐE SE PRIMENJUJE I ZA OKSIDACIJE PRIMARNIH ALKOHOLA DO KARBOKSILNIH KISELINA

METODA NIJE POGODNA ZA OKSIDACIJE PRIMARNIH ALKOHOLA DO ALDEHIDA JER POD REAKCIONIM

USLOVIMA DOLAZI DO SPONTANE DALJE OKSIDACIJE DO KARBOKSILNIH KISELINA

Page 47: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

CrOO

O

N+

H

ClCr

OO

ON

PIRIDINIJUM HLOR-HROMAT SARET-OV REAGENS

I. OKSIDACIJE PRIMARNIH ALKOHOLA

A. B.O

CH H

H

HO

CH H

O

CH H

O

CH OH

- H-

FORMALDEHID

(METANAL)

OKSIDACIJA

FORMALDEHID

(METANAL)

OKSIDACIJA

- H-

MRAVLJA KIS.

METANSKA KIS.

Cr(VI)/H2O/H2SO4

Cr(VI)/H2O/H2SO4

O

CCH3 H

H

H O

CCH3 H

O

CCH3 OH

O

CCH3 H

- H-

ACETALDEHID

(ETANAL)

OKSIDACIJA

- H-

SIRCETNA KIS.

(ETANSKA KIS.)

OKSIDACIJA

ACETALDEHID

(ETANAL)

ETANOLCr(VI)/H2O/H2SO4

Cr(VI)/H2O/H2SO4

SVI PRIKAZANI PRIMERI PREDSTAVLJAJU REALNE SINTETIČKE REAKCIJE

ZA SELEKTIVNE OKSIDACIJE PRIMARNIH ALKOHOLA DO ALDEHIDA KORISTE SE BLAGI OKSIDACIONI REAGENSI KOJI SU KOMPLEKSI Cr(VI) I PIRIDINA I TO:

-PIRIDINIJUM HLOR-HROMAT U NEUTRALNOJ/SLABO KISELOJ SREDINI (KAO SUSPENIZIJA U CH2Cl2)

-SARET-OV REAGENS U PIRIDINU

Page 48: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

HO

OH

H OOH

Cyclohexane-carbaldehyde

- H-

OKSIDACIJAOKSIDACIJA

- H-

Cikloheksan-karbaldehidCikloheksil-

metanol

Cyclohexyl-methanol

Cyclohexane-carboxylic acid

Cikloheksan-karboksilna kiselina

Cr(VI)/H2O/H2SO4Cr(VI)/H2O/H2SO4

HOOH

H

N

Cyclohexane-carbaldehyde

- H-

OKSIDACIJA

Cikloheksan-karbaldehidCikloheksil-

metanol

Cyclohexyl-methanol

PIRIDINIUMHLORHROMAT(PCC)

ili CrO3.Py

( Sarett)

Py= piridin =

C.[oksidacijaspontano ide dalje]

[oksidacijaspontano ne ide dalje]

Page 49: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

C

OH

H

C

O

H

H

C

OH

H

C

O

C

O

C

O

C

O

C

OH H

H HC

O

C

O

- H-

OKSIDACIJA

- H-

OKSIDACIJA

- H-

OKSIDACIJA

3,3-Dimethyl-pentane-2,4-diol

- H-

OKSIDACIJA

3,3-Dimethyl-pentane-2,4-dione

3,3-Dimetil-pentan-2,4-diol 3,3-Dimetil-

pentan-2,4-dion

2-Methyl-pentan-3-ol 2-Methyl-pentan-3-one

Cycloheptanol CycloheptanonePropan-2-olPropan-2-one

Propan-2-ol Propan-2-on

izo-propil-alkohol aceton

Cikloheptanol Cikloheptanon

2-Metil-pentan-3-ol2-Metil-pentan-3-on

Cr(VI)/H2O/H2SO4

ili

PCC

Cr(VI)/H2O/H2SO4

ili

PCC

Cr(VI)/H2O/H2SO4

ili

PCC

Cr(VI)/H2O/H2SO4

ili

PCC

II. OKSIDACIJA SEKUNDARNIH ALKOHOLA

Page 50: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

OH

OH

OKSIDACIJA

NEMA OKSIDACIJE

MOGUCA JE OKSIDATIVNA

FRAGMENTACIJA : CEPANJE C-C VEZA

SMESE PROIZVODA

REAKCIJA SE ODVIJA TEŠKO I SPORO; NIJE SINTETIČKI ZNAČAJNA

III. OKSIDACIJA TERCIJERNIH ALKOHOLA

Page 51: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

REDUKCIJA ORGANSKIH MOLEKULA JE PROCES KOJIM SE IZ MOLEKULA UKLANJA ELEKTRONEGATIVNI -.ATOM (HALOGEN, KISEONIK, AZOT, SUMPOR ) ILI SE MOLEKULU DODAJE VODONIK U OBLIKU H , H ODN H ; 2

C C

H

H

H

H

X

H C C

H

H

H

H

H

H

REDUKCIJA HALOGENALKANAPOMOCU H- ILI H2 ILI H.

X= F ili Cl ili Br

O

CHH

O

CHOH

O

CHH

H

H

FORMALDEHID(METANAL)

H-

MRAVLJA KISELINA

METANSKA KISELINA

ili H2

H-

METANOL

REDUKCIJA:UKLANJA SE ATOM O,DODAJE SE H- REDUKCIJA:

DODAJE SE H-

Page 52: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

REAGENSI ZA REDUKCIJU KARBONILNE GRUPE - KARBOKSILNIH KISELINA, ALDEHIDA, KETONA

1. KATALITIČKA HIDROGENIZACIJA - ADICIJA MOLEKULSKOG VODONIKA NA p-ELEKTRONSKI SISTEM C=O GRUPE U

PRISUSTVU KATALIZATORA - METALNE PLATINE, PALADIJUMA, NIKLA I DR.

HETEROGENI KATALIZATORI NISU RASTVORNI U REAKCIONOM MEDIJUMU, REAKCIJA SE IZVODI U SUSPENIZIJI.

NA ISTI NAČIN REAGUJU I DRUGI p-ELEKTRONSKI SISTEMI A POSEBNO ALKENI, C=C, I ALKINI, CºC VEZE.

C

O H

H C

O

H

H

katalizator:

Pt prah

ili

Pd prah

ili

Ni prah (Ra-Ni)

pritisak: 1 atm ili više

temperatura: 20oC ili više

rastvarač: metanol, etanol i dr.

Page 53: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

UREĐAJI ZA RAD POD PRITISKOM - AUTOKLAVI (KORISTE SE I ZA KATALITIČKE HIDROGENIZACIJE)

A. METALNI AUTOKLAV, RASKLOPLJENo(DO ~ 200 atm, 250 C)

B. STAKLENI AUTOKLAV, SKLOPLJENo(DO ~ 20 atm, >100 C)

C. SISTEM ZA MEŠANJE U AUTOKLAVU

(SAMO INFORMATIVNO)

Page 54: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

UREĐAJI ZA RAD POD PRITISKOM - AUTOKLAVI - SHEMATSKI PRESEK

(SAMO INFORMATIVNO)

SHEMATSKI PRIKAZ, U PRESEKU

TELO AUTOKLAVA

GLAVA AUTOKLAVA

MANOMETAR

VENTILI ZA

UVOĐENJE/IZVOĐENJE

GASA (KAO H ) I/ILI 2

TEČNOSTI

Page 55: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

UREĐAJI ZA RAD POD PRITISKOM - UREĐAJ ZA HIDROGENIZACIJU POD NISKIM PRITISKOM (~5 atm)

MANOMETAR 2

STAKLENI REAKCIONI SUD U KOME

SE VRŠI HIDROGENIZACIJA

(ZAŠTIĆEN JE METALNOM

OBLOGOM U SLUČAJU EKSPLOZIJE)

MOTOR SA EKSCENTROM KOJI

OBEZBEĐUJE LJULJANJE (MEŠANJE)

REAKCIONOG SUDA

MANOMETAR 1

REZERVOAR ZA H2

DOVOD H IZ BOCE U2

REZERVOAR ZA H2

H2

DOVOD H IZ 2 REZERVOARA ZA H U REAKCIONI SUD2

(SAMO INFORMATIVNO)

Page 56: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

REDUKCIJE ALKINA I ALKENA DODAVANJEM H ; REAKCIJA JE POZNATA KAO KATALITIČKA HIDROGENIZACIJA2

C C

H

H

H

H

H

HC C

H

H

H

H

C CH H

H H

H H

H2

HIDROGENIZACIJA

ALKANALKENALKIN

H2

HIDROGENIZACIJA

REDUKCIJA KARBOKSILNIH KISELINA DO ALDEHIDA I DALJE DO PRIMARNIH ALKOHOLA

O

CCH

3 HH

HO

CCH

3OH

O

CCH

3H

H-

SIRCETNA KISELINA ACETALDEHIDETANOL

H-

CHO

CO

H H

H

COO

H

H-

Cikloheksan-karbaldehid

CikloheksilmetanolCikloheksan-karboksilna kiselina

H-

SVI PRIKAZANI PRIMERI PREDSTAVLJAJU REALNE SINTETIČKE REAKCIJE

KATALITIČKA

KATALITIČKA

HIDROGENIZACIJA

KATALITIČKA

HIDROGENIZACIJA

KATALITIČKA

HIDROGENIZACIJA

KATALITIČKA

HIDROGENIZACIJA

KATALITIČKA

VRLO TEŠKO

VRLO TEŠKO

VRLO LAKO

VRLO LAKO

Page 57: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

C

OH

H

C

O

H

H

C

OH

H

C

O

C

O

C

OC

O

C

OH H

H HC

O

C

O

3,3-Dimethyl-pentane-2,4-diol

3,3-Dimethyl-pentane-2,4-dione

3,3-Dimetil-pentan-2,4-diol 3,3-Dimetil-

pentan-2,4-dion

2-Methyl-pentan-3-ol 2-Methyl-pentan-3-one

Cycloheptanol CycloheptanonePropan-2-ol

Propan-2-one

Propan-2-olPropan-2-on

izo-propil-alkohol aceton

Cikloheptanol Cikloheptanon

2-Metil-pentan-3-ol2-Metil-pentan-3-on

H2

katlizator

P = >=1 atm

katlizator= Pt prah, Pd prah, Ni prah

H2

katlizator

P = >=1 atm

H2

katlizator

P = >=1 atm

H2

katlizator

P = >=1 atm

REDUKCIJE KETONA KATALITIČKOM HIDROGENIZACIJOM DO SEKUNDARNIH ALKOHOLA

Page 58: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

O

H

H

H

H

O

"FOTOGRAFIJA" 3D MODELA KATALITIČKE REDUKCIJE ACETONA POMOĆU MOLEKULSKOG VODONIKA. U PRISUSTVU KATALIZATORA, VODONIK SE ADIRANA C=O VEZU, KOJA SE REDUKIJE I POSTAJE C-OH.

Page 59: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

2. REDUKCIJA KARBONILNIH JEDINJENJA POMOĆU KOMPLEKSNIH HIDRIDA BORA I ALUMINIJUMA

C

O

C

O

H

H

B

H

H

H

H

pritisak: ATMOSFERSKI

temperatura: 20oC ili više

C

O

C

O

H

H

Al

H

H

H

H

pritisak: ATMOSFERSKI

temperatura: 20oC ili više

rastvarač: samo alkoholi, uglavnom CH OH i CH CH OH3 3 2

rastvarač: samo aprotčni, uglavnom etri

A. B.

KOMPLEKSNI HIDRIDA BORA I ALUMINIJUMA

Al

H

H

H

HB

H

H

H

HNa+

Li+

NATRIJUM BORHIDRID LITIJUM ALUMINIJUMHIDRID

-REDUKCIJA SE VRIŠI NUKLEOFILNIM NAPADOM HIDRIDNOG ANJONA (H-) NA ELEKTROPOZITIVNI UGLJENIK C=O GRUPE

Page 60: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

BH

H

H

H

HH

H

H

H

H

H

H

H H

Al

-AlB-

STRUKTURE NORMALNIH (NE-KOMPLEKSNIH) HIDRIDA BORA I ALUMINIJUMA

STRUKTURE KOMPLEKSNIH HIDRIDA BORA I ALUMINIJUMA

BH3 AlH3

BORAN, BOR-HIDRID

TETRAHIDROBORATNI ANJON TETRAHIDROALUMINATNI ANJON

ALUMINIJUM-HIDRID

+ M

+ MNaBH ,4

NATRIJUM-BORHIDRID

LiAlH ,4

LITIJUM-ALIMINIJUM-HIDRID

NaAlH ,4

NATRIJUM-ALIMINIJUM-HIDRID

LiBH ,4

LITIJUM-BORHIDRID

KBH ,4

KALIJUM-BORHIDRID

Page 61: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

-BH

O

OC C

H

H

H

H

H

SHEMATSKI PRIKAZ REDUKCIJE ACETONA POMOĆU NaBH - "FOTOGRAFIJA" 3D MODELA4

+Na

Page 62: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

-REDUKUJU SE ALDEHIDI, KETONI, ESTRI I (TEŽE) KARBOKSILATNI ANJONI (SOLI KARBOKSILNIH KISELINA).

- IZ ALDEHIDA, ESTARA I SOLI KARBOKSILNIH KISELINA POSTAJU PRIMARNI ALKOHOLI

H

O

H

OH

H

O

H

OH

O

O

H

OH

H

O

O

O

H

OH

H

O

NaBH4

EtOH

LiAlH4

Et2O

LiAlH4

Et2O

LiAlH4

Et2O

LiAlH4

Et2O

LiAlH4

Et2O

ALDEHID

ESTAR

KARBOKSILATNIANJON

A.B.

C.

D.

Page 63: VAŽNIJE REAKCIJE ALKOHOLAchem.bg.ac.rs/~misai/ORGANSKA HEMIJA ZA FFH_2020/_001_PREDAV… · vaŽnije reakcije alkohola o r h o h o oh o o r o s o o r' r' o o r o r o + r h h x r

- IZ KETONA POSTAJU SEKUNDARNI ALKOHOLI

O OH

O

H

OH

NaBH4

EtOH

LiAlH4

Et2O

C

O

H

HH

H

H

HCH3

CCH2

O

H

CH3

CCH2

O

OC

O

H

H

H

H

Na+

Na+

OC

O

H

HO

CC

O

H

H

NaH

ETAR

- H2 ENOLATNI ANJON KETONA

KH

ETAR

- H2

ENOLATNI ANJON ESTRA

A. B.

- -SAMO POSEBNI, KOMPLEKSNI HIDRIDI BORA (BH ) I ALUMINUJUNA (AlH ) SE PONAŠAJU KAO REDUCENSI;4 4

-TJ. ADIRAJU H NA KARBONILNI UGLJENIK

OBIČNI HIDRIDI KAO

NaH, KH, LiH, CaH NISU 2

REDUKUJUĆA

SREDSTVA -

ISKLJUČIVO DELUJU

KAO BAZE

ENOLIZABILNI ATOMI H

(PREDSTAVLJENI "IMAGINARNIM" KANONSKIM REZONANTNIM STRUKTURAMA)