MECHANIZMUSGYŰJTEMÉNY a Szerves kémia I. előadáshoz

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szerves Kémia és Technológia Tanszék

MECHANIZMUSGYŰJTEMÉNY a Szerves kémia I. előadáshoz

Készítette:

Kormos Attila Lektorálta:

Huszthy Péter

2014

Szerves kémia I.

Mechanizmusgyűjtemény

Tartalom*

2.

Térszerkezet, sztereokémia, konformáció

2

3.

Reakcióelmélet, sav-bázis-, HSAB- és FMO-elméletek

3

4.

Redox-reakciók és gyökös reakciók elmélete, paraffinok kémiája

6

5.

Olefinek és acetilének reaktivitása, elektrofil addíció, oxidáció és polimerizáció

13

6.

Monociklusos aromás vegyületek reaktivitása, elektrofil szubsztitúció

26

7.

A szubsztitúció és elimináció elmélete

29

8.

A halogénvegyületek, alkoholok, fenolok, éterek kémiája

34

9.

A nitrovegyületek és aminok kémiája

45

10. Alkoholok, oxo-vegyületek és savszármazékok redukciói és oxidációi

52

11. Oxovegyületek, karbonsavak és karbonsav-savszármazékok reaktivitása

62

12. Oxo–enol tautoméria, karbonsavak (első rész)

68

13. Karbonsavak (második rész) és karbonsavszármazékok

76

*

A fejezetek számozása megegyezik az előadás órabeosztásával. Az első előadáshoz (Molekulaszerkezet) kapcsolódóan nem szerepel fejezet a Mechanizmusgyűjteményben, így a fejezetek számozása a második előadással kezdődik.

Kormos Attila, BME

1

Szerves kémia I.


2. Térszerkezet, sztereokémia, konformáció Inverzió (SN2 reakció):

Racemizáció (SN1 reakció):

Kormos Attila, BME

2

Szerves kémia I.


3. Reakcióelmélet, sav-bázis-, HSAB- és FMO-elméletek SR:

SN1:

SN2:

Kormos Attila, BME

3

Szerves kémia I.


SEAr:

AdR:

AdN:

AdE:

E1:

Kormos Attila, BME

4

Szerves kémia I.


E2:

E1cB:

Kormos Attila, BME

5

Szerves kémia I.


4. Redox-reakciók és gyökös reakciók elmélete, paraffinok kémiája

Paraffinok előállítása: Würtz-reakció:

Grignard-reakció:

Grignard-reagens előállítása:

Halogénvegyületből LiAlH4-del:

Kormos Attila, BME

6

Szerves kémia I.


Jódvegyületből (alkoholból) hidrogén-jodiddal:

Karbonsavak dekarboxilezése:

Karbonsavak reakciója hidrogén-jodiddal és foszforral:

Clemmensen-redukció (oxovegyületek redukciója erősen savas körülmények között):

Kormos Attila, BME

7

Szerves kémia I.


Kizsnyer-Wolff-reakció (oxovegyületek redukciója erősen bázikus körülmények között):

Tioketálos módszer (oxovegyületek redukciója semleges körülmények között):

Kormos Attila, BME

8

Szerves kémia I.


Olefinek hidrogénezése:

Simmons-Smith-reakció:

Kormos Attila, BME

9

Szerves kémia I.


Simmons-Smith-reakció sztereokémiai következménye:

Disztális dihalogenidek reakciója cinkkel:

Kormos Attila, BME

10

Szerves kémia I.


Alkánok reakciói: Gyökös szubsztitúció (SR):

Kormos Attila, BME

11

Szerves kémia I.


Égés:

Kormos Attila, BME

12

Szerves kémia I.


5. Olefinek és acetilének reaktivitása, elektrofil addíció, oxidáció és polimerizáció

Olefinek reakciói: Gyökös addíció (AdR):

Elektrofil addíció (AdE):

Hidrogén-bromid addíciója:

Kormos Attila, BME

13

Szerves kémia I.


Brown-féle hidrobórozás:

Kormos Attila, BME

14

Szerves kémia I.


Olefinek palládiumkatalizált reakciói: vinil-éter, ill. keton előállítása:

akrilát előállítása:

Palládium regenerálása a reakciók során:

Kormos Attila, BME

15

Szerves kémia I.


Diol előállítása permanganáttal:

Kormos Attila, BME

16

Szerves kémia I.


Olefinek reakciója persavval:

Kormos Attila, BME

17

Szerves kémia I.


Az epoxid felnyitása savas körülmények között:

Kormos Attila, BME

18

Szerves kémia I.


Az epoxid felnyitása bázikus körülmények között:

Kormos Attila, BME

19

Szerves kémia I.


Brómozás:

Gyökös polimerizáció:

Kormos Attila, BME

20

Szerves kémia I.


Anionos polimerizáció:

Kationos polimerizáció:

Allil-helyzetű klórozás:

Kormos Attila, BME

21

Szerves kémia I.


Konjugált diének reakciói: Brómozás:

Diels–Alder-cikloaddíció (ebben az esetben az alsó ábrán lévő görbe nyilak nem az elektronpárok elmozdulását mutatják):

Kormos Attila, BME

22

Szerves kémia I.


Acetilének reakciói: Acetilén átalakítása további acetilénszármazékokká:

Acetilén reakciója karbonilvegyülettel:

(Z)-Olefin előállítása acetilénekből:

Kormos Attila, BME

23

Szerves kémia I.


(E)-Olefin előállítása acetilénekből:

Acetilének reakciói réz(II)-só jelenlétében:

Hidrogén-bromid elektrofil addíciója:

Kormos Attila, BME

24

Szerves kémia I.


Higany(II)-acetát elektrofil addíciója:

Kormos Attila, BME

25

Szerves kémia I.


6. Monociklusos aromás vegyületek reaktivitása, elektrofil szubsztitúció Aromás elektrofil szubsztitúciós reakciók (SEAr):

Kormos Attila, BME

26

Szerves kémia I.


Friedel–Crafts-alkilezés:

Friedel–Crafts-acilezés:

Kormos Attila, BME

27

Szerves kémia I.


Benzil-helyzetű klórozás:

Kormos Attila, BME

28

Szerves kémia I.


7. A szubsztitúció és elimináció elmélete SN1 reakció:

SN2 reakció:

E1 reakció:

Kormos Attila, BME

29

Szerves kémia I.


E1 reakció sztereokémiai következménye:

E1cB reakció:

E1cB reakció sztereokémiai következménye

Kormos Attila, BME

30

Szerves kémia I.


E2 reakció

SN2Ar reakció:

Meisenheimer komplex határszerkezetei:

Kormos Attila, BME

31

Szerves kémia I.


SN1Ar reakció (az SN1Ar reakció a diazónium-sóból kiinduló reakció):

Kormos Attila, BME

32

Szerves kémia I.


SNAr didehidrobenzol mechanizmusú reakció:

Kormos Attila, BME

33

Szerves kémia I.


8. A halogénvegyületek, alkoholok, fenolok, éterek kémiája Halogénvegyületek reakciói: Korábbi reakciók: Würtz-reakció (6. oldal) Grignard reagens előállítása (6. oldal) Simmons–Smith-reakció (9. oldal) Disztális dihalogenidek reakciója cinkkel (10. oldal) Halogénvegyületek reakciója 2 mól nagy felületű nátriummal, vagy lítiummal:

Kormos Attila, BME

34

Szerves kémia I.


Kettős kötés átmeneti védése halogénvegyületen keresztül (az első lépés elektrofil addíció, ld. olefinek reakciói):

Alkoholok reakciói: Alkoholok reakciói fémekkel:

Reakció szervetlen savakkal:

Kormos Attila, BME

35

Szerves kémia I.


Reakció szervetlen savhalogenidekkel aprotikus apoláris oldószerekben (pl. éter):

Reakció tionil-kloriddal piridinben:

Reakció szerves savakkal: AAc2:

Kormos Attila, BME

36

Szerves kémia I.


AAl1:

Reakció szerves savhalogenidekkel:

Szulfonilezés:

A szulfonát nagyon jó távozócsoport:

Kormos Attila, BME

37

Szerves kémia I.


Fenolok reakciói: Fenol brómozása: Aprotikus közegben:

Kormos Attila, BME

38

Szerves kémia I.


Vizes közegben:

Kormos Attila, BME

39

Szerves kémia I.


Reimer–Tiemann-szintézis:

Kolbe–Schmitt-szintézis:

Kormos Attila, BME

40

Szerves kémia I.


Floroglucin reakciója diazometánnal semleges közegben:

Floroglucin reakciója metil-jodiddal bázikus közegben:

Kormos Attila, BME

41

Szerves kémia I.


Fenol előállítása: Kumol-hidroperoxidos eljárás:

Kormos Attila, BME

42

Szerves kémia I.


Éterek előállítása: Éter előállítása savas körülmények között:

Éter előállítása bázikus körülmények között (Williamson-féle éterszintézis):

Etilénoxid előállítása:

Éterek reakciói: Etilénoxid reakciója nukleofilekkel:

Kormos Attila, BME

43

Szerves kémia I.


Éterek reakciói savakkal: Alifás éter reakciója hidrogén-jodiddal:

Aromás éter reakciója hidrogén-bromiddal:

Vinil-éter reakciója híg savval:

Kormos Attila, BME

44

Szerves kémia I.


9. A nitrovegyületek és aminok kémiája Nitrovegyületek előállítása: Korábbi reakciók: SN2 (az SN2 reakció általános mechanizmusát a brómozás példáján bemutatva ld. 29. oldal) SR (11. oldal) SEAr (26. oldal)

Nitrovegyületek reakciói: Nitrovegyületek tautomériája:

Nitrovegyületek redukciós reakciói: Savas körülmények között (fém + sav, nettó töltés +1 vagy 0):

Kormos Attila, BME

45

Szerves kémia I.


Bázikus körülmények között (nettó töltés –1 vagy 0):

Amennyiben Ar = Ph:

Kormos Attila, BME

46

Szerves kémia I.


Aminok előállítása: Redukciós módszerek primer aminok előállítására: Nitrilből kiindulva:

Amidból kiindulva:

Azidból kiindulva:

Kormos Attila, BME

47

Szerves kémia I.


Hoffmann- és Curtius-lebontás (az izocianáttól kezdve a két reakció azonos mechanizmus szerint játszódik le):

Gabriel-szintézis (a hidrolízisek mechanizmusáról a savszármazékoknál lesz szó):

Kormos Attila, BME

48

Szerves kémia I.


Szekunder aminok előállítása: Schiff-bázison (iminen) keresztül:

Amennyiben az oxovegyület -szénatomján hidrogénatom van, imin–enamin tautoméria is felléphet, de a redukció után ugyanaz a végtermék keletkezik:

Amidon keresztül (amid képzése amin és savklorid reakciójával bázis jelenlétében és távollétében; a LiAlH4-del történő redukció mechanizmusa megegyezik a primer aminok előállítására leírttal):

Kormos Attila, BME

49

Szerves kémia I.


Szulfonamidon keresztül:

Brown-féle lebontás:

Kormos Attila, BME

50

Szerves kémia I.


Mannich-reakció:

Kormos Attila, BME

51

Szerves kémia I.


10. Alkoholok, oxo-vegyületek és savszármazékok redukciói és oxidációi Előállítások oxidációs reakciókkal: Toluol reakciója kromil-kloriddal:

Wacker-reakció: ld. az olefineknél (15. oldal)

Vízaddíció savas közegben higany-szulfát jelenlétében:

Kormos Attila, BME

52

Szerves kémia I.


Acetilénszármazékok reakciója kálium-permanganáttal:

Jones-oxidáció (Na2CrO4, H2SO4, H2O–aceton):

Szelén-dioxiddal történő oxidáció (SeO2, víz, dioxán):

Kormos Attila, BME

53

Szerves kémia I.


Oppenauer-oxidáció:

Kormos Attila, BME

54

Szerves kémia I.


Redukciós reakciók: Meerwein–Pondorf–Verley-redukció:

Stephens-reakció:

Nitril reakciója diizobutil-alumínium-hidriddel:

Kormos Attila, BME

55

Szerves kémia I.


Észter reakciója diizobutil-alumínium-hidriddel:

Grignard-reakciók: (a Grignard-reagens előállítása megtalálható az alkánok előállításánál): Primer alkohol előállítása:

Szekunder alkohol előállítása:

Tercier alkohol előállítása: Dietil-karbonátból:

Kormos Attila, BME

56

Szerves kémia I.


Észterből:

Ketonból:

Alkoholt lítium-organikus vegyületen keresztül is lehet előállítani:

Aldehid előállítása (ortohangyasav-észterből):

Kormos Attila, BME

57

Szerves kémia I.


Keton előállítása: Ortoészterből:

Savkloridból kiindulva:

Kadmiumvegyületen keresztül:

Nitrilből kiindulva:

Kormos Attila, BME

58

Szerves kémia I.


Aromás oxovegyületek előállítása: Gattermann–Koch- és Friedel–Crafts-reakciók:

Kormos Attila, BME

59

Szerves kémia I.


Gattermann- és Houben–Hoesch-reakciók:

Kormos Attila, BME

60

Szerves kémia I.


Fries-átrendeződés:

Kormos Attila, BME

61

Szerves kémia I.


11. Oxovegyületek, karbonsavak és karbonsav-savszármazékok reaktivitása Oxovegyületek, savszármazékok reakciói nukleofilekkel: Reakció nukleofilekkel, ha nincs távozó csoport (aldehidek és ketonok):

Reakció nukleofilekkel, ha van távozócsoport (savszármazékok):

Kormos Attila, BME

62

Szerves kémia I.


Ketén reakciója etanollal:

Acetálképzés:

Reakció hidrogénszulfittal:



Kormos Attila, BME



63

Szerves kémia I.

,-telítetlen előállítása:


oxovegyületek,

karbonsavak

és

karbonsavszármazékok

Mannich-reakció (ld. 51. oldal):

Grignard-reakció ortoformiáttal:

Grignard-reakció ortoészterekkel:

Aldol-reakció: ld. később (69.oldal)

Kormos Attila, BME

64

Szerves kémia I.


Grignard-reakció széndioxiddal:

Knoevenagel-reakció: ld. később (75. oldal)

,-telítetlen oxovegyületek, addíciós reakciói:

karbonsavak

és

karbonsavszármazékok

Direkt AdN: Reakció lítium-alumínium-hidriddel:

Reakció metil-lítiummal:

Kormos Attila, BME

65

Szerves kémia I.


Konjugált AdN: Reakció rézvegyülettel:

Reakció tioláttal:

Cannizzaro-rakció:

Kormos Attila, BME

66

Szerves kémia I.


Inverz reakciókészség: Tioketál segítségével:

Benzoin előállítása:

Kormos Attila, BME

67

Szerves kémia I.


12. Oxo–enol tautoméria, karbonsavak (első rész) Oxo–enol tautoméria: Savas körülmények között:

Bázikus körülmények között:

Oxovegyület reakciója brómmal: Savas körülmények között:

Kormos Attila, BME

68

Szerves kémia I.


Bázikus körülmények között:

Aldol-reakció:

Kormos Attila, BME

69

Szerves kémia I.


Claisen-reakció: Vegyes Claisen-reakció (észter és keton):

Kormos Attila, BME

70

Szerves kémia I.


Csak észterek között:

Kormos Attila, BME

71

Szerves kémia I.


Dietil-karbonát és észter reakciója:

Kormos Attila, BME

72

Szerves kémia I.


Dieckmann-reakció (belső Claisen):

Kormos Attila, BME

73

Szerves kémia I.


Dietil-malonát előállítása:

Kormos Attila, BME

74

Szerves kémia I.


Knoevenagel-reakció:

További reakciók dioxovegyületek előállítására: Acetilén és permanganát reakciója (53. oldal) Ketonok oxidációja szelén-dioxiddal (54.oldal) Diolok Jones-oxidációja (53. oldal)

Kormos Attila, BME

75

Szerves kémia I.


13. Karbonsavak (második rész) és karbonsavszármazékok Karbonsavak előállítása: Korábban szerepelt: Savas hidrolízis: AAc2 (36. oldal) AAl1 (37. oldal) Lúgos hidrolízis (BAc2):

Grignard-reakció (ld. 65. oldal is):

Kormos Attila, BME

76

Szerves kémia I.


Nitril hidrolízise savas körülmények között:

Kormos Attila, BME

77

Szerves kémia I.


Nitril hidrolízise lúgos körülmények között:

Karbonsav reakciója butil-lítiummal:

Kormos Attila, BME

78

Szerves kémia I.


Karbonsavak reakciói: Észterképzés: Korábban szerepelt: AAc2 (36. oldal) AAl1 (37. oldal) AAc1:

Kormos Attila, BME

79

Szerves kémia I.


Átészterezés (BAc2):

Dikarbonsavak reakciói melegítésre: Oxálsav:

Malonsav:

Borostyánkősav (n = 1), glutársav (n = 2):

Kormos Attila, BME

80

Szerves kémia I.


Adipinsav (n = 1), pimelinsav (n = 2) (vö. Dieckmann-kondenzáció):

Ketén előállítása:

Kormos Attila, BME

81

Szerves kémia I.


Savazid előállítása hidrazidon keresztül:

Imidsav-észter előállítása:

Kormos Attila, BME

82

MECHANIZMUSGYŰJTEMÉNY a Szerves kémia I. előadáshoz

Recommend Documents