410 likes | 1.05k Views
Szerves vegyületek csoportosítása és kémiai tulajdonságai: Alkánok Alkánok konformációja Cikloalkánok ÁOK/ I évfolyam előadó:Dr. Bak Judit. Szerves vegyületek nevezéktana: alkánok C n H 2n+2. Konstituciós Op Fp izomerek száma:. El nem ágazó szénláncú alkánok nevezéktana:
E N D
Szerves vegyületek csoportosítása és kémiai tulajdonságai: Alkánok Alkánok konformációjaCikloalkánok ÁOK/ I évfolyamelőadó:Dr. Bak Judit
Szerves vegyületek nevezéktana: alkánok CnH2n+2 Konstituciós Op Fp izomerek száma: El nem ágazó szénláncú alkánok nevezéktana: CH4 metán 1 C2H6 etán 1 C3H8 propán 1 C4H1O bután 2 nő nő C5H12 pentán 3 C6H14 hexán 5 C7H16 heptán 9 C8H18 oktán 18 C9H2O nonán 35 C1OH22 dekán 75
Szerves vegyületek nevezéktana:alkánok CnH2n+2 Alkilcsoportok elnevezése: CH3 metil C2H5 etil C3H7 propil C4H9 butil C5H11 pentil C6H13 hexil C7H15 heptil C8H17 oktil C9H19 nonil C1OH21 dekil Kétértékű alkilcsoportok elnevezése: metilén(1), etilén (2), propilén (3)
Alkánok nomenklatúrája • 1.) Válasszuk ki a lehetséges leghosszabb szénvázat. CH2CH3 | CH3CH2CH2CH-CH3 hexán
Alkánok nomenklatúrája Start hely • 2.) Számozzuk meg a leghosszabb lánc szénatomjait úgy, hogy az elágazó pontok a lehető legkisebb sorszámot kapják. Nem ez!
Alkánok nevezéktana • 3.) Számozzuk meg a szubsztituenseket és helyezzük az alap C-váz neve elé. CH3CH2CHCHCH2CH2CH2CHCH2CH3 Szubsztituensek 3-etil 4-metil 8-metil 2-metil CH3CHCH2CCH2CH2CH2 4-metil 4-etil CH3 CH3 CH2CH3 CH3 CH2CH3 CH3
Etán • Fedő állás
Etán • Nyitott állás
H H H H H H H H H H H H Az etán projekciós ábrázolási formái Newman-féle Sawhorse-féle
Szün-periplanális • Anti-klinális Anti-klinális • Szün-periplanális 12 kJ/mol 0° 60° 120° 180° 240° 300° 360° • Anti-periplanális • Szün-klinális Szün-klinális
Cikloalkánok CnH2n • A ciklopropán, ciklobután, ciklopentán esetében a kötésszögek jelentősen eltorzultak a tetraéderhez (109°) képest, ez jelentős feszültséget okoz a molekulákban (nem stabilak). Kötésszög torzulás: ciklopropánnál 49°,ciklobutánnál 19°, ciklopentánnál 1°
90o Kötésszög deformáció van a torziós feszültség nagy nem stabil vegyületek 60o 109.5o Két stabil forma 109o ”szék” konformáció
A ciklohexán konformációja: • „szék” és „kád” forma
A ciklohexán szék-konformációja • Kötésszög-deformáció nincs, a torziós feszültség minimális. • A székformában kétféle helyzetű hidrogénatomot különböztetünk meg: 1.) axiálist és 2.) ekvatoriálist.
A székforma ekvatoriális síkja A ciklohexán 6 ekvatoriális H atomja.
A székforma axiális síkja A ciklohexán 6 axiális H atomja.
A „kád” konformáció energetikailag kedvezőtlenebb, mint a székforma 180 pm • A kád és székforma közötti eltérés 25-30 KJ/ mol. • (szék:kád, 99%:1%)
A ciklohexán köztes térsszerkezete: „csavart kád” Csavart kád Kád • A csavart kád konformáció kismértékben stabilabb, mint a kád szerkezet.
45 kJ/mol 45 kJ/mol 23 kJ/mol
A ciklohexán monoszubsztituált származékának konformációja • Metilciklohexán
Metilciklohexán konformációi • A viszonylag nagy metil-csoport ekvatoriális helyzete kedvezőbb. Ez a konformáció energetikailag (7-8 kJ/mol) stabilabb. 5% 95%
C(CH3)3 C(CH3)3 Terciel-butil-ciklohexán • A vegyület legstabilabb konformációs állapota a kádforma. A szubsztituens nagy térkitöltése miatt ekvatoriális elhelyezkedése jóval kedvezőbb. Kevesebb, mint 0.01% Több, mint 99.99%
Terciel-butil-ciklohexán Az axiális helyzetű szubsztituensés a 3 C-atom H-je között sztérikus gátlás van
Alkánok kémiai reakciói és mechanizmusa • SR Gyökös mechanizmusú szubsztitúció
Alkánok égése Pl: C2H6 + 3.5 O2 = 2 CO2 + 3 H2O Gyökös típusú szubsztitúció SR Gyökös típusú szubsztitúciós reació S Sematikus forma: CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl CH3Cl + Cl2 = CH2Cl2 + HCl CH2Cl2 + Cl2 = CHCl3 + HCl CHCl3 + Cl2 = CCl4 + HCl
Halogéntartalmú paraffinszármazékok • alkilhalogenidek
Halogénszármazékok előállítása 1. Paraffinok gyökös típusú szubsztitúciója, 2. Nukleofil szubsztitúciós reakciók, 3. Telítetlen szénvegyületek addiciós reakciói, 4. Aromás vegyületek elektrofil szubsztitúciója Fontosabb halogénszármazékok CHI3 - jodoform antiszeptikus hatású (régen seb fertőtlenítés) CHCl3 - kloroform régebben altatásra használták CCl4 - szénteraklorid apoláros oldószer
Az alkilhaloidok jellemző reakciója: a nukleofil szubsztitúció Y: + R-X Y-R + :X Y: a nukleofil reagens (F-, Cl-, Br-, OH-, CN-, NH3 ) X: a kicserélendő szubsztituens (F-, Cl-, Br-, I-) A metilklorid hidroxidionnal történő szubsztitúciója az egy lépésben lejátszódó bimolekuláris, másodrendű kinetikájú nukleofil szubsztitúció (SN2)
Néhány szerves vegyülettípus nukleofil szubsztitúcióval történő előállítása 1. R -Cl + OH- ROH + Cl- 2. R-Cl + CH3-O- CH3-O-R + Cl- alkoxid metil-alkil-éter 3. R-Cl + CH3COO- CH3COOR + Cl- acetát ecetsav-alkil-észter 4. R-Cl + NH3 R-NH3+Cl-