Substytucje nukleofilowe w pochodnych karbonylowych , Prezentacje z Chimica

Pobierz Substytucje nukleofilowe w pochodnych karbonylowych i więcej Prezentacje w PDF z Chimica tylko na Docsity!

RJC

Substytucje Nukleofilowe

w Pochodnych Karbonylowych

Substytucje Nukleofilowe

Substytucje Nukleofilowe

w Pochodnych Karbonylowych

w Pochodnych Karbonylowych

Slides 1 to 21

O C

R

Nu

Y

O C

R

Y

Nu

O C Nu

R

Y

RJC

Addycje vs Podstawienia

Addycje vs Podstawienia

adunek adunek

δ

δ

zlokalizowany na atomie w

zlokalizowany na atomie w

ę

ę

gla grupy gla grupy

karbonylowej powoduje, karbonylowej powoduje,

e atak nukleofila mo

e atak nukleofila mo

e e

doprowadzi doprowadzi

ć

ć

do utworzenia produktu addycji lub do utworzenia produktu addycji lub

substytucji.

substytucji.

O C

δ

δ

Nu

X

R

O C

Nu

R

OH C

R

X

Nu

add

n

sub

n

RJC

Diagram Energetyczny Reakcji

Diagram Energetyczny Reakcji

Podstawienie przy grupie karbonylowej jest Podstawienie przy grupie karbonylowej jest

reakcj reakcj

ą ą

dwuetapow dwuetapow

ą ą

Energia

Post

ę

p reakcji

O C

R

Nu

O C

R

Y

O C Nu

R

Y

RJC

Etap okre

Etap okre

laj

laj

cy szybko

cy szybko

reakcji

reakcji

...addycja cz ...addycja cz

ą ą

steczki Nu zazwyczaj okre steczki Nu zazwyczaj okre

ś ś

la la

szybko szybko

ść ść

reakcji; niemniej, odej reakcji; niemniej, odej

ś ś

cie grupy Y mo

cie grupy Y mo

e

e

r r

ó ó

wnie wnie

wyznacza wyznacza

ć

ć

najwolniejszy etap reakcji. najwolniejszy etap reakcji.

Energia

Post

ę

p reakcji

+Nu

-Y

RJC

Czynniki okre

Czynniki okre

laj

laj

ce mo

ce mo

liwo

liwo

ataku nukleofilowego

ataku nukleofilowego

Dwa czynniki maj Dwa czynniki maj

ą ą

ce zasadnicze znaczenie dla ce zasadnicze znaczenie dla

ataku nukleofila Nu to ataku nukleofila Nu to

Oddziaływania steryczne (przestrzenne)

Czynniki elektronowe (elektroujemno

ść

RJC

Czynniki steryczne (przestrzenne)

Czynniki steryczne (przestrzenne)

Sterycznie zat

Sterycznie zat

ł ł

oczone (wysoce podstawione) oczone (wysoce podstawione)

zwi zwi

ą ą

zki karbonylowe s zki karbonylowe s

ą ą

mniej podatne na atak mniej podatne na atak

odczynnika nukleofilowego Nu. odczynnika nukleofilowego Nu.

O

(CH

3

)

3

CCCl

(CH

3

)

2

CHCCl

O

CH

3

CH

2

CCl O

CH

3

CCl

O

wzrastaj

ą

ca reaktywno

ść

RJC

Otrzymywanie chlork

Otrzymywanie chlork

ó

ó

w kwasowych

w kwasowych

Kwasy karboksylowe reaguj Kwasy karboksylowe reaguj

ą ą

z chlorkiem tionylu z chlorkiem tionylu

(SOCl (SOCl

22

) daj ) daj

ą ą

c chlorki kwasowe (COCl). c chlorki kwasowe (COCl).

O C

R

Cl

HCl

• SO

2

O C

R

OH

SOCl

2

RJC

Wykorzystanie chlork

Wykorzystanie chlork

ó

ó

w kwasowych

w kwasowych

Chlorki kwasowe s Chlorki kwasowe s

ą

ą

niezwykle u niezwykle u

ytecznymi

ytecznymi

odczynnikami, kt odczynnikami, kt

ó ó

re re

ł ł

atwo ulegaj

atwo ulegaj

ą ą

reakcjom reakcjom

prowadz prowadz

ą ą

cym do... cym do...

Kwas Kwas

ó ó

w w

EstrówAmidów

RJC

Otrzymywanie estr Otrzymywanie estr

ó ó

w z chlork w z chlork

ó ó

w kwasowych w kwasowych

Reakcje chlork Reakcje chlork

ó ó

w kwasowych (COCl) z w kwasowych (COCl) z

alkoholami (ROH) prowadz alkoholami (ROH) prowadz

ą ą

do estr do estr

ó ó

w (CO w (CO

22

R).

R).

O C

R

O

R

HCl

O C

R

Cl

R

OH

•• ••

RJC

Niemniej ... najwa

Niemniej ... najwa

niejsza metoda

niejsza metoda

otrzymywania estr

otrzymywania estr

ó

ó

w to

w to

reakcje kwas reakcje kwas

ó ó

w karboksylowych (CO w karboksylowych (CO

2 2

H) z alkoholami

H) z alkoholami

(ROH) w obecno (ROH) w obecno

ś

ś

ci katalizatora kwasowego. ci katalizatora kwasowego.

O C

R

O

R

H

2

O

O C

H

R

OH

R

OH

•• ••

O C

H

R

OH

RJC

Otrzymywanie amid

Otrzymywanie amid

ó

ó

w z chlork

w z chlork

ó

ó

w

w

kwasowych

kwasowych

Amidy I Amidy I

rz rz

ę

ę

dowe (CONH dowe (CONH

2 2

) mo ) mo

na na

ł ł

atwo otrzyma

atwo otrzyma

ć ć

w reakcji chlork w reakcji chlork

ó ó

w kwasowych (COCl) z w kwasowych (COCl) z

amoniakiem (NH amoniakiem (NH

3 3

O C

R

NH

2

HCl

O C

R

Cl

NH

3

••

RJC

Otrzymywanie amid

Otrzymywanie amid

ó

ó

w bezpo

w bezpo

rednio z kwas

rednio z kwas

ó

ó

w

w

Reakcja kwasu karboksylowego (CO Reakcja kwasu karboksylowego (CO

2 2

H) z H) z

amoniakiem (NH amoniakiem (NH

33

) nie prowadzi bezpo ) nie prowadzi bezpo

ś ś

rednio do rednio do

amidu (CONH amidu (CONH

22

) z powodu konkurencyjnej reakcji ) z powodu konkurencyjnej reakcji

kwas kwas

zasada. zasada.

O C

R

O

O C

R

OH

NH

3

••

NH

4

RJC

Zasadowa hydroliza estr

Zasadowa hydroliza estr

ó

ó

w/amid

w/amid

ó

ó

w/chlork

w/chlork

ó

ó

w

w

kwasowych

kwasowych

Hydroliza pochodnych kwasowych COX (gdzie X Hydroliza pochodnych kwasowych COX (gdzie X

= OR, NH

= OR, NH

2 2

lub Cl) w lub Cl) w

ś ś

rodowisku zasadowym rodowisku zasadowym

(zmydlanie) i nast (zmydlanie) i nast

ę ę

pne zakwaszenie roztworu pne zakwaszenie roztworu

prowadz prowadz

ą ą

do odpowiedniego kwasu do odpowiedniego kwasu

karboksylowego (CO

karboksylowego (CO

2 2

H). Zasadowa hydroliza H). Zasadowa hydroliza

pochodnych kwasowych jest nieodwracalna! pochodnych kwasowych jest nieodwracalna!

O C

R

OH

O C

R

X

HO

HX

RJC

Kwasowa hydroliza

Kwasowa hydroliza

estr

estr

ó

ó

w/amid

w/amid

ó

ó

w/chlork

w/chlork

ó

ó

w kwasowych

w kwasowych

Hydroliza pochodnych kwasowych COX Hydroliza pochodnych kwasowych COX

(gdzie X = OR, NH (gdzie X = OR, NH

2 2

lub Cl) w

lub Cl) w

ś ś

rodowisku rodowisku

kwasowym prowadzi bezpo kwasowym prowadzi bezpo

ś ś

rednio do

rednio do

odpowiedniego kwasu karboksylowego (CO

odpowiedniego kwasu karboksylowego (CO

22

H).

H).

Jest to reakcja odwracalna! Jest to reakcja odwracalna!

O C

R

OH

O C

H

R

X

H

2

O

HX

O C

H

R

X