1. Šta nastaje homolitičkim i heterolitičkim cijepanjem kovalentne veze? Napisati primjere!- Sve organske reakcije uključuju stvaranje i cijepanje kovalentnih veza. Cijepanje kovalentne

veze odvija se na dva osnovna načina: heterolitički i homolitički.- Heterolitičkim cijepanjem (grč. hetero – različit) veza se cijepa tako da jedan fragment

zadrži elektronski par, ostavljajući preostali fragment sa praznom orbitalom.

(njome nastaju joni)- Kod homolitičkog cijepanja (grč. homo – isti) ssvaki fragment dobija po jedan elektron iz

zajedničkog elektronskog para i na taj način nastaju radikali.

2. Napisati 3 metode za dobijanje alkana.- Iz nafte i zemnog gasa;

Sirova nafta – prirodni gas benzin kerozin dizel goriva maziva ulja asfalt

- iz alkilhalogenida sa Na (Wurtz-ova metoda);

- iz alkilhalogenida preko Grinjar-ovog reagensa;

- pirolitička metoda-dekarboksilacijom karbonskih kiselina;

- Kolbe-ova sinteza-elektrolizom vodenog rastvora soli karbonske kiseline;

R-X + 2Na + X-R R-R + 2NaXalkilhalogenid alkan

CH3COONa + NaOH CH4 + Na2CO3> t

Na-acetat metan

- hidrogenacijom alkena;

- kreking postupkom (piroliza) - cijepanjem alkana na alkane sa kraćim lancem;

3. Reakcije alkana.- oksidacija (u prisustvu kiseonika sagorijevaju do CO2 i H2O):

- halogenovanje (pod uticajem svjetla ili zagrijavanjem na povišenoj temp.,ovo je lančana reakcija radikalskog tipa)

4. Nacrtati strukturu cis i trans – 1,2 dimetilcikloheksana.- Zbog nemogućnosti rotacije oko jednostruke

veze disupstituisani cikloalkani javljaju se kao cis- i trans-izomeri:

5. Dobijanje alkena.

RCH=CHRH2, kat.

RCH2CH2R

alken alkan

C8H18~500oC

2 C4H9 C4H8 + C4H10butanbutenoktan

CH4 + O2 CO2 + H2O + toplota (212,8 kcal/mol)

- Dehidratacijom alkohola u kiselom mediju (H2SO4 ili H3PO4) ili uz jako dehidrataciono sredstvo (Al2O3 na 350-400°C, industrijsko dobijanje);

- dobijanje alkena eliminacijom iz alkilhalogenida i vicinalnih dihalogenida;

6. Objasniti geometrijsku izomeriju kod alkena I nacrtati primjer!- rotacija jednog C-atoma za 90° bi onemogućila preklapanje orbitala i formiranje veze;

- rezultat ograničene rotacije oko dvostruke veze su cis- i trans izomeri (geometrijski izomeri) .

- Uslov za postojanje geometrijskih izomera prisustvo različitih supstituenata na C-atomima dvostruke veze

7. Napisati tri reakcije alkena.

- najvažnije reakcije alkena su adicije na = vezu

- adicija halogena ;

- adicija vodonika(hidrogenacija);

- adicija halogenovodonika;

8. Objasniti Markovnikov-ljevo pravilo pravilo na primjeru adicije HX na propen.- Kod adicije HX na asimetričan alken H se

adira na C-atom dvostruke veze koji je bogatijivodonikom, a halogen na C-atom siromašniji vodonikom. Mehanizam ove adicije je jonski:

9. Šta se dobije oksidacijom alkena tipa RCH=CHR, RCH=CH₂ i R₂C=CR₂?

- Energičnom oksidacijom uz zagrijavanje u jače kiseloj ili baznoj sredini, dolazi do cijepanja dvostruke veze alkena:

10. Napisati tri primjera reakcija ozonolize alkena.

11. Dobijanje alkina.- Iz vicinalnih dihalogenida ili iz geminalnih dihalogenida djelovanjem jake baze (alkoholni

KOH, NaNH2) .

RCH=CH2 RCOOH + CO2 + H2O

R

R R

RC=C

RCH=CHR 2 RCOOH

R

RO=C

R

RC=O +

RCH=CHRO3

RCH

O O

CRH

+

R

R R

RC=C

R

RO=C

R

RC=O +

O3

RCH=CH2 RCH

O O

CHH

+O3

- iz acetilena – produženjem lanca:

12. Napisati primjere adicije H₂, HX i X₂ na alkine.- adicija H2 - uz Pt kao katalizator ide do alkana

do alkena: sa metalnim Na u teč. NH3 dobije se trans- proizvod a sa Lindlarovim katalizatorom proizvod je cis-

- adicija HX i halogena X2;

13. Reppeove reakcije i dobijanje acetilida.- adicija HCN

- adicija vode;

- dobijanje acetilida; - sa metalima mogu da grade soli acetilide - reakciju daju samo TERMINALNI alkini

14. Hikelovo pravilo aromatičnosti. Navesti 2 primjera za primjenu Hikelovog pravila izračunavanjem broja π elektrona.

- Hikel utvrdio da ciklična planarna jedinjenja sa konjugovanim dvostrukim vezama koja imaju (4n +2) π-elektrona, gdje je n cijeli broj imaju aromatični karakter.

- Benzen ispunjava uslov aromatičnosti sa (4∙1+2)=6 π-elektrona - Primjena Hikelovog pravila:

acetilen vinil-alkohol acetaldehid

- Kondenzovani ugljovodonik naftalen ispunjava uslov aromatičnosti: naftalen: 4 2+2=∙ 10 π-elektrona (n=2)

15. Pojam elektrofilne aromatične supstitucije. Napisati primjer reakcije nitrovanja, sulfovanja I halogenovanja.

- π-elektroni benzena delokalizovani u 6p-orbitala iznad i ispod ravni prstena, čine benzen bogatim elektronima i stoga pogodnim za reakciju sa elektrofilima

- U reakciji sa elektrofilima dolazi do supstitucije H-atoma benzena elektrofilne aromatične supstitucije SULFOVANJE

HALOGENOVANJE

NITR OV ANJE

16. Šta su aktivirajući I dezaktivirajući supstituenti? Navesti 3 primjera za jedne I druge.- Kod disupstituisanih benzena moguća su tri

izomerna proizvoda: orto (o), meta (m) i para (p):

- Supstituenti koji povećavaju reaktivnost benzenovog prstena nazivaju se aktivirajući, a supstituenti koji ga čine manje reaktivnim dezaktivirajući .

17. Orijentacija I sinteza – primjer dobijanja o- I p- hlornitrobenzena.- Zavisno od toga koji proizvod se želi dobiti, primjeniće se različit tok hemijskih reakcija:

18. Napisati 3 metode za dobijanje arena!- Fridl-Krafts-ovo alkilovanje:

- Wurc-Fitig-ova reakcija:

- Klemensen-ova redukcija:

R-X + 2Na + Ar-X Ar-R + 2NaXaren

C R

O

Zn(Hg), 100 Co

HCl CH2 R

- iz nezasićenih arena dobiju se zasićeni :

19. Napisati 3 reakcije arena!- Halogenovanje

- redukcija toluena:

- oksidacija bočnog niza uvijek daje benzoevu kiselinu:

- elektrofilne aromatične supstitucije arena

CH3

toluen

CH3

H2,kat.

metilcikloheksan

CH CH RCH2CH2H2,kat.

R

20. Nacrtati strukturu 1-naftol, antracetata i 9,10 antrahinona!

21. Dobijanje naftola.- Važni derivati naftalena su naftoli. Dobijaju se iz α- i β-naftalensulfonske kiseline:

22. Dobijanje azo-boja.- Iz naftola se dobijaju azo-boje:

u tekstilnoj, prehrambenoj, kozmetičkoj i dr. Industrijama

23. Dobijanje alkil-halogenida.- iz alkohola supstitucijom –OH grupe halogenom

Reagensi: PCl5, PCl3, (PX5, PX3), SOCl2, halogenovodonične kiseline (HCl, HBr, HJ). R-OH + PCl5 → R-Cl + POCl3 + HCl R-OH + SOCl2 → R-Cl + SO2 + HCl

24. Napisati primjer 3 reakcije alkil-halogenida!- Wurc-ova reakcija za dobijanje alkana

2RX + 2Na ® R-R + 2NaX- dobijanje Grinjar-ovog reagensa sa Mg u eteru

RX + Mg → RMgX- dobijanje alkena i alkina (reakcije eliminacije)

25. Napisati primjer Sn-1 i Sn-2 reakcije alkil-halogenida! Koji faktori utiču na mehanizam ovih reakcija?SN-1 supstitucijaPrimjer: Hidroliza terc-butil-hlorida

- brzina zavisi samo o koncentraciji RX pa je opisujemo kao monomolekulsku nukleofilnu supstituciju.

SN-2 supstitucijaPrimjer: reakcija metil-hlorida sa NaOH pri čemu nastaje metanol, a hlor se izdvaja kao odlazećagrupa.

- brzina reakcije ovisi o konc. oba reaktanta (alkil-halogenida RX i nukleofila) i zato ovu reakciju nazivamo bimolekulska nukleofilna supstitucija.

- Mehanizam nukleofilne supstitucije zavisi od: struktura supstrata, koncentracija i reaktivnost nukleofila, priroda odlazeće grupe, polarnosti rastvarača.

26. Dobijanje aril-halogenida.- halogenovanjem aromatičnih jedinjenja (Fridl-Kraftsovo halogenovanje) ili

halogenovanje bočnog lanca alkil-benzena .

- direktno uvođenje hlormetilenske grupe :

- indirektno dobijanje preko dijazonijum-soli:

27. Reakcije aril-halogenida.- elektrofilne aromatične supstitucije(halogen pripada dezaktivirajućim, orto-, para-

usmjeravajućim sustituentima.

+ Br2Br

brombenzen

FeBr3

CH3Cl2,h

CH2ClCl2,h

CHCl2Cl2,h

CCl3

toluen benzil-hlorid dihlormetil-benzen trihlormetil-benzen

+ HCOH + HClZnCl2 CH2Cl

formaldehidbenzil-hlorid

C6H5N N +Cl_ CuCl, HCl

C6H5Cl + N2

benzendiazonijum-hlorid hlorbenzen

- Aril-halogenidi tipa Ar-X podliježu nukleofilnoj supstituciji pod određenim uslovima.Supstitucija halogena direktno vezanog za benzenski prsten moguća je jedino kada se u o- ili p- položaju u odnosu na halogen nalaze dezaktivirajuće grupe kao npr. -NO2, -

COOH

- Aril-bromidi i jodidi reaguju lako sa Mg u eteru i daju Grinjarove reagense:

- sa Na u prisustvu R-X daju aril-alkane (arene)

28. Objasniti šta je vodonikova veza na primjeru alkohola i kako utiče na njihovu tačku ključanja?- vodonikove veze su intermolekularne privlačne sile između vodonika i nevezujućih

elektrona na elektronegativnijem atomu.- kod alkohola su to privlačne sile između H-atoma jedne OH grupe i kiseonika druge OH

grupe.- zbog vodonikovih veza etanol ima TK 78°C, dok njegov konstitucionalni izomer

dimetileter CH3-O-CH3 ima TK 25°C- TK alkohola rastu sa povećanjem MT - alkoholi do C3 dobro rastvorljivi u vodi, sa C4 i više C-atoma rastvorljivost opada

29. Napisati 3 metode za dobijanje alkohola!- Hidrolizom alkil-halogenida.

- hidratacijom alkena uz kiselinu kao katalizator.

- redukcijom karbonilnih jedinjenja uz LiAlH4 kao redukciono sredstvo.

- Grinjarove reakcije.

30. Napisati 3 reakcije alkohola!- stvaranje alkoksida sa metalima

- eliminacijom molekule vode iz dvije molekule alkohola nastaju eteri

- oksidacija alkoholaoksidansi : KMnO4, K2Cr2O7, CrO3, NaOCl, itd. 1o alkoholi oksiduju se do aldehida, 2o alkoholi do ketona, 3o se ne oksiduju

32. Dobijanje trinitroglicerina.

33. Napisati 3 metode za dobijanje fenola.- iz benzena;

- iz hlorbenzena;

- iz izopropilbenzena (kumena);

- hidrolizom iz diazonijumovih soli

34. Reakcije fenola.- sa NaOH daju soli fenolate;- acilovanje;

- bromovanjem se dobija tribrom derivat zbog jakog aktivirajućeg uticaja -OH grupe;

- nitrovanje;Sa razrjeđ. HNO3 dobiju se o- i p-nitrofenol, a nitrovanjem sa konc. HNO3 pikrinska kiselina.

35. Dobijanje etera.- iz alkohola, eliminacijom molekule vode, uz dehidrataciono sredstvo, npr. H2SO4

- Vilijamsonova sinteza etera;

36. Nacrtati strukturu formaldehida, acetaldehida i acetona.

37. Metode za dobijanje alifatičnih aldehida i ketona.38. Nacrtati strukturu benzaldehida, acetofenona i benzofenona.

39. Dobijanje aromatičnih aldehida.- oksidacijom bočnog lanca

- formilovanje benzena

- Rajmer-Timanova reakcijaformilovanje fenola

40. Dobijanje aromatičnih ketona.- ) aciliranje po Fridl-Krafts-u

- Frisovo premještanje

- iz aromatičnih nitrilaAdicijom Grinjarovog reagensa (nukleofil) na nitrile dobiju se imino-soli koje hidrolizom daju ketone:

41. Keto-enolna tautometrija karbonilnih jedinjenja, nacrtati primjer tautometrije kod acetona.- Tautomerija: sposobnost nekih jedinjenja da postoje kao smjesa

interkonvertibilnih izomera u ravnoteži- karbonilna jedinjenja pomjeranjem H sa alfa(slovo alfa) C-atoma na susjedni

kiseonik lako prelaze u odgovarajuci enol (jedinjenje sa OH- grupom i izmjenjenim polozajem dvostruke veze

42. Oksidacija aldehida Tolensovim i Felingovim reagensom.- Tolens-ov reagens : rastvor AgNO3 u višku amonijum hidroksida oksiduje RCHO

do kiseline, pri čemu se srebro redukuje od Ag+ do Ago (reakcija srebrnog ogledala)

- Feling-ov rastvor : (alkalni rastvor kuprisulfata, CuSO4). On oksiduje aldehid do kiseline dok se Cu2+ redukuje do Cu+ u kuprooksidu, Cu2O (taloži kao crveni talog).

43. Napisati primjer reakcije adicije vode i HCN na karbonilnu grupu aldehida ili ketona.- adicijom vode na aldehide i ketone dobijaju se dioli

- adicija HCN

44. Napisati primjer za Grinjarovu reakciju i redukciju karbonilne grupe.- adicija Grinjarovog reagensa

- redukcija aldehida i ketona do alkohola

- redukcija karbonilne grupe aldehida i ketona do metilenske grupe

45. Napisati primjer za reakciju aldolne kondenzacije.Aldolna kondenzacija

- Kod karbonilnih jedinjenja koja imaju α H-atome, djelovanjem baze otkida se “kiseli” H-atom i nastaje enolatni anjon koji napada drugu molekulu aldehida.

46. Napisati dva primjera za reakcije benzaldehida. Benzoinska kondenzacija -kondenzacija 2 mola benzaldehida uz katalizator KCN:

1. Pojam izomera i podjela.-IZOMERI su različita jedinjenja koja imaju istu molekulsku (empirijsku) formulu Dijele se na KONSTITUCIONALNE i STEREOIZOMERE (ovi se dijele na ENANTIOMERE i DIASTEREOIZOMERE)KONSTITUCIONALNI IZOMERI razlikuju se po načinu na koji su atomi povezani u molekuli Primjer konstitucionalnih izomera: etanol i dimetileter (ista empir. formula, različit raspored veza u molekuli, različite fizičke osobine):

STEREOIZOMERI razlikuju samo po orjentaciji atoma u prostoru. ENANTIOMERI su stereoizomeri koji se odnose kao predmet i slika u ogledalu.DIASTEREOIZOMERI se razlikuju po rasporedu u prostoru, ali se ne odnose kao predmet i slika u ogledalu.2. Definicija hiralnog centra.-Hiralni predmeti su oni čiji se lik i slika u ogledalu ne mogu preklopiti.Hiralnost bilo kojeg org. jedinjenja se može utvrditi provjerom da li ima hiralni centar, C-atom sa 4 različite grupe ili atoma:

3. Pojam i osobine enantiomera. Nacrtati par enantiomera.- ENANTIOMERI su stereoizomeri koji se odnose kao predmet i slika u ogledalu. Za enantiomere se kaže da su hiralni, tj. odnose se kao ruke (desna i lijeva ).miris limuna i narandže: (R)- i (S)- enantiomeri limonena:

Enatiomeri imaju iste fizičke i hemijske osobine a razlikuju se samo po optičkoj aktivnosti– Nepolarizovana svjetlost sastoji se od zraka koje titraju u svim pravcima – Polarizovana svjetlost sastoji se samo od onih zraka koje titraju u istoj ravni

4. Definisati specifične rotacije:-Optička aktivnost org. jedinjenja izražava se specifičnom rotacijom [α]:

Specifična rotacija: rotacija rastvora koji sadrži 1g supstance rastvorene u 1cm3 rastvarača u polarimetarskoj cijevi dužine 1dmVrijednost rotacije (+) ili dekstrorotatorna (udesno) ili (─) ili lijevorotatorna (ulijevo). Npr. za saharozu [a]= +66.5, za holesterol [a]= -31.35.Objasniti kako se određuje relativna konfiguracija i navesti primjer:-Raspored atoma karakterističan za stereoizomer naziva se konfiguracijaDo 1949. jedinjenjima se pripisivala relativna konfiguracija (D ili L) poređenjem sa optički aktivnim D-glicerinaldehidom za koji je uzeto da ima D-konfiguraciju

Relativna konfiguracija mliječne kiseline u odnosu na D-glicerinaldehid :

Tek 1951. određena je apsolutna konfiguracija D-glicerinaldehida i ustanovljeno je da je proizvoljno pripisana relativna konfiguracija bila ispravna!U Fišerovim projekcionim formulama, horizontalne veze sa hiralnim centrom su one koje su uvijek iznad ravni, a vertikalne veze ispod ravni.6.Kan-Ingold-Prelogova pravila za određivanje apsolutne konfiguracije. Nacrtati primjer.Apsolutna konfiguracija danas se određuje pomoću x-zrakaZa imenovanje stereoizomera koriste se Kan-Ingold –Prelog-ova pravila:Supstituenati vezani za stereocentar rangiraju se na osnovu atomskog broja:-Atom ili grupa sa najvećim prioritetom označava se sa brojem 1, a grupa sa najmanjim prioritetom označava se brojem 4, tj. (1 > 2 > 3 > 4 ).Npr. u Cl-,Br-, F-metanu:

Smjer od 1 do 3 koji odgovara kretanju kazaljke na satu opisuje R-konfiguraciju (rectus=desno), a obrnuti smjer opisuje S-konfiguraciju (sinster=lijevo) Primjer:

7.Stereohemija vinske kiseline.

vinska kiselinaima 2 asimetrična centra koja mogu dati enantiomere sljedeće konfiguracije: 2R,3R i 2S,3S

Sljedeća 2 izomera nisu enatiomeri jer se rotacijom za 180° prvog izomera dobije drugi

Mezo jedinjenja su ona jedinjenja koja imaju najmanje 2 stereocentra koji su ahiralni jer imaju ravan simetrije8. Nacrtati homologmi niz prvi pet alifatičnih monokarbonskih kiselina.

-alifatične imaju karboksilnu grupu vezanu za alkil-grupu

9. Nacrtati strukturu benzoeve, ftalne i salicilne kiseline.

10. Poredati po rastućoj kiselosti hlorsirćetnu, sirćetnu i propansku kiselinu i objasniti poredak.

O O OCH3CH2CQ-OH > CH3CQ-OH > Cl CH2CQ-OHpropanska sirćetna hlorsirćetna

--------------------------------------------Porast kiselosti

Hlorsirćetna je kiselija od sirćetne. Objašnjenje: induktivnim djelovanjem hlora (privlačenjem

elektrona) preko α C-atoma stabilizuje se COO-R jon i povećava kiselost. Suprotno, grupe koje guraju

elektrone, destabilizuju anjon i smanjuju kiselost npr. alkil grupe (propanska kiselina).

11. Poredati po rastućoj kiselosti benzoevu, p-nitrobenzoevu i p-metilbenzoevu kiselinu i objasniti poredak.

• supstitenti u p-položaju u odnosu na -COOH grupu, utiču na kiselost : dezaktivirajuće grupe pojačavaju kiselost, aktivirajuće grupe smanjuju kiselost

12. Industrijsko dobijanje sirćetne i mravljhe kiseline.1) mravlja kiselina se dobija uvođenjem CO u NaOH

2) sirćetna kiselina se dobija a) suvom destilacijom drveta, gdje se dobije smjesa sirćetne kiseline i metanola. Kiselina se istaloži sa Ca(OH)2, a metanol otpari destilacijom. b) Repeovom sintezom iz acetilena (adicija H2O na acetilen uz H2SO4)

c) oksidacijom etanola

d)sirće se dobija i fermentacijom (voćnog soka, vina, piva) pomoću bakterija13. Napisati tri uopštene metode za dobijanje monokarboksilnih kiselina.Uopštene metode dobijanja karbonskih kiselina 1) oksidacijom alkohola (oksidansi CrO3, KMnO4)

2) Grinjarovom reakcijom (adicijom RMgX na CO2)

3) hidrolizom nitrila (kisela ili bazna hidroliza)

14) DOBIJANJE BENZOEVE KISELINE 1)oksidacija bočnog niza arena

2)iz benzotrihlorida

3)Kanicarova reakcija (oksidoredukcija)

15)Dobijanje salicilne kiselineKolbeova sinteza salicilne kiseline

16) Sinteza aspirina

17) Dobijanje ftalne kiseline i ftalimida.• ftalna kiselina dobija se oksidacijom naftalena

• zagrijavanjem ftalne kiseline na temp.>180°C dobija se anhidrid ftalne kiseline

• anhidrid sa tečnim NH3 daje ftalimid

18)Napisati reakcije monokarbonskih kiselina sa alkoholom, NH3 i SOCl2

sa alkoholima (esterifikacija)

sa NH3, dobijanje amida

R-COOH + NH3 → R-CONH2 + H2O Amidsa PCl3, PCl5, SOCl2, dobijanje kiselinskih halogenida

R-COOH + SOCl2 → R-COCl

kiselinski halogenid

19) Napisati reakcije halogenovanja i dekarboksilacije monokarbonskih kiselinahalogenovanje (α-supstitucija) u prisustvu svjetla po radikalskom mehanizmu

dekarboksilacija na povišenoj temperaturi

20) Nacrtati strukturu dietilamina, anilina i N, N-dimetilanilina NH2 N(CH3)2

ɪ ɪ

Anilin N,N-dimetilanilin21) Napisati tri reakcije dobijanja amina: alkiliranjem, redukcijom i adicijom NH3

1. Alkiliranjem amonijaka sa R-XRX mora biti 1ᴼ ili CH3-halogenid -dobije se smjesa amina RX RX RXNH3 → RNH2 R2NH R3N

1ᴼ 2ᴼ 3ᴼ2. a) redukcijom nezasićenih azotnih jedinjenja

R-C≡N (nitril)

LiAlH4

R-CH=N-OH (oksim) ------------------ R-CH2NH2

amin OR-CZ-NH2

b) redukcijom aromatičnih nitro jedinjenja NH2 NH2

ɪ ɪ

-----H----

nitrobenzen 1. Fe, HCl ili anilin 2. Zn, NOOH

R-COOH- CO2

R-Halkan

3. adicijom NH3 na aldehide (reduktivna aminacija)

O NHR-CZ-H +NH3 ---- [R-CZ-H] ---- R-CH2-NH2

Imin amin

22) Šta je acilovanje i šta se dobija acilovanjem primarnih, sekundarnih i tercijarnih alifatičnih amina?Supstitucija H-atoma amino-grupe sa RCO- acil- grupom:1ᴼ amin R-NH2 + (CH3CO)2O R-NHOCH3 + CH3COOH

Acetan hidrid N-acetilamid2ᴼamin R2-NH + CH3COCl R2-NCOCH3

Acetil hlorid3ᴼamin se ne mogu acilirati , nemaju H-atom na azotu