xhmeia b΄ ΛΥΚΕΙΟΥ...
TRANSCRIPT
Κατηγορίες οργανικών αντιδράσεων 1. Αντιδράσεις προσθήκης
α) Επίδραση Η2, Η2Ο, Χ2 και ΗΧ σε αλκένια β) Επίδραση Η2, Η2Ο, Χ2 και ΗΧ σε αλκίνια γ) Αντίδραση Η2, ΗCN και αντιδραστηρίων Grignard µε καρβονυλικές ενώσεις
2. Αντιδράσεις υποκατάστασης α) Αλκυλαλογονιδίων µε NaOH ή AgOH, KCN και υδρόλυση του προϊόντος, RONa, ΝΗ3, RCOONa, R-C≡CNa. β) RCOOH µε ROH και RCOOR΄ µε Η2Ο γ) Αλκανίων µε αλογόνα
3. Αντιδράσεις απόσπασης α) υδραλογόνου από τα αλκυλαλογονίδια και από τα διαλογονοπαράγωγα των αλκανίων β) Η2Ο από αλκοόλες
4. Αντιδράσεις πολυµερισµού οργανικών ενώσεων µε ένα διπλό δεσµό
5. Αντιδράσεις οξείδωσης α) αλκοολών µε KMnO4 και K2Cr2O7 σε όξινο περιβάλλον β αλδεϋδών µε KMnO4 και K2Cr2O7 σε όξινο περιβάλλον, καθώς και µε αντιδραστήρια Tollens και Fehling.
6. Αντιδράσεις αναγωγής καρβονυλικών ενώσεων
7. Αντιδράσεις οξέων α) RCOOH µε Νa, K, καυστικά αλκάλια, Νa2CO3 και NH3 β) αλκοολών µε Na γ) φαινόλης µε Na και ΝaOH.
8. Αντιδράσεις βάσεων α) αµινών µε οξέα β) RO− , RCOO− µε Η2Ο
XHMEIA B΄ ΛΥΚΕΙΟΥΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙ∆ΡΑΣΕΙΣ
Αντιδράσεις προσθήκης. Αντιδράσεις προσθήκης σε αλκένια
Α) Επίδραση Η2
CνΗ2ν + Η2 ⎯⎯⎯⎯ →⎯ Pd,Pt,Ni CνΗ2ν+2 | | | |
| |
Ni,Pd ή Pt C C H H C C
H H
− = − + − ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→− − −
πχ. 23 2 3 2 3Ni,Pd,Pt CH CH CH H CH CH CH − = + ⎯⎯⎯⎯⎯→ − −
Β) Επίδραση αλογόνων
CνΗ2ν + Χ2 ⎯⎯⎯ →⎯ 4CCl CνΗ2νΧ2
)Br,Cl:(X
X
C
X
C CCl X-XCC 222|
|
|
|
4|
|
|
|−−−⎯⎯⎯ →⎯+−−−
π.χ. 4
3 2 3 2| |
CCl CH C H C H Br-Br CH CH CH
Br Br
− = + ⎯⎯⎯→ − −
Γ) Επίδραση υδραλογόνων CνΗ2ν + ΗΧ ⎯→ CνΗ2ν+1Χ
)Br,Cl:(X
X
C
H
C XHCC|
|
|
|
-δ|
|
|
|−−−⎯→⎯−+−−−
δ+
π.χ.δ δ
3 2 3 2 2 CH C H C H H Cl CH C H C H Cl (10%)
+ −
− = + − ⎯⎯→ − − −
δ δ
3 2 3 3| CH C H C H H Cl CH CH C H (90%)
Cl
+ −
− = + − ⎯⎯→ − − κύριο προϊόν
∆) Επίδραση Η2Ο
CνΗ2ν + Η2Ο ⎯⎯ →⎯+H CνΗ2ν+1ΟΗ
XHMEIA B΄ ΛΥΚΕΙΟΥ
−−−⎯⎯ →⎯−+−=−+−+ |
|
|
|
δδ||
OH
C
H
C Η HΟHCC
πχ. δ δ
3 2 3 2 2 CH C H C H H Cl CH C H C H OH (10%)
+ −
− = + − ⎯⎯→ − − −
δ δ
3 2 3 3| CH C H C H H Cl CH CH C H (90%)
OH
+ −
− = + − ⎯⎯→ − − κύριο προϊόν
Αντιδράσεις προσθήκης σε αλκίνια.
Α) Επίδραση Η2
CνΗ2ν-2 + 2Η2 Ni,Pd,Pt⎯⎯⎯⎯⎯→ CνΗ2ν+2
22 2| |
HNi,PdήPtC C H H C C C H CH
H H
+− ≡ − + − ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ − = −⎯⎯⎯→− − −
πχ 2
3 2 3 2 3 2 3HNi, Pd, PtCH C C H H CH C H C H CH CH CH+
− ≡ + ⎯⎯⎯⎯⎯→ − = ⎯⎯⎯→ − −
Β) Επίδραση αλογόνων
CνΗ2ν-2 + 2 Χ2 ⎯⎯⎯ →⎯ 4CCl CνΗ2ν-2Χ4
| |4
2 2 2| || |
X XCCl X X C C X C C C C X : Cl , Br
X X X X
+ −− ≡ − +Χ − ⎯⎯⎯→ − = −⎯⎯⎯⎯→ − − −
πχ.
H
Cl
Cl
C
Cl
Cl
C CHClH
Cl
C
Cl
CCHCClClHCCCH|
|
|
|3
2||
34
23 −−−⎯⎯⎯ →⎯+
−=−⎯⎯⎯ →⎯+≡−
Γ) Επίδραση υδραλογόνων CνΗ2ν-2 + 2 ΗΧ ⎯→ CνΗ2νΧ2
Br Cl, :X
X
C
Η
C XH -CC ||
δ−=−⎯→⎯−+≡−
−δ+
π.χ.
XHMEIA B΄ ΛΥΚΕΙΟΥ
HC
Cl
Cl
C CHHClHC
Cl
CCHHClHCCCH 3|
|32
|33 −−⎯⎯⎯ →⎯+=−⎯→⎯+≡−
∆) Επίδραση Η2Ο σε αλκίνια.
CνΗ2ν-2 + Η2Ο 2 4 4H SO /HgSO ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ CνΗ2νΟ
−−
Η
Η
−⎯→⎯⎥⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢⎢
⎣
⎡
−=−⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ →⎯−+−≡−−+
O
CC
OH
C
H
C HgSO,SOH
HOHCC||
|
|||442
δδ
π.χ. 3| |
442δ
HC
O
C R /HgSOSOH HOHHCCR −−⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ →⎯−+−≡−−δ+
(κετόνη)
O HCCH /HgSOSOHHOHHC CH
3442
δ=−⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ →⎯−+−≡−
−δ+ (ακεταλδεϋδη ή αιθανάλη)
Αντιδράσεις προσθήκης σε καρβονύλιο. Α. Αντίδραση Η2 . CvH2vO + H2 Ni, Pt ή Pd⎯⎯⎯⎯→ CvH2v+1OH
OH
H
C HHOC|
Pt ή Pd Ni, −>⎯⎯⎯⎯ →⎯−+=>
π.χ µε προσθήκη Η2 σε αλδεΰδη σχηµατίζεται πρωτοταγής αλκοόλη:
OHCHR HH OCHR 2Pt ή Pd Ni, −−⎯⎯⎯⎯ →⎯−+=−
ενώ µε προσθήκη Η2 σε κετόνη σχηµατίζεται δευτεροταγής αλκοόλη:
OHCHRR HH OCR
R12
Pt ή Pd Ni,12
−⎯⎯⎯⎯ →⎯−+=> >
Β. Αντίδραση ΗCN CvH2vO + HC≡N → CvH2v(OH)CN
δ δ δ δ2
3| |
2H OC O H CN C OH C OH
CN C
+ − + − +
+> = + − ⎯⎯→ > − ⎯⎯⎯⎯→> − + ΝΗΗ
ΟΟΗ
(κυανυδρίνη ή υδρόξυνιτρίλιο)
π.χ. OH
CN
C CH ΝCΗHCCH|
3δδ
3 −−⎯→⎯−+Ο=−δ+−δ+
2−υδρόξυ προπανονιτρίλιο
XHMEIA B΄ ΛΥΚΕΙΟΥ
3|
32|
3 NH HCOO
OH
C CΗ2Η CN
OH
CCΗ +−−⎯⎯→⎯Ο+−−+Η
Αντίδραση αντιδραστηρίων Grignard (RMgX) µε καρβονυλικές ενώσεις
Παρασκευή του RMgX:: RX + Mg απόλυτος αιθέρας⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→RMgX
Με υδρόλυση του αντιδραστηρίου Grignard σχηµατίζεται αλκάνιο: RMgX + HOH → RH + Mg(OH)X
Mg(OH)XOHCROHHOMgXCR MgXROC|
|
|
|+−−⎯⎯⎯⎯ →⎯ −−−⎯→⎯−+=> +−δ−δ−δ+δ
Η προσθήκη RMgX σε φορµαλδεΰδη σχηµατίζει πρωτοταγή αλκοόλη σαν τελικό προϊόν:
Mg(OH)X OHCH - RHOMgXCH R gXMR HCH 2
δ
2 +−⎯⎯⎯⎯⎯ →⎯ ΗΟ−+−−⎯→⎯−+Ο=
−δ+
Η προσθήκη RMgX σε αλδεΰδη εκτός της φορµαλδεΰδης σχηµατίζει δευτεροταγή αλκοόλη σαν τελικό προϊόν:
X)OH(MgOHH
R
CR HOMgXH
R
CR gXMR HCR|
1
δ
|11 +−−⎯⎯⎯⎯⎯ →⎯ ΗΟ−+−−→−+Ο=−
−δ+
Η προσθήκη RMgX σε κετόνη σχηµατίζει τριτοταγή αλκοόλη σαν τελικό προϊόν:
X)OH(MgOH
R
CRR
OHHOMgX
R
CRRRMgXOCR
R |12|
12
12
+−⎯⎯⎯⎯ →⎯ −+−→+=> >>
Αντιδράσεις υποκατάστασης Αντιδράσεις υποκατάστασης αλογόνου σε αλκυλαλογονιδίο NaOH. RX + NaOH ⎯⎯→⎯ OH2 ROH + NaX
CvH2v+1Χ + NaOH αλκοόλη
θ⎯⎯⎯⎯→CvH2v + NaX + H2O
KCN και υδρόλυση του προϊόντος. RX + KCN ⎯→ RCN + KX
RC≡N + 2H2O ⎯→⎯+H RCOOH + NH3
RONa. R΄X + RONa ⎯→ R΄O R + NaX
ΝΗ3. RX + NH3 ⎯→ RNH2 + NaX + H2O (αµίνη)
XHMEIA B΄ ΛΥΚΕΙΟΥ
RCOONa. RX + R΄COONa ⎯→ R΄COOR + ΝaΧ
R-C≡CNa.
CΗ ≡CΗ + Na ⎯→ CΗ ≡ CNa + ½ Η2
RX + CH ≡ CNa ⎯→ CH ≡ CR + NaX
CH ≡ CR + Na ⎯→ NaC ≡ CR + ½ H2
R1X + NaC ≡ CR ⎯→ R1C ≡ CR + NaX
Καρβοξυλικού οξέος µε αλκοόλη
εστεροποίηση2υδρόλυση
RCOOH R 'OH RCOOR ' H O⎯⎯⎯⎯⎯→+ +←⎯⎯⎯⎯⎯
Αντιδράσεις υποκατάστασης αλογόνου σε αλκάνια
RH + X2 ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ →⎯ θ ή φως διάχυτο RX + HX (X2 = CI2, Br2)
παίρνουµε µίγµα αλογονοπαραγώγων πχ
4HCl
Cl3HCl
Cl22HCl
Cl3HCl
Cl4 CClCHClClCHClCHCH 2222
−
+
−
+
−
+
−
+ ⎯⎯→⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→⎯
Αντιδράσεις υποκατάστασης υδροξυλίου σε αλκοόλες ROH + SOCl2 ⎯→ RCl + SO2 ↑ + HCl↑
Αντιδράσεις απόσπασης
Απόσπαση υδραλογόνου από τα αλκυλαλογονίδια:
CνΗ2ν+1Χ + ΚΟΗ θ
OHHC 52 ⎯⎯⎯ →⎯ CνΗ2ν + ΚΧ + Η2Ο
HOH KX CC KOH
X
C
H
Cθ
OHHC|
|
|
|52 ++<=>⎯⎯⎯⎯ →⎯+−−−
B) ( HOH KBr CHCHHC-CH KOH CHH
Br
CHCCH
HOH KBr CHCHCHCH KOH CHH
Br
CHCCH
Β
223θ
OHHC3
|23
Α
33θ
OHHC3
|23
52
52
++=−⎯⎯⎯⎯ →⎯+−−−
++−=−⎯⎯⎯⎯ →⎯+−−−
Η ένωση (Α) είναι το κύριο προϊόν σύµφωνα µε το κανόνα του Sayttzeff.
Απόσπαση υδραλογόνου από τα διαλογονοπαράγωγα των αλκανίων
CνΗ2νΧ2 + 2ΚΟΗ θ52 OHHC⎯⎯⎯⎯ →⎯ CνΗ2ν-2 + 2ΚΧ + 2Η2Ο
XHMEIA B΄ ΛΥΚΕΙΟΥ
2 5
2 5
C H OH2 2| | θ
|C H OH
2 2| θ
R C C H 2KOH R C C H 2KX 2H O
Χ Χή
Χ R CΗ C H 2KOH R C C H 2KX 2H O
Χ
− − + ⎯⎯⎯⎯→ − ≡ − + +
− − + ⎯⎯⎯⎯→ − ≡ − + +
Απόσπαση Η2Ο από αλκοόλες (αφυδάτωση)
CνΗ2ν+1ΟΗ 2 4π.H SOoθ 170 C
⎯⎯⎯⎯⎯→>
CνΗ2ν + Η2Ο
OHH CC
ΟΗ
C
Η
CC 170θ
SOπ.H|
|
|
| o42 −+<=>⎯⎯⎯⎯ →⎯−−−
>
πχ.
OH CH-
CH
CCH-CH CH
CH
OH
CHCCH 2)(Sayttzeff προϊόνκύριο3
3|
3C170θ
SOπ.H3
3|
|23 o
42 +=⎯⎯⎯⎯ →⎯−−−>
Αντιδράσεις πολυµερισµού οργανικών ενώσεων µε ένα διπλό δεσµό
2 2| |
ν
νCH C H CH C H-
Α Α
⎛ ⎞⎜ ⎟= ⎯⎯→ − −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠
π.χ ν CH2 = CH2 ⎯→ ( −CH2-CH2 − )ν πολυαιθυλένιο
2 2| |
3 3 ν
νCH CH CH CH -
CΗ CΗ
⎛ ⎞⎜ ⎟
= ⎯⎯→ − −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠
πολυπροπένιο
2 2| |
ν
νCH C H CH C H-
Cl Cl
⎛ ⎞⎜ ⎟= ⎯⎯→ − −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠
PVC
2 2| |
ν
νCH C H CH CH -
CΝ CΝ
⎛ ⎞⎜ ⎟= ⎯⎯→ − −⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠
πολυακρυλονιτρίλιο
XHMEIA B΄ ΛΥΚΕΙΟΥ
CHCH
CHCH
CH
CH
CH2
CHCH
CHCH
CH
CHCH2 v
v
Πολυµερισµός –1,4 Την αντίδραση αυτή την δίνουν τα
συζυγή αλκαδιένια και τα παράγωγά τους.
2 2 2 2| |
3 3 v
vCH C CH CH CH C CH CH
CH CH
= − = → − − − − −⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦
φυσικό ή συνθετικό καουτσούκ
Νεοπρένιο
Τεχνητό καουτσούκ
[ ]2 2 2 2 vvCH CH CH CH CH CH CH CH= − = → − − − − − BuNa: τεχνητό καουτσούκ
Αντιδράσεις οξείδωσης Οξείδωση αλκοολών
Οι πρωτοταγείς αλκοόλες οξειδώνονται σε αλδεΰδες ή καρβοξυλικά οξέα
COOHR OHCR OHHRC
4ΑΟ αύξηση
2ΑΟ αύξηση[O]
2ΑΟ αύξηση
OH-[O]
22
=
==
⎯⎯→⎯=⎯⎯→⎯
Οι δευτεροταγείς αλκοόλες οξειδώνονται σε κετόνες
R
O
CR R
ΟΗ
CR||
2ΑΟ αύξηση[O]
|′−−⎯⎯→⎯′−−
=
Οι τριτοταγείς αλκοόλες
⎟⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
−− 2
3|
|1 R
R
OH
CR δεν οξειδώνονται.
Ως οξειδωτικά µέσα χρησιµοποιούνται όξινο διάλυµα KMnO4 ή όξινο διάλυµα Κ2Cr2Ο7 . • Οξείδωση αλκοολών µε όξινο διάλυµα KMnO4
+
=
− → 2
5ΑΟ µείωση4 nMnOM
Το διάλυµα KMnO4 είναι ισχυρότερο οξειδωτικό από το διάλυµα Κ2Cr2Ο7 και οξειδώνει τις πρωτοταγείς αλκοόλες κατευθείαν σε καρβοξυλικά οξέα. 5RCH2OH + 4KMnO4 + 6H2SO4 ⎯→ 5RCOOH + 2K2SO4 + 4MnSO4 + 11H2O
2 2 2 2| |
v
vCH C CH CH CH C CH CH
A A
= − = → − − − − −⎡ ⎤⎢ ⎥⎣ ⎦
2 2 2 2| |
v
vCH C CH CH CH C CH CH
Cl Cl
= − = → − − − − −⎡ ⎤⎢ ⎥⎣ ⎦
XHMEIA B΄ ΛΥΚΕΙΟΥ
OH8 MnSO2 SO K R
O
CR5 SOH3 KMnO4 R
OH
CR5 24421||
4241|
+++−−→++−−
• Οξείδωση αλκοολών µε όξινο διάλυµα K2Cr2O7 3RCH2OH + K2Cr2O7 + 4H2SO4 ⎯→ 3RCH=O + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7 H2O
3RCH2OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 ⎯→ 3RCOOH + 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 11H2O
2 2 7 2 4 2 4 3 2 4 2| ||3R C R K Cr O 4 H SO 3R C R Cr (SO ) K SO 7H O
OH O
′ ′− − + + → − − + + +
Οξείδωση µεθανικού οξέος, οξαλικού οξέος και των αλάτων τους. 2 4
2| O |H COOH CO
+ +⎯⎯⎯→ |O|
2
COOH| COCOOH
⎯⎯→
4 2 4 2 4 2 4 25HCOOH 2KMnO 3H SO 5CO 2MnSO K SO 8H O+ + → + + +
4 2 4 2 2 4 4 2
COOH5 | 2KMnO 3H SO 10CO K SO 2MnSO 8H O
COOH+ + → + + +
Οξείδωση αλδεϋδών µε KMnO4 και K2Cr2O7 σε όξινο περιβάλλον, καθώς και µε αντιδραστήρια Tollens (υδατικό αµµωνιακό διάλυµα ΑgNO3) και Fehling (υδατικό διάλυµα NaOH που περιέχει Cu2+)
COOHROHRC
2ΑΟ αύξηση|O|=
⎯⎯→⎯=
• Οξείδωση µε KMnO4 σε όξινο περιβάλλον 5 RCH=O + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 ⎯→ 5 RCOOH + K2SO4 + 2 MnSO4 + 3Η2Ο
• Οξείδωση µε K2Cr2O7 σε όξινο περιβάλλον 3RCH=O + K2Cr2O7 + 4H2SO4 ⎯→ 3RCOOH + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4H2O
• Οξείδωση µε διάλυµα Tollens RCΗ=Ο + 2 AgNO3 + 3ΝΗ3 + Η2Ο → RCOOΝΗ4 + 2 Ag↓ + 2ΝΗ4ΝΟ3
• Οξείδωση µε διάλυµα Fehling. RCH=O + 2CuSO4 + 5NaOH ⎯→ RCOONa + Cu2O↓ + 2Na2SO4 + 3H2O
Οι κετόνες 'R
O
CR||−− δεν οξειδώνονται.
Αντιδράσεις αναγωγής καρβονυλικών ενώσεων
R
OH
CHR H R
O
CR
OHCHR H OCHR
|PtPd,Ni,
2||
2PtPd,Ni,
2
′−−⎯⎯⎯⎯ →⎯+′−−
−−⎯⎯⎯⎯ →⎯+=−
XHMEIA B΄ ΛΥΚΕΙΟΥ
Αντιδράσεις οξέων RCOOH µε Νa, K, καυστικά αλκάλια, Νa2CO3 και NH3 RCOOH + Na ⎯→ RCOO– Na+ + ½ H2 ↑
2RCOOH + Na2CO3 ⎯→ 2RCOONa + CO2 ↑ + H2O
RCOOH + NaOH ⎯→ RCOONa + H2O
RCOOH + NH3 ⎯→ RCOONH4
αλκοολών µε Na ROH + Na ⎯→ RO – Na+ + ½ H2 ↑ (αλκοολικό νάτριο)
φαινόλης µε Na και ΝaOH. C6H5OH + NaOH ⎯→ C6H5ONa + H2O
ή
ONaOH+ NaOH + H2O
C6H5OH + Na ⎯→ C6H5ONa + ½ H2
ή
ONaOH+ Na + H2
1
2
Αντιδράσεις βάσεων Αµινών µε οξέα RNH2 + HCl ⎯→ −+ClRNH3 (άλατα αλκυλαµµωνίου)
RNH2 + R΄COOH ⎯→ +−′ 3RNHCOOR
RO− , RCOO− µε Η2Ο RONa + H2O ⎯→ ROH + NaOH
RCOONa + HCl ⎯→ RCOOH + NaCl
XHMEIA B΄ ΛΥΚΕΙΟΥ