Tι θα πρέπει να καταλάβουμε από το βιβλίο της Χημείας Προσανατολισμού Γ τάξης Ενιαίου Λυκείου. Μια προσπάθεια να τονίστουν τα βασικά σημεία του μαθήματος με στόχο την κατανόησή του
από την Δήμητρα Σπανού χημικό, καθηγήτρια Δευτεροβάθμιας Εκ/σης 1ου Γυμνασίου Δάφνης
Παρ ότι είμαι καθηγήτρια Χημικός, έχω πολλά χρόνια να διδάξω την Χημεία της Θετικής Κατεύθυνσης
στην οποία από ότι ξέρω , έχουν γίνει κάποιες αλλαγές στην ύλη από παλιότερα, που την δίδασκα φροντιστηριακά.
Θα ξεκινήσω μια προσπάθεια ,να δώσω με απλό και όσο γίνεται σύντομο τρόπο ,την ύλη του βιβλίου αυτού ,
με στόχο να μπορεί ο υποψήφιος να έχει , αρχικά, μια εικόνα σχετικά για τα θέματα που θα τον απασχολούν ανά κεφάλαιο
Ταυτόχρονα είναι και για μένα μια καλή ευκαιρία θα τα ξαναθυμηθώ και να ενημερωθώ για την ύλη όπως διαμορφώνεται κάθε νέα εξεταστική περίοδο
Δήμητρα Σπανού
Σύνθεση οργανικών ουσιών από άλλες οργανικές ουσίες με την χρησιμοποίηση ανόργανων αντιδραστηρίων αν χρειάζεται.
Για την καλύτερη καταννόηση των αντιδράσεων σύνθεσης συνηθίζεται να τις ταξινομούμε.
Η διαδικασία της σύνθεσης πρέπει να είναι η συντομότερη δυνατή και οι αντιδράσεις ποσοτικές. Να αποφεύγονται αμφίδρομες αντιδράσεις.
Χρησιμοποιούμε μόνο τα σώματα που μας δίνουν για να πάρουμε την ζητούμενη ένωση και αν χρειαστεί κάποια άλλη χημική ένωση πρέπει να την παρασκευάσουμε από αυτά επίσης.
Αν χρειαστούν ανόργανα αντιδραστήρια, καταλύτες ή φυσικές διεραγίες θεωρούνται διαθέσιμα.
Ένα είδος ταξινόμησης που προτείνεται είναι σύμφωνα με τον αριθμό ατόμων άνθρακα στην ένωση Ισος αριθμός αρχικής και τελικής χημικής ένωσης, μικρότερος ή μεγαλύτερος αριθμός στην τελική ένωση από την αρχική. Βάσει αυτού οι αντιδράσεις που θα συναντήσουμε είναι :
Παρασκευές οργανικών ουσιών με αμετάβλητη την ανθρακική αλυσίδα
Αν δεν αλλάζει ο ανθρακικός σκελετός, έχουμε συνθέσεις με μεταφορά διπλού ή τριπλού δεσμού στην ένωση, μεταφορά χαρακτηριστικής ομάδας στην ένωση, μετατροπή χαρακτηριστικής ομάδας στην ένωση, οξείδωση ή αναγωγή, μετατροπή του απλού δεσμού σε διπλό ή τριπλό και αντίστροφα και κάποιες άλλες ειδικές
Παρασκευή αλκυλαλογονιδίων από αλκάνια και αλκοόλες
από αλκοόλες με θειονυλοχλωρίδιο
ROH + SOCl2 → RCl + SO2↑ + HCl ↑
από αλογόνωση αλκανίων (φωτοχημική)
CH4 + Cl2 --> CH3 Cl + HCl
Μετατροπή της χαρακτηριστικής ομάδας
1. Από αλκυλαλογονίδιο να πάρουμε αλκάνιο
α περίπτωση RX + H2 (Pt, Pd) ---> RH + HX
β περίπτωση RX + HX ---> RH + X2
γ περίπτωση 4RX + LiAlH4 (υδρίδιο λιθίου Αργιλίου)
2. Από αλκυλαλογονίδια να πάρουμε αλκοόλη
RX + AgOH (από ένυδρο οξείδιο αργύρου) --->ROH + AgX
3. Από αλκυλαλογονίδια αμίνες
RX + NH3 ---> RNH2 + HX
4. Από αλκυλαλογονίδιο να πάρουμε αλκένιο
RCH2CH2X (ΝaOH αλκοόλη) ---> R- C = CH + + NaCl + H2 O
5.Μετατροπή αλκοόλης για να πάρουμε αλκένιο
RCH(ΟΗ)CH3 (θέρμανση 170ο παρουσία Η2SO4)) ---> R- CΗ = CH2
6. Μετατροπή αλκοόλη να πάρουμε αιθέρα
RCH2ΟΗ (θέρμανση 140ο παρουσία Η2SO4)) ---> R CΗΟCH2R
Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής
α. από αλκοόλη να πάρομε αλδεϋδη και οξύ
5RCH2 OH + 4KMnO4 + 6H2 SO4 → 5RCOOH + 4MnSO4 + 2K2 SO4 + 11Η2 O
β. από αλδεϋδη να πάρομε οξύ
RCHO + 2CuSO4 + 5NaOH →RCOONa + Cu2 O ↓ + 2Na2 SO4 + 3H2 O
Μεταφορά δεσμού ή ομάδας σε άλλη θέση
Από αλκένιο 1 να πάρουμε αλκένιο 2
CH3CH2CH=CH2 + HX --> C Η3CH2CHXCH3 (με υδραλογόνο, σύμφωνα με τον νόμο Markovnikov
CH3 CH2CHXCH3 + NaOH (αλκοόλη) -->CH3 CH=CHCH3 + NaBr + Η-ΟΗ ( κύριο προϊόν)
(Αφυδραλογόνωση σύμφωνα με τον κανόνα του Saytsef)
Aπό προπανόλη1 να πάρουμε προπανόλη2
1ο βήμα CH3 CH2 CH2 OH (Θερμανση + Η2SO4) --->) CH3 CH=CH2 + Η2 Ο αφυδάτωση αιθανόλης
2ο βήμα CH3 CH=CH2 + Η2 Ο CH3 CH(ΟΗ)CH3 (προσθήκη νερού σε όξινο περιβάλλον)
Μετατροπή διπλού δεσμού σε απλό
α. RCH=CH2 + H2 (Ni ) --> RCH2CH3 (καταλυτική υδρογόνωση)
Μετατροπή διπλού δεσμού σε τριπλό στην ίδια θέση
β. RCH=CH2 + Χ2 ---> RCHXCH2X (διάλυμα βρωμίου σε τετραχλωράνθρακα)
στην συνέχεια αφυδραλογόνωση με αλκοολικό διάλυμα υδροξειδίου του Νατρίουκαι σχηματισμός αλκινίου
RCHXCH2X (ΝaOH αλκοόλη) ---> R- C ≡ CH + + 2NaCl + 2H2 O
Μεταφορά του διπλού δεσμου από θέση 1 σε θέση2- Μετατροπή διπλού δεσμού 1 σε τριπλό σε θέση2
β. CH3CH2CH=CH2 + ΗΧ ---> RCHXCH3 (διάλυμα βρωμίου σε τετραχλωράνθρακα)
στην συνέχεια αφυδραλογόνωση με αλκοολικό διάλυμα υδροξειδίου του Νατρίου και σχηματισμός αλκενίου2
CH3CH2CHXCH3 (ΝaOH αλκοόλη) ---> CH3CH= CH CH3 + + 2NaCl + 2H2 O
CH3CH=CHCH3 + Br2 --> CH3CHBrCHBrCH3 (το μετατρέπουμε σε διβρωμοπαράγωγο)
CH3CHBrCHBrCH3
Mεταφορά καρβονυλίου από την 1 θέση στην 2 . ¨Η από αλδεύδη να πάρουμε κετόνη
RCH2CH=O + H2 --> RCH2CH2OH (αναγωγή αλδεύδης με υδρογόνο
RCH2CH2OH (πH2SO4 ) -->RCH=CH2
Παρασκευές με αποικοδόμηση της ανθρακικής αλυσίδας κατά 1 άτομο άνθρακα
Εδώ διακρίνουμε τις περιπτώσεις
α. Αποκαρβοξυλιώσεις αλάτων κορεσμένων μονοκαρβονικών οξέων, οξαλικοών αλάτων και μυρμηγκικών με θέρμανση και προσθήκη NaOH σε υψηλή θερμοκρασία
CH3CH2CH2COONa (θέρμανση) + NaOH-->CH3CH2CH3 + Na2CO3
HCOONa (θέρμανση) + NaOH-->H2 + Na2CO3
(HCOONa) (θέρμανση) +2NaOH-->H2 + 2Na2CO3
β. H αλοφορμική αντίδραση κορεσμένων μονοσθενών αλκοολών2 , καρβονυλικών ενώσεων2, και της ακεταλδευδης.
1. προπανόλη2 Γίνεται σε τρία στάδια
a.CH3CH(OH)CH3 + Χ2 ---> CH3COCH3 + 2HCl (οξείδωση της αλκοόλης με αλογόνο προς κετόνη)
β.CH3COCH3 + 3X2 ----> CH3COCX3 + 3HX (αντικατάσταση των υδρογόνων του 1άνθρακα με αλογόνο
γ. CH3COCX3 + NaOH ---> CH3COONa + CHX3 (Υποκατάσταησ του CX3- με ΝaΟ- )
1.βουταμνόνη2 Γίνεται σε δύο στάδια
α.CH3CH2COCH3 + 3X2 ----> CH3CH2COCX3 + 3HX (αντικατάσταση των υδρογόνων του 1άνθρακα με αλογόνο)
β. CH3COCX3 + NaOH ---> CH3COONa + CHX3 (Υποκατάσταησ του CX3- με ΝaΟ- )
3. ακεταλδεύδη (δεν διαθέτει ακραία ομάδα CH3-)
α.CH3CHO + 3X2 ----> CX3CHO + 3HX (αντικατάσταση των υδρογόνων του 1άνθρακα με αλογόνο
β. CX3CHO + NaOH ---> HCOONa + CHX3 (Υποκατάσταησ του CX3- με ΝaΟ- )
Παρασκευές με ανοικοδόμηση της ανθρακικής αλυσίδας
Παρασκευές με αύξηση της ανθρακικής αλυσίδας κατά 1 άτομο άνθρακα
Η αύξηση προέρχεται από την υδρόλυση ομάδας κυανίου που τυχόν περιέχεται στην ένωση
α. Υδρόλυση νιτριλίων
RCN +H2O (H+ ή OH- περιβάλλον)---> RCOOH + NH3
β. Εισαγωγή ομάδας νιτριλίου στην ένωση και υδρόλυση
σε αλκυλαλογονίδια
RX + KCN ---> RCN + KX
RCN +H2O (H+ ή OH- περιβάλλον)---> RCOOH + NH3
σε καρβονυλικές ενώσεις ( Κυανυδρινική σύνθεση)
RCOR + HCN ----> R C(OH) (CN)R
R C(OH) (CN)R + H2O ----> R2 (OH)COOH + NH3
Παρασκευές με ανοικοδόμηση της ανθρακικής αλυσίδας σε διπλάσιο αριθμό ατόμων άνθρακα
α. Μέθοδος Wurtz (από αλκυλαλογονίδια)
2RX + 2Na ----> RR + 2NaX
b. Με διμερισμό του ακετυλενίου
ΗC ≡ CH + ΗC ≡ CH (Cucl, NH4CL) ---> HC ≡ CCH=CH2 (βυνιλακετυλένιο)
Άλλες παρασκευές με ανοικοδόμηση της ανθρακικής αλυσίδας
Αλκυλίωση ακετυλενίου
HC ≡ CH + Na → NaC ≡ CH + 1/ 2 Η2
HC ≡ CNa + RX → HC ≡ CR + NaX
HC ≡ CR + Na → NaC ≡ CR + 1 /2 H2
NaC ≡ CR + R΄X → R΄Χ ≡ CR + NaX
Πύρωση , διάσπαση αλάτων ασβεστίου κορεσμένων μονοκαρβονικών οξέων
(RCOO)2 Ca (θέρμανση)--> R2―C = Ο + CaCO3
Αύξηση της ανθρακικής αλυσίδας καρβονυλικών (και αλκοολών) με αντιδραστίρια Grignard
Προσθήκη RMgX σε αλδεϋδη προς δευτεροτοταγή αλκοόλη με αυξημένο ανθρακικό σκελετο κατά R
R-HC=O + R΄MgX --> RHC*R΄OMgX (+Η2Ο)--> RHC*R΄OH + Mg(OH)X
Προσθήκη RMgX σε κετόνη προς τριτοταγή αλκοόλη με αυξημένο ανθρακικό σκελετο κατά R
R-C=OR΄ + R΄΄MgX --> R(R΄)C*R΄΄OMgX (+Η2Ο)--> R(R΄)C*R΄΄OΗ + Mg(OH)X
Προσθήκη RMgX σε φορμαλδεϋδη προς πρωτοταγή αλκοόλη με αυξημένο ανθρακικό σκελετο κατά R
HCΗ=O + RMgX --> HCROMgX (+Η2Ο)--> RH2COH + Mg(OH)X
ΠΗΓΕΣ
ebooks.edu.gr/modules/document/file.php/DSGL-C135/Διδακτικό%20Πακέτο/Βιβλίο%20Μαθητή/22-0231-02_Chimeia_C-Lyk-ThSp_BM.pdf