OH – groep = hydroxylgroep

Presentatie over: "OH – groep = hydroxylgroep"— Transcript van de presentatie:

1 OH – groep = hydroxylgroep
Primair alcohol Secundair alcohol Tertiair alcohol Alcoholen Bereiding Eigenschappen uit alkeen door additie van H2O door hydrolyse van halogeenalkaan door reductie van alkanal en alkanon door reactie van alkanal en alkanon met Grignard reagens, gevolgd door hydrolyse door reactie van primair amine met HNO2 door alcoholische gisting van glucose OH – groep = hydroxylgroep reactie met anorganische zuur reactie met organische zuur tot ester ( = evenwichtsreactie) oxidatie tot alkanal / alakanon / carbonzuur reactie met metaal tot alcoholaat ontwatering bij lage temp en overmaat alcohol ter vorming van ether reactie met zuuramide tot ester ( = evenwichtsreactie) reactie met zuurchloride tot ester

2 Ethers Bereiding Eigenschappen Aminen Bereiding Eigenschappen
Symmetrisch ether Asymmetrisch ether Ethers Bereiding Eigenschappen door ontwatering van alcoholen bij lage temp en overmaat alcohol door reactie van halogeenalkaan en alcoholaat (= Williamsonsynthese) vooral als oplosmiddel en extractiemiddel (weinig polair) weinig reactief brandbaar / explosief (worden omgezet to peroxiden, zelfs in de fles, die zeer explosief zijn) Aminen Primair / secundair en tertiair amine Bereiding Eigenschappen door reactie van halogeenalkaan met NH3 door reactie van zuuramide met NaClO (= Hofmanse afbraak) reactie van primair amine met HNO2 tot alcohol Brönsted base vorming van quaternaire ammoniumzouten

3 Aldehyden en ketonen Eigenschappen Bereiding Carbonzuren Bereiding
O R’ = H -> aldehyde R – C R’ R’ = C-keten -> keton Eigenschappen Bereiding reactie met Grignard reagens tot alcohol reductie tot alcohol door oxidatie van alcohol door reductie van carbonzuur Carbonzuren Bereiding Eigenschappen door oxidatie van primair alcohol of alkanal door reactie van Grignard reagens + CO2, gevolgd door hydrolyse door reactie van zuurchloride met H2O door reactie van zuuramide met HNO2 zwakke zuren pKa > 2 reactie met alcohol tot ester reactie met anorganische hydroxiden tot organische zouten reductie tot alkanal / alcohol reactie met PCl3 / PCl5 of SOCl2 tot zuurchloride reactie met NH3 tot zuuramide

4 Esters Bereiding Eigenschappen Zuurchloriden Bereiding Eigenschappen
door reactie van carbonzuur met alcohol door reactie van zuurchloride met alcohol door reactie van zuuramide met alcohol reactie met H2O tot carbonzuur en alcohol reactie met NH3 tot zuuramide en alcohol reactie met anorganische base tot zout en alcohol Zuurchloriden Bereiding Eigenschappen door reactie van carbonzuur met PCl3 / PCl5 / SOCl2 reactie met H2O tot carbonzuur en HCl reactie met NH3 tot zuuramide en HCl reactie met alcohol tot ester

5 Zuuramiden Eigenschappen Bereiding
reactie met NaClO tot amine, CO2 en NaCl (Hofmanse afbraak) reactie met HNO2 tot carbonzuur, N2 en H2O reactie met alcohol tot ester en NH3 door reactie van zuurchloride met NH3 door reactie van ester met NH3 door reactie van een carbonzuur met NH3

6 Organische synthese Aardolie aardgas carbonzuur ether zuurchloride
Alkaan Alkeen Alkyn Aromatische KWS amide amine halogeenalkaan ester carbonzuur polymeer Aldehyde / keton alcohol ether suiker Organische synthese

7

8 A. Verbranding B. Halogenering CH4 + 2 O2  CO2 + 2 H2O
Vooral alkanen zijn brandbaar CH O2  CO H2O 2 CH O2  2 CO H2O weinig reactief (paraffinen) , sterke covalente bindingen, apolair door gefractioneerde destillatie gewonnen uit aardolie enkel reactie met O2 en dihalogenen B. Halogenering Licht Algemeen: CnH2n+2 + X2  CnH2n+1X + HX licht CH4 + Cl2  CH3Cl + HCl

9 U.V. 1. Initiatie homolytische splitsing 2. Propagatie kettingreactie
Door belichting (UV) ontstaan er chloorradicalen die zeer reactief zijn Het aantal radicalen neemt toe = typisch voor initiatie 2. Propagatie kettingreactie Het gevormde chloorradicaal reageert met een methaanmolecule Het aantal radicalen blijft gelijk = typisch voor propagatie

10 3. Terminatie kettingreactie
Op analoge manier kunnen CHCl3 en CCl4 ontstaan 3. Terminatie kettingreactie Radicalen reageren met elkaar. Het aantal radicalen neemt af = typisch voor terminatie

11 C. Kraking D. Eliminatie a) Ontwatering van alcoholen Algemeen: H2SO4
Bij pyrolyse van alkanen wordt de C – C binding verbroken Er ontstaan alkylradicalen, die opnieuw kunnen combineren tot alkanen of alkenen Thermische kraking / katalytische kraking D. Eliminatie = Reactie waarbij door onttrekking van 2 atomen of atoomgroepen aan het substraat, een meervoudige binding ontstaat. a) Ontwatering van alcoholen Algemeen: H2SO4 alcohol alkeen + H2O hoge temp H2SO4/170°C CH3 – CH2 –OH   CH2 = CH2 + H2O

12 E. Additie b) halogeenzuureliminatie a) Additie van halogenen
Algemeen: hoge T/KOH halogeenalkaan alkeen + HX hoge T/KOH CH3 – CH2 – CHCl – CH  CH3 – CH = CH – CH3 + HCl CH3 – CH2 – CH = CH2 E. Additie = Reactie waarbij een -bindingwordt verbroken en 2 atomen of atoomgroepen worden gebonden. a) Additie van halogenen Algemeen: alkeen + X halogeenalkaan CH2 = CH2 + Br2  CH2Br – CH2Br Elektrofiele additie

13 b) Additie van zuren c) Additie van H2 d) Additie van H2O
Algemeen: alkeen + HX halogeenalkaan CH3 – CH = CH2 + HBr  CH3 – CHBr – CH2 Elektrofiele additie ! Regel van Markovnikov! c) Additie van H2 Algemeen: alkeen + H alkaan Kat. Pt CH3 – CH2 – CH = CH2 + H  CH3 – CH2 – CH2 – CH3 d) Additie van H2O Algemeen: alkeen + H2O   alkanol CH2 = CH2 + H2O  CH3 – CH2OH

14 zeer belangrijk voor organische synthese
Grignard reagentia zeer belangrijk voor organische synthese gemaakt door halogeenalkanen in droge etherige oplossing (er mag geen spoortje water aanwezig zijn, want dit kan met het magnesiumpoeder en met het gevormde product reageren!) te laten reageren met magnesium. algemeen: R – X + Mg ether R – Mg – X voorbeeld: CH3 – X + Mg ether CH3 – Mg – X Broom- en joodalkanen zijn het best geschikt Deze synthese werd voor het eerst uitgevoerd door Victor Grignard, vandaar de naam. Grignardreagentia zijn dus reagentia waarin een koolstofatoom tamelijk sterk negatief geladen is en daarom zo belangrijk voor organische reacties

15 F. Substitutie a) Vorming van alcoholen door hydrolyse van halogeenalkanen Algemeen: halogeenalkaan + H2O alcohol + HX Nucleofiele substitutie CH3 – CH2 – Cl + H2O  CH3 – CH2 –OH + HCl b) Vorming van esters Algemeen: 1. Alcohol + anorganisch zuur  zout + H2O H+ 2. Alcohol + organisch zuur  ester + H2O CH3 OH + HBr  CH3Br H2O CH3 OH + HOSO3H  CH3OSO3H + H2O CH3COOH + C2H5OH  CH3COOC2H5 + H2O

16 c) Vorming van aminen Algemeen: halogeenalkaan + NH3 amine + HX
Nucleofiele substitutie CH3 –Br + NH3  CH3 – NH2 + HBr primair amine CH3 –Br + CH3 – NH2  CH3 – NH – CH3 + HBr secundair amine CH3 CH3 –Br + CH3 – NH – CH3  CH3 - N - CH3 + HBr tertiair amine Opmerking: amine = base (Brönsted) CH3 – NH2 + H2O  CH3 – NH OH-

17 G. Degradatie Hofmannse afbraak
Algemeen: amide + NaClO amine + CO2 + NaCl O CH3 – C NaClO  CH3 – NH2 + CO2 + NaCl NH2 Opmerking: Bij organische synthese: Om de C-keten te verkorten: Hofmannse afbraak Om de C-keten te verlengen: Grignard reagentia

18 Opmerking: nog enkele belangrijke reacties H2SO4 / T>150°C 1
Opmerking: nog enkele belangrijke reacties H2SO4 / T>150°C 1. Alcohol  alkeen + H2O H2SO4 / T<150°C/ overmaat alcohol Alcohol  ether + H2O Vb. 2 CH3–CH2–OH  CH3-CH2-O-CH2-CH3 + H2O 2. Williamsonsynthese: Na-alcoholaat + halogeenalkaan  ether + NaCl Vb. CH3-ONa + CH3-CH2-Cl  CH3-O-CH2-CH3 + NaCl 3. Amine + HNO2  alcohol + N2 + H2O Vb. CH3-NH2 + HNO2  CH3-OH + N2 + H2O

19 H. Reacties met aromatische verbindingen: elektrofiele substitutie
a) Herhaling: benzeen Kékulé (1865)  elektronen zijn verdeeld over alle bindingen: mesomerie of resonantie  stabiliteit  enkel elektrofiele substituties op benzeenring Voorstelling:

20 De benzeenring komt voor in zeer veel gebruiksstoffen.
C6H6 Kan kanker veroorzaken Licht ontvlambaar Giftig: gevaar voor ernstige schade aan de gezondheid bij langdurige blootstelling door inademing, aanraking met de huid of opname langs de mond Blootstelling vermijden - aanwijzingen raadplegen voor gebruik Bij ongeval of indien men zich onwel voelt onmiddellijk een arts raadplegen (etiket tonen) De benzeenring komt voor in zeer veel gebruiksstoffen. DDT Benzoëzuur (bewaarmiddel) Aspirine Aspartaam (zoetstof)

21 b) Isomerie bij benzeenderivaten
 disubstitutieproducten 1,2-dimethylbenzeen o-xyleen ORTHO 1,3-dimethylbenzeen m-xyleen META 1,4-dimethylbenzeen p-xyleen PARA  trisubstitutieproducten 1,2,3-trinitrobenzeen 1,2,4-trinitrobenzeen 1,3,5-trinitrobenzeen

22  aromatische verbindingen als substituent
C O difenylether difenylketon  oriënterende kracht van de substituenten 1. Elektrondonors: OH-, O-, NH2, halogenen Aminobenzeen (aniline) Elektrondonors als substituent zijn ortho- para-richtend

23 c) Voorbeelden van elektrofiele substitutiereacties
1. Elektronacceptors: NO2, NH3+, CN, COOH nitrobenzeen Elektronacceptors zijn meta-richtend c) Voorbeelden van elektrofiele substitutiereacties FeBr3 + Br2  Halogenering Friedel-Craftreactie Nitrering + HBr H2SO4 + HNO3 