1 / 44

Scheikunde II

Scheikunde II. Prof. Dr. I. De Vynck. Prof. Dr. M.-F. Reyniers. 2 ste semester 2002 - 2003. Scheikunde II. Belangrijke types chemische reacties. 1. Substitutiereacties. elektrofiel. radicalair. nucleofiel. 2. Additiereacties. elektrofiel. radicalair. nucleofiel.

happy
Download Presentation

Scheikunde II

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Scheikunde II Prof. Dr. I. De Vynck Prof. Dr. M.-F. Reyniers 2 ste semester 2002 - 2003 hoorcollege5

  2. Scheikunde II Belangrijke types chemische reacties hoorcollege5

  3. 1. Substitutiereacties elektrofiel radicalair nucleofiel 2. Additiereacties elektrofiel radicalair nucleofiel 3. Eliminatiereacties 4. Omleggingsreacties 1,2 hydrideshift 1,2 methylshift hoorcollege5

  4. Alifaten = niet-aromatische verbindingen vb.: alkanen, alkenen, alkynen, cylco-alkanen… • alifatische nucleofiele substitutie 1 -binding sp3C-X 1 -binding sp3C-Y Y=nucleofiel,intredende groep X=uittredende groep of “leaving” groep Timing: twee extremen 1. Twee-stapsreactie: eerst breking C-X dan vorming C-Y,SN1 2. Eén-stapsreactie: simultaan breken C-X en vorming C-Y,SN2 hoorcollege5

  5. SN2-type: nucleofiele substitutie 2de orde sp3 sp3 TPB • één-stapsmechanisme • inversie van configuratie • reactiviteit R-X: methyl > primair > secundair > tertiair • reactiviteit R-X: I > Br > Cl > F (zwakste base = beste uittredende groep) hoorcollege5

  6. 2. Nucleofiele substitutiereacties • SN2-type: nucleofiele substitutie 2de orde • mechanisme • stereochemie • sterische effecten • “leaving” capaciteit • nucleofielen & nucleofiliciteit • SN1-type: nucleofiele substitutie 1ste orde • SN1 versus SN2 hoorcollege5

  7. nucleofiliciteit meten r voor CH3I + nucleofiel in methanol t.o.v. neutrale moleculen zijn zwakke nucleofielen vuistregel: basesterkte   nucleofiliciteit  LET OP: SOLVENT!!! hoorcollege5

  8. polair protisch solvent dipolair aprotisch solvent Vb.: water, methanol, ethanol, azijnzuur, mierenzuur... Vb.: DMSO, aceton, DMF hoorcollege5

  9. polair protisch solvent basesterkte nucleofiliciteit  F-: best gesolvateerd kleine ionen worden beter gesolvateerd dan grotere ionen hoorcollege5

  10. dipolair aprotisch solvent basesterkte nucleofiliciteit  anionen worden niet gesolvateerd  anionen zeer reactief hoorcollege5

  11. polarizeerbaarheid   nucleofiliciteit  Afmeting atoom hoorcollege5

  12. hoorcollege5

  13. 2. Nucleofiele substitutiereacties • SN2-type: nucleofiele substitutie 2de orde • SN1-type: nucleofiele substitutie 1ste orde • mechanisme • stereochemie • sterische effecten • solventeffecten • SN1 versus SN2 hoorcollege5

  14. mechanisme d- d+ Rd++… Xd -- SBS = unimoleculair enkel R-X betrokken in vorming TTS hoorcollege5

  15. Stap 1: vorming carbenium ion = SBS; traag sp3 sp2 C+: planair Stap 2: nucleofiele aanval op C+; snel alkyloxonium ion sp2 sp3 Stap 3: snelle zuur-base reactie hoorcollege5

  16. 2. Nucleofiele substitutiereacties • SN2-type: nucleofiele substitutie 2de orde • SN1-type: nucleofiele substitutie 1ste orde • mechanisme • stereochemie • sterische effecten • solventeffecten • SN1 versus SN2 hoorcollege5

  17. stereochemie C+: planair retentie inversie SN1  racemisatie hoorcollege5

  18. inversie retentie racemisatie Experimenteel: geen volledige racemisatie wegens afscherming van C+ door X- meer inversie hoorcollege5

  19. 2. Nucleofiele substitutiereacties • SN2-type: nucleofiele substitutie 2de orde • SN1-type: nucleofiele substitutie 1ste orde • mechanisme • stereochemie • sterische effecten • solventeffecten • SN1 versus SN2 hoorcollege5

  20. Sterische effecten meten r van  R-X voor hydrolyse in SN1 condities R-X + H2O  R-OH + H-X in HCOOH Reactiviteit  tertiair > secundair > primair > methyl hoorcollege5

  21. stabiliteit carbenium ion  reactiviteit in SN1  reactiviteitsvolgorde SN1 >< reactiviteitsvolgorde SN2 hoorcollege5

  22. Ea vorming tertiair C+ <<< Ea vorming primair C+ H3C+ + X- Ea (CH3)3C+ + X- Ea (CH3)3C- X H3C- X hoorcollege5

  23. 2. Nucleofiele substitutiereacties • SN2-type: nucleofiele substitutie 2de orde • SN1-type: nucleofiele substitutie 1ste orde • mechanisme • stereochemie • sterische effecten • solventeffecten • SN1 versus SN2 hoorcollege5

  24. solventeffecten Polariteit  Reactiviteit   = maat voor polariteit solvent hoorcollege5

  25. TTS d++ + - d - - d - d+ apolair solvent polair solvent stabiliseert TTS hoorcollege5

  26. apolair solvent polair solvent - - ++ - - ++ stabilisatie TTS (CH3)3C+ + X- Ea (CH3)3C+ + X- Ea (CH3)3C- X (CH3)3C- X geringe stabilisatie R-X hoorcollege5

  27. hoorcollege5

  28. 2. Nucleofiele substitutiereacties • SN2-type: nucleofiele substitutie 2de orde • SN1-type: nucleofiele substitutie 1ste orde • SN1 versus SN2 hoorcollege5

  29. hoorcollege5

  30. hoorcollege5

  31. Examenstof • theorische kennis (collegenota’s + hoorcollege) • terminologie: p I-1 t.e.m. p I-7 • SN2: p I-7 t.e.m. p I-14 • SN1: p I-15 t.e.m. p I-20 • SN1 versus SN2: p I-20 • belangrijke vaardigheden • herkennen reactietype • bepalen relatieve stabiliteit radicalen/carbeniumionen/carbanionen • uitschrijven reactiemechanisme SN1/SN2 • bepalen relatieve nucleofiliciteit/leaving capaciteit • bepalen van structuureffect van R-X op SN1/SN2 • herkennen polair protisch solvent/dipolair aprotisch solvent • bepalen solventinvloed op SN1/SN2 hoorcollege5

  32. 1. Substitutiereacties elektrofiel radicalair nucleofiel 2. Additiereacties elektrofiel radicalair nucleofiel 3. Eliminatiereacties 4. Omleggingsreacties 1,2 hydrideshift 1,2 methylshift hoorcollege5

  33. Belangrijke types chemische reacties 1. Terminologie 2. Nucleofiele substitutiereacties 3. Elektrofiele substitutiereacties 4. Elektrofiele additiereacties 5. Eliminatiereacties 6. Radicaalreacties hoorcollege5

  34. aromatische elektrofiele substitutie 1 -binding aromatisch sp2C-H 1 -binding aromatisch sp2C-E E = elektrofiel hoorcollege5

  35. aspirine aspro ibuprofen neurofen hoorcollege5

  36. 3. Electrofiele substitutiereacties • Mechanisme • Effect van substituenten op reactiviteit & oriëntatie hoorcollege5

  37. SBS areniumion hoorcollege5

  38. Friedel-Craftsreactie brominering nitrering sulfonering alkylering Friedel-Craftsreacties acylering hoorcollege5

  39. katalysator SBS Benzeen-Br-areniumion positieve lading in areniumion is gedelokaliseerd hoorcollege5

  40. 3. Electrofiele substitutiereacties • Mechanisme • Effect van substituenten op reactiviteit & oriëntatie hoorcollege5

  41. reactiviteit X  H  invloed op snelheid EAS  invloed op aanvalsplaats van E oriëntatie; regioselectiviteit hoorcollege5

  42. hoorcollege5

  43. 20-25 maal sneller dan benzeen 107 maal trager dan benzeen Verklaring: inductieve & resonantie effecten zie oefeningenles hoorcollege5

  44. Examenstof • theorische kennis (collegenota’s + hoorcollege) • EAS mechanisme: p I-20 t.e.m. p I-22 • EAS substituentinvloeden: geen rechtstreekse theorievragen • belangrijke vaardigheden • uitschrijven reactiemechanisme EAS (+ vorming elektrofiel) • herkennen/bepalen substituent  invloed reactiviteit/orientatie hoorcollege5

More Related