Algemene chemie fysische chemie organische chemie



Dovnload 286.41 Kb.
Pagina4/7
Datum24.08.2016
Grootte286.41 Kb.
1   2   3   4   5   6   7

halogeen wordt beschouwd als substituent aan het alkaanskelet XE "alkaanskelet" §. Eerste substituent zo laag mogelijk genummerd, alfabetische volgorde. (voorbeeld: 5-butyl-3-chloor-2,2,3-trimethyldecaan). Halogeensubstituenten worden dus op dezelfde manier behandeld als alkylsubstituenten.

alcohol is derivaat XE "derivaat" § van alkaan. Functionele groep XE "functionele groep" § wordt aangeduid met -ol achter stamnaam XE "stamnaam" §. Bij ingewikkelde, vertakte structuren is de stam de langste keten die de ƒ{OH substituent bevat (niet noodzakelijk de langste koolstofketen). Nummering beginnend zo dicht mogelijk bij ƒ{OH. Naam van andere substituenten als voorvoegsel. Bij cycloalkanolen is koolstof met ƒ{OH nr. 1. OH als substituent heet hydroxy.

ether is alkaan met alkoxysubstituent (de kleinste). Cyclische ethers worden beschouwd als cycloalkanen waarbij een of meer C-atomen door hetero-atomen (niet C,H) vervangen zijn

(voorbeeld: 1,4-dioxacyclohexaan).

alkenen en derivaten

Stam is de langste keten inclusief de dubbele binding (functionele groep).

Plaats van dubbele binding aangeven vanaf dichtstbijzijnde uiteinde. (Bij cycloalkenen bepaalt de dubbele binding posities 1 en 2. Dubbele binding isomeren (voorbeeld 1-buteen is terminaal en 2-buteen is intern)

Substituent met positie als voorvoegsel aan alkeennaam (zo laag mogelijke nummering bij symmetrische alkeenstam)

cis-trans regel XE "regel:cis-trans-" § (pag. 33). In grotere ringstructuren is transisomeer mogelijk

Meer ingewikkelde systemen volgen het E/Z XE "E/Z" § systeem (bij drie of meer verschillende substituenten aan de dubbele binding) volgens prioriteitregels XE "regel:prioriteit-" § (zie ook R/S XE "R/S" §).

Hydroxy-functionele groep -OH gaat voor op dubbele band (alkenol) (voorbeeld:

Substituenten met dubbele binding heten alkenyl (voorbeeld: µ §

voorbeeld: CH2=CHCH2OCH=CH2 3-(ethenyloxy)-1-propeen (allylvinylether)

bij een drievoudige binding „k komt uitgang yn in plaats van de uitgang voor de dubbele binding = een; substituent met drievoudige band heet alkynyl

voorbeeld: 2-propyn-1-ol HC„kCCH2OH en 2-propynylcyclopropaan

Een koolwaterstof met zowel een dubbele als een drievoudige binding heet alkenyn. Nummering begint vanaf het uiteinde zo dicht mogelijk bij een van de functionele groepen. Liggen deze beide even ver weg dan gaat de dubbele binding -een voor. Alkynen met een OH-groep heten alkynolen (OH bepaalt de nummering)

voorbeeld CH2CHCH2C„kCH HC„kCCH2CH2CH(OH)CH3

1-penteen-4-yn 5-hexyn-2-ol

Overige


anhydriden

esters alkylalkanoaat; -COOR als substituent: alkoxycarbonyl

cyclische ester lacton (oxa-2-cycloalkanon)

voorbeeld: 5-methyl-oxa-2-cyclopentanon

amidesalkaanamide

bij cyclische structuren: -carboxamide N- en N,N-

cyclische amide: lactam (aza-2-cycloalkanon)

amines


alkaanamines (amino als substituent) alkylamines

voorbeeld

allerlei

aromatische alcoholen en ethers

OH-gesubstitueerd areen heet fenol (benzenol)

hydroxybenzeencarbonzuur/hydroxybenzeensulfonzuur

fenylethers alkoxybenzenen C6H5O fenoxy

koolhydraat o.a. suikers, sachariden (mono, di, tri, etc.)

aldose aldotriose

ketose ketotetrose etc.

hetero-ringen

OoxaSthiaPfosfaNazaonverzadigde ringstructuren

benzeen als stamnaam met substituent als voorvoegsel; substituenten in alfabetische volgorde

algemene naam voor gesubstitueerde benzenen is areen XE "naam:areen" §

areen als substituent heet aryl XE "naam:aryl" §

benzeen als substituent: fenyl XE "naam:fenyl" §; fenylmethyl is benzyl XE "naam:benzyl" §

aldehyden/ketonen

naamgeving al volgt ol

aldehyden die niet gemakkelijk naar alkanen vernoemd kunnen worden heten carbaldehyden

carbonyl-C krijgt laagste nummer in keten (ongeacht OH, C=C, C„kC)


aromatische ketonen; arylgesubstitueerde alkanonen

dizuren


oxaalzuuradipinezuurmalonzuurmaleïnezuurbarnsteenzuurfumaarzuurglutaarzuur

carbonzuren

Neem zoveel mogelijk karakteristieke groepen XE "groep:karakteristieke" § op in stamnaam

Bij cyclische/aromatische structuren gebruikt men -carbonzuur


Stereoisomerie

Overzicht stereoisomerie XE "stereo-:isomerie" §

structuur XE "isomeer:structuur-" §- of constitutionele XE "isomeer:constitutioneel" §vb. C2H5OH, CH3OCH3deze isomeren hebben andere atoombindingen

isomeren„osyn/anti conformeren‘draai’isomeren kunnen zonder breken van binding in elkaar overgaan; geen echte isomeren

* stereo* „oE/Z of cis/trans XE "isomeer:cis/trans-" § of geometrische XE "isomeer:geometrisch" §

bij alkenen en cyclische verbindingenexo/endo XE "isomeer:exo/endo" §bij gebrugde ringsystemen

R/Shebben een of meer asymmetrische centra of missen een inwendig spiegelvlak

enantiomeren XE "enantiomeer" §optische antipoden of spiegelbeeldisomeren** of „odiastereomeren XE "diastereomeer" §alle andere stereoisomeren* niet-rigide indeling: er is tussen de verschillende categorieën een overlap mogelijk

** rigide indeling: deze twee categorieën sluiten elkaar uit

verdere opmerkingen t.a.v. stereo-isomerie bij moleculen met meerdere asymmetrische centra:

een mesoverbinding XE "mesoverbinding" § is een molecuul met meerdere asymmetrische centra dat niet optisch actief is door inwendige symmetrie

epimeren XE "epimeer" § zijn moleculen met meerdere asymmetrische centra die slechts op één asymmetrisch XE "asymmetrisch" § centrum XE "centrum:asymmetrisch" § van configuratie XE "configuratie" § verschillen

anomeren XE "anomeer" § zijn epimeren die via een tautomere omlegging XE "tautomere omlegging" § in elkaar kunnen overgaan: bijv.

ƒÑ-D-glucose en ƒÒ-D-glucose


Conformatie-isomeren/conformeren XE "conformeer" §

figuur 34 Benamingen van conformaties

syn/anti/gauche

XE "conformeer:syn/anti/gauche" § bij alifatische verbindingen (figuur 34)

geen echte isomeren; bij draaiing breekt geen enkele binding

bedekkend: gezien langs de bindingsas liggen de substituenten op voorste en achterste atoom achter elkaar,

alternerend: gezien langs de bindingsas liggen de substituenten op voorste en achterste atoom onder een hoek van 60„a

figuur 35 Conformaties van cyclohexaan

stoel/boot

bij XE "conformeer:stoel/boot" §6-ringverbindingen (figuur 35)

de conformatie wordt bepaald door:

ƒ{ringspanning XE "ringspanning" §

ƒ{sterische interacties XE "sterische:interactie" §

bij 5-ringverbindingen envelopconformatie

figuur 36 Axiaal en equatoriaal

1,3-diaxiale interactie

(figuur 36)

equatoriaal: ligging in het molecuulvlak

axiaal XE "axiaal" §: ligging loodrecht op molecuulvlak

bij overgang stoel naar boot gaat equatoriaal over in axiaal

equatoriaal XE "equatoriaal" § gunstigst voor substituenten (weinig sterische interactie)

1,3-diaxiale interacties zijn ongunstig


Prioriteitenregel

figuur 37µ §

Prioriteitenregel

Bij E/Z XE "isomeer:E/Z" § en R/S XE "isomeer:R/S" §-isomeren

Het atoom XE "regel:prioriteit-" §dat grenst aan het chirale centrum XE "chiraal:centrum" § (bij R/S) of aan het atoom met de dubbele binding (bij E/Z) met het hoogste atoomnummer XE "atoomnummer" § heeft de hoogste prioriteit (bij isotopen XE "isotoop" § het hoogste massagetal XE "massa:-getal" §); Br > Cl > O > N > C > T > D > H > niet-bindend elektronenpaar

Bij gelijke atomen directe buuratomen vergelijken waarbij het eerste optredende verschil maatgevend is (figuur 37µ §)

Meervoudige bindingen naar een atoom tellen als een overeenkomstig aantal enkelvoudige bindingen naar atomen van hetzelfde soort (figuur 38)

figuur 38 Prioriteitenregel en dubbele bindingen

Fischerprojectie

figuur 39 Fischerprojectie

Horizontale substituenten komen naar je toe; verticale wijken van je vandaan

Bij voorkeur de langste C-keten verticaal en het laagste plaatsnummer boven

Je kunt een Fischerprojectie XE "Fischer:-projectie" § bij een willekeurige substituent beetpakken en de andere substituenten cyclisch doordraaien. De ene substituent vormt namelijk de top van een tetraëder, de andere drie samen het grondvlak (figuur 39).
Starre systemen XE "systeem:star" §

E/Z


Bij dubbele binding (figuur 40)

Z betekent dat op beide atomen van de dubbele binding de substituenten met de hoogste prioriteit naast elkaar zitten

Bij E zitten de substituenten aan weerszijden van de dubbele binding

µ §


figuur 40 Dubbele bindingen Z en E

cis/trans

In ringstructuur XE "structuur:ring-" § (figuur 41)

cis betekent beide gesubstitueerde atomen hebben de substituenten met de hoogste prioriteit aan dezelfde zijde van het ringvlak

Bij trans zitten de substituenten aan weerszijden van dit vlak

µ §


figuur 41Ringstructuren cis en trans figuur 42Gebrugde ringsystemen exo en endo

endo/exo


In gebrugde ringsystemen XE "naamgeving:endo/exo" § XE "endo/exo" § (figuur 42)

exo-1-broombicyclo[2,2,1]heptaan en endo 1 broombicyclo[2,2,1]heptaan

exo = zelfde kant als de kortste brug: substituent equatoriaal (steekt naar buiten)

endo = van deze brug vandaan; substituent axiaal

figuur 43 SteroïdenƒnƒÑ en ƒÒ

ƒÑ en ƒÒ


Bij steroïden XE "steroïd" § (figuur 43)µ §
met R = CHCH3(CH2)3CH(CH3)2 heet het molecuul hiernaast ƒÑ 1 chloorcholesterol

Ą = substituent onder het ringvlak

ƒÒ = substituent boven het ringvlak

Optische isomerie XE "isomerie:optische" §

Algemeen

een molecuul is optisch actief XE "optisch actief" § (chiraal XE "chiraal" §) als het door rotatie niet in dekking te brengen is met zijn spiegelbeeld XE "spiegel:-beeld" § (enantiomeer of optische antipode XE "optische antipode" §)

in figuur 44 zijn verschillende mogelijkheden voor chiraliteit XE "chiraliteit" § gegeven

meestal heeft een chiraal molecuul een sterisch (chiraal of asymmetrisch XE "asymmetrisch" §) centrum (een atoom met vier verschillende substituenten). In de figuur staan de twee enantiomeren XE "enantiomeer" § in de Wedge-Cram- en in de Fischer-weergave XE "projectie:Wedge-Cram-" §

figuur 44 Chirale moleculen

R/S-nomenclatuur (Cahn-Ingold-Prelog) XE "naamgeving:R/S" §

In één molecuul zijn meerdere chirale centra mogelijk. Elk afzonderlijk chiraal centrum wordt met R of S aangeduid:

Ken prioriteiten toe aan de substituenten.

Draai de laagste prioriteit XE "prioriteit:R/S" § naar achter (in Fischerprojectie naar onder).

Ga bij de overige substituenten van de hoogste, via de middelste naar de laagste prioriteit:

Met de klok mee, rechtsom = R(ectus); tegen de klok in, linksom = S(inister) (figuur 45)

figuur 45 R/S-nomenclatuur

Laat zien: D-glucose = (2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal.

Moleculen met twee chirale centra

enkele bijzondere gevallen

meso


bij moleculen met twee sterische XE "stereo-:centrum" § centra met drie gelijke substituenten

meso XE "meso" § = niet optisch actieve verbinding met chirale centra

één meso-vorm (niet chiraal) in figuur 46 en figuur 47; twéé meso in Figuur 48

µ §


µ §

figuur 46 Wijnsteenzuur

figuur 47 Twee chirale centra

pseudo-asymmetrisch centrum

Figuur 48 geeft het bijzondere geval van een molecuul waarbij het middelste koolstofatoom in het inwendige spiegelvlak ligt èn vier verschillende substituenten heeft ƒ{H, OH en de twee enantiomere substituentenƒ{. Men noemt dit atoom pseudo-asymmetrisch XE "asymmetrisch:pseudo-" § en geeft de configuratie XE "configuratie" § ervan aan met r of s. Dit molecuul kent dus twee meso-vormen.

„h Extra prioriteitsregel XE "prioriteit:-regel" §: bij twee enantiomere substituenten gaat R voor S.

µ §

Figuur 48 Pseudo-asymmetrisch centrum


Reactiemechanismen XE "reactie:-mechanisme" §

Substitutie, nucleofiel

SN1

substitutie XE "substitutie" §: atoom- of atoomgroep wordt vervangen door ander atoom of atoomgroep



nucleofiel XE "nucleofiel" §: aanvallende deeltje heeft een niet-bindend elektronenpaar dat graag een binding wil aangaan met een atoom dat een elektronentekort XE "elektronen:-tekort" § heeft. Het nucleofiel is dus een Lewisbase XE "Lewis:-base" §.

1 duidt op de reactieorde XE "reactie:-orde" § (de som van de exponenten in de snelheidsvergelijking XE "snelheids-:vergelijking" §). Deze reactie is van de eerste orde XE "reactie:eerste orde-" §.

SN2

Competitie bij nucleofiele substitutie



karakteristieke koolstof XE "karakteristieke koolstof" § is het koolstofatoom met de karakteristieke groep

als de karakteristieke koolstof één, twee of drie alkyl/arylgroepen gebonden heeft, noemen we hem primair XE "primair" §, secundair XE "secundair" § of tertiair XE "tertiair" §

bij SN1 is stabilisatie van het carbokation XE "carbo:-kation" § door elektronenstuwend XE "elektronen:-stuwend" § alkyl/arylgroepen heel belangrijk

bij SN2 is er geen elektronenstuwend of -zuigend XE "elektronen:-zuigend" § effect van de substituenten, maar spelen de sterische effecten XE "sterisch:effect" § wel een belangrijke rol

reactiviteit XE "reactiviteit" § van Rƒ{X neemt bij SN1 toe van primair naar tertiair, die van SN2 juist af. Er is een minimum reactiviteit bij secundaire koolstofatomen

Substitutie, elektrofiel

SE1

het aanvallende deeltje heeft een elektronentekort XE "elektronen:-tekort" § (Lewiszuur XE "Lewis:-zuur" §)



de reactie is van de eerste orde; er is slechts een deeltje betrokken bij de langzaamste stap XE "stap:langzaamste" §

Substitutie XE "substitutie" § bij aromaten XE "aromaat" §, elektrofiel XE "elektrofiel" § en nucleofiel XE "nucleofiel" §

Oriëntatie bij SN2Ar

te verklaren door te kijken naar de meest gunstige overgangstoestand XE "overgangstoestand" §

Het getoonde mechanisme verloopt via additie/eliminatie XE "eliminatie" § AE. Dit komt voor bij elektronenzuigende XE "elektronen:-zuigend" § substituenten. Een tweede mechanisme via eliminatie/additie EA heeft benzyn (dehydrobenzeen) als intermediair XE "intermediair" §

Oriëntatie bij SE2Ar

te verklaren door te kijken naar de meest gunstige overgangstoestand XE "overgangstoestand" §

De sterke stuwing van ƒ{NH2, ƒ{NHR, ƒ{NR2, ƒ{OH en ƒ{OR kan worden verklaard door mesomere effecten XE "mesomeer effect" §: het niet-bindend elektronenpaar kan meedoen

de OH-groep zelf is inductief zuigend (zuurstof is elektronegatiever XE "elektronegatief" § dan koolstof), maar het mesomere effect is veel belangrijker

hetzelfde effect zorgt ervoor dat halogenen toch ortho/pararichters XE "richter:ortho/para-" § zijn, ondanks de grote elektronegativiteit.

Substitutie, radicaal XE "radicaal" §

radicaalreactie wordt ook wel homolytische XE "homolytisch" § reactie genoemd

wordt algemeen gevonden bij azo- of peroxideverbindingen die onder invloed van temperatuur of van een reductor XE "reductor" § ontleden

Eliminatie XE "eliminatie" §

vergelijk SN1 mechanisme XE "mechanisme:SN1" §

belangrijk is de stabiliteit XE "carbo:-kation, stabiliteit" § van het carbokation: 3o > 2o > 1o koolstofatoom

E2

vergelijk met SN2 mechanisme.


Competitie bij eliminatie

bij E1 is de stabilisatie XE "competitie" §van het carbokation door substituenten erg belangrijk (zie ook: SN1)

E2 kan twee soorten reactieproducten opleveren. Het mechanisme kan thermodynamisch bepaald zijn (Saytzeff-mechanisme XE "mechanisme:Saytzeff-" §): er ontstaan dan de meest stabiele reactieproducten, dus het meest gesubstitueerde alkeen. Ofwel kinetisch bepaald: dan ontstaat de snelst te vormen verbinding (Hofmann-mechanisme XE "mechanisme:Hofmann-" §): het minst gesubstitueerde alkeen met weinig sterische hindering XE "sterische:hindering" § ontstaat.

bij E1 neemt de reactiviteit XE "reactiviteit" § van RX toe van primaire XE "primair" § naar tertiair XE "tertiair" §; bij E2 neemt deze af.

de aard van de overgangstoestand is erg belangrijk

Stereochemie van de eliminatie

E1 niet stereospecifiek XE "stereo-:specifiek" § vanwege vlak intermediair

E2 wel stereospecifiek

spiegelbeelden (enantiomeren/optische antipoden) leveren hetzelfde stereoisomeer

diastereomeren leveren verschillende stereoisomeren

Additie, elektrofiel en radicaal

Markovnikov XE "Markovnikov" §: proton XE "additie:AE" § addeert aan de koolstof met de meeste protonen.

anti-Markovnikov XE "Markovnikov:anti-" §: komt voor in speciale gevallen, zoals bij de additie van HCl in aanwezigheid van peroxides.

Hoe maak je elektrofielen geschikt voor SE2?

Halogenering XE "halogenering" §: XE "mechanisme:SE2" § Br2 en Cl2 worden geactiveerd met FeBr3 en FeCl3

Nitrering XE "nitrering" §: HNO3 wordt reactiever door H2SO4

Sulfonering XE "sulfonering" §: SO3 activeren met H2SO4

Friedel-Craftsreactie

Alkylering XE "alkylering" §: XE "Friedel-Crafts:-reactie" § Het is ook mogelijk om secundaire en tertiaire halogeenalkanen te activeren.

Acylering XE "acylering" §. Dezelfde methode is te gebruiken voor zuurhalogeniden


Reacties, concreet

Friedel-Crafts alkylering/acylering XE "Friedel-Crafts:alkylering/acylering" §

als katalysator XE "katalysator" § wordt een Lewiszuur XE "Lewis:-zuur" § gebruikt: AlBr3, FeCl3 of H3PO4

alkylering met halogeenalkaan; acylering met een carbochloride

een aromaat kan op twee verschillende manieren omgezet worden in een alkylaromaat.


1) aromaat alkylaromaat (rearrangement bij alkyl > ethyl)
2) aromaat alkylaromaat (zonder rearrangement)

Reducties

Clemmensenreductie XE "reductie:Clemmensen-" § van aldehyden en ketonen met zinkamalgaam en geconcentreerd HCl

Wolff-Kishnerreductie XE "reductie:Wolff-Kishner-" §: condensatie XE "condensatie" § van hydrazine met aldehyden en ketonen levert hydrazonen. Deze ontleden onder invloed van base bij hogere temperatuur tot koolwaterstoffen en stikstof.

Oxidatie van alkenen

Alkenen kunnen gemakkelijk worden geoxideerd. Afhankelijk van waar de dubbele binding zich in het molecuul bevindt en afhankelijk van de substitutiegraad aan de dubbele binding kunnen ketonen, carbonzuren en/of CO2 gevormd worden.

Chroomtrioxide is een oxidatiereagens dat een alkeen direct door oxideert tot de hoogst mogelijke oxidatiegraad (figuur 49).

Oxidatie XE "oxidatie" § met kaliumpermanganaat resulteert in de vorming van diolen, tenzij een eindstandige dubbele binding geoxideerd wordt (figuur 50).

Ozon (O3) reageert met een dubbele binding en vormt een zogenaamd ozonide XE "ozonide" §. Reductie XE "reductie" § van het ozonide met H2 leidt tot de vorming van aldehyden, terwijl na oxidatieve opwerking van het ozonide met waterstofperoxide of met zink/azijnzuur ketonen en/of carbonzuren geïsoleerd worden. Ozonolyse is een zeer milde oxidatiemethode. Ook is ozonolyse XE "ozonolyse" § zeer geschikt om de positie van een dubbele binding in een alkeen te lokaliseren (figuur 49).

figuur 49 Oxidaties met chroomtrioxide en met ozon

figuur 50 Oxidatie met MnO4ƒ{ en H2O2 figuur Oxidatie met CPBA

Vele andere oxidatiemiddelen XE "oxidatie:-middelen" § reageren met alkenen onder milde omstandigheden. Het uiteindelijke resultaat lijkt op een additie van waterstofperoxide (HOƒ{OH) aan een dubbele binding. Belangrijke oxidatiemiddelen zijn het permanganaation en osmiumtetraoxide. Voor beide reagentia is de eerste reactiestap identiek: een syn-cycloadditie XE "additie:cyclo-" § aan de dubbele binding. Beide reagentia geven cis-dihydroxyderivaten (diolen), figuur 50.


De reactie van alkenen met perzuren zoals waterstofperoxide (H2O2) of 3 chloorperbenzeencarbonzuur (CPBA / MCPBA XE "MCPBA" §) levert in eerste instantie stabiele epoxiden, figuur . De aanwezigheid van zuur/water of base/water leidt echter tot een opensplitsen van de epoxide-ring volgens een anti-mechanisme XE "anti:-mechanisme" §. Het inkomende water of OHƒ{ deeltje valt aan van de sterisch minst gehinderde XE "sterisch:gehinderd" § kant. Cyclopenteen geeft dus na behandeling met MnO4ƒ{ cis-1,2-cyclopentaandiol, terwijl reactie van cyclopenteen met H2O2 in zuur milieu trans-1,2-cyclopentaandiol geeft.

1) Ozonolyse

resultaat: elke dubbele binding breekt open. Op de breukplaatsen komen oxogroepen

2) Permanganaatoxidatie

KMnO4 of OsO4

Dit is een voorbeeld van een syn-additie XE "additie:syn-" §.

3) Epoxidatie

Epoxidatie XE "epoxidatie" § gevolgd door hydrolyse XE "hydro:-lyse" § geeft anti-additie XE "additie:anti-" §

4) Hydroborering XE "hydro:-borering" §

B is hier het Lewiszuur XE "Lewis:-zuur" §, waardoor H op de meest gesubstitueerde C terechtkomt. Het resultaat is een anti-Markovnikovadditie XE "additie:anti-Markovnikov-" § van water.

Reducties XE "reductie" §

- met H2


- met LiAlH4, NaBH4

- met Zn, Sn + H+

- met Li in NH3

Reacties van carbonylverbindingen XE "carbonyl-:verbinding" §

De carbonylgroep C=O komt in heel veel verschillende soorten organische verbindingen voor. Deze structuureenheid is een wezenlijk onderdeel van bijvoorbeeld aldehyden, ketonen, carbonzuren, esters, zuurchloriden, amides, lactonen, anhydriden enz.

Carbonylverbindingen hebben een vlakke structuur en de hoeken tussen de gebonden groepen zijn 120„a of dicht daarbij. We hebben te maken met een heteronucleaire dubbele binding en omdat de elektronegativiteit van de elementen C en O verschilt, zal de binding polair zijn. De elektronegativiteit XE "elektronegativiteit" § van zuurstof is behoorlijk veel groter dan die van koolstof. Koolstof wordt dus ƒÔ+ en zuurstof ƒÔƒ{. Het dipoolmoment van aldehyden en ketonen ligt in het gebied van 2,3 ¨C 2,8 D. Dit laat zien dat de C=O binding behoorlijk polair is.

Het is deze polarisatie die heel veel van de chemie van de carbonylverbindingen bepaalt. Het is duidelijk dat het negatief geladen zuurstofatoom zal reageren met elektrofiele deeltjes zoals H+ of AlCl3. Het positief geladen koolstofatoom zal reacties aangaan met nucleofielen zoals OHƒ{, Rƒ{ en NH3. We kunnen de C=O groep ook beschouwen als een elektronenzuigende XE "elektronen:-zuigend" § groep. Dit betekent dat deze groep carboanionen XE "carbo:-anion" § kan stabiliseren. De negatieve lading wordt verder gestabiliseerd door mesomerie XE "mesomerie" § zoals in het carbonaation.

Nucleofiele addities

Grignardreacties XE "carbonyl-:verbinding" §

Met een grignardreactie XE "reactie:Grignard-" § XE "Grignard:-reactie" §kan men een carbonyl (C = O) omzetten in een alcohol. Daartoe zal eerst een grignardreagens gemaakt moeten worden. Hierna kan men met de daadwerkelijke omzetting beginnen.

De grignardreactie kan op een aantal verschillende verbindingen met een C = O groep toegepast worden. Denk hierbij aan een aldehyde, keton, epoxide en een ester. Hieronder staan alle mechanismen (eigenlijk komt het steeds op hetzelfde neer, maar voor de volledigheid worden ze toch maar vermeldt).
Het Grignardreagens verkrijgt men door reactie van halogeenalkaan met magnesium.

RX + Mg „_ R-Mg-X (Grignardreagens XE "Grignard:-reagens" §) XE " reagens: Grignard-" §)

Synthese Grignardreagens

Door de binding van magnesium wordt de alkylgroep van elektrofiel een nucleofiel.

Deze nucleofiele alkylgroep kan dan bijvoorbeeld regeren met:

positief H in H2O onder vorming van een alkaan: R-MgX + H2O „_ RH + Mg(OH)X

C in CO2 onder vorming van een alkaanzuur: R-MgX + CO2 „_ R-COOMgX µ § R-COOH



1   2   3   4   5   6   7


De database wordt beschermd door het auteursrecht ©opleid.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina