Αντιδράσεις προσθήκης στο καρβονύλιο των αλδεϋδών και κετονών.

Στις αλδεΰδες και κετόνες, ο διπλός άνθρακα με οξυγόνο (>C=O) είναι ισχυρά

πολωμένος. Εξαιτίας αυτού οι καρβονυλικές ενώσεις δίνουν εύκολα αντιδράσεις

προσθήκης με ενώσεις του τύπου ΗΑ.

OHCΑΗΟCδδδδ

|

A

Η σειρά δραστικότητας των καρβονυλικών ενώσεων στις αντιδράσεις προσθήκης είναι:

Το R- είναι αλκύλιο (CνΗ2ν+1-) και το Ph- είναι φαινύλιο (C6H5-).

Δημήτρης Παπαδόπουλος, χημικός ΓΕΛ Καρέα, 2016

Αντιδράσεις προσθήκης στο καρβονύλιο των αλδεϋδών και κετονών.

1) Προσθήκη υδρογόνου (Η2) προς σχηματισμό αλκοολών.

Οι αλδεΰδες με προσθήκη Η2 μετατρέπονται σε πρωτοταγείς αλκοόλες.

Οι κετόνες με προσθήκη Η2 μετατρέπονται σε δευτεροταγείς αλκοόλες.

CνΗ2νΟ + Η2 → CvH2ν+1ΟΗ

αλδεΰδη ή αλκοόλη

κετόνη

Παραδείγματα:

CH3CH2CH=O + H2 → CH3CH2CH2OH

προπανάλη 1-προπανόλη

CH3CCH3 + H2 → CH3CΗCΗ3

|| |

Ο ΟΗ

προπανόνη 2-προπανόλη

Αντιδράσεις προσθήκης στο καρβονύλιο των αλδεϋδών και κετονών.

2) Προσθήκη υδροκυανίου (HCN) προς σχηματισμό κυανιδρινών.

Με προσθήκη υδροκυανίου (HCN) στις καρβονυλικές ενώσεις σχηματίζονται α-

υδροξυνιτρίλια ή κυανιδρίνες.

H H

| |

R1 – C = O + HCN → R1 – C – CN

|

OH

αλδεΰδη κυανιδρίνη

R2 R2

| |

R1 – C = O + HCN → R1 – C – CN

|

OH

κετόνη κυανιδρίνη

Αντιδράσεις προσθήκης στο καρβονύλιο των αλδεϋδών και κετονών.

2) Προσθήκη υδροκυανίου (HCN) προς σχηματισμό κυανιδρινών.

Η υδρόλυση των κυανυδρινών οδηγεί στη σύνθεση α-υδροξυοξέων ή 2-

υδροξυοξέων.

H H

| |

R1 – C – CN + 2 Η2Ο → R1 – C – COOH + NH3

| |

OH OH

κυανιδρίνη α-υδροξυοξύ

R2 R2

| |

R1 – C – CN + 2 Η2Ο → R1 – C – COOH + NH3

| |

OH OH

κυανιδρίνη α-υδροξυοξύ

Αντιδράσεις προσθήκης στο καρβονύλιο των αλδεϋδών και κετονών.

Παράδειγμα:

2) Προσθήκη υδροκυανίου (HCN) προς σχηματισμό κυανιδρινών.

H H

| |

CH3CH2 – C = O + HCN → CH3CH2 – C – CN

|

OH

προπανάλη α-υδροξυ-βουτανονιτρίλιο

H H

| |

CH3CH2 – C – CN + 2 Η2Ο → CH3CH2 – C – COOH + NH3

| |

OH OH

α-υδροξυ-βουτανονιτρίλιο α-υδροξυ βουτανικό οξύ ή

2-υδροξυ βουτανικό οξύ

Αντιδράσεις προσθήκης στο καρβονύλιο των αλδεϋδών και κετονών.

3) Προσθήκη αντιδραστηρίου Grignard και στη συνέχεια υδρόλυση προς

σχηματισμό αλκοολών.

Αρχικά γίνεται προσθήκη του αντιδραστηρίου Grignard στο καρβονύλιο (>C=O)

σύμφωνα με το σχήμα:

OMgXCMgXRΟCδδδδ

|

R

Το προϊόν της προσθήκης στη συνέχεια υδρολύεται και παράγεται αλκοόλη:

| |

- C – OMgX + H2O → C – OH + Mg(OH)X

| |

R R

Η μοναδική αλκοόλη η οποία δεν μπορεί να παρασκευαστεί μέσω

αντιδραστηρίων Grignard είναι η μεθανόλη (CH3OH).

Αντιδράσεις προσθήκης στο καρβονύλιο των αλδεϋδών και κετονών.

Ανάλογα με το είδος της καρβονυλικής ένωσης που χρησιμοποιούμε

σχηματίζονται πρωτοταγείς, δευτεροταγείς ή τριτοταγείς αλκοόλες.

Από μεθανάλη (HCH=O) και αντιδραστήριο Grignard σχηματίζονται

πρωτοταγείς αλκοόλες.

OMgXCΗMgXRΟCΗδδδδ

|

R

R - CH2 – OMgX + H2O → R – CH2 – OH + Mg(OH)X

πρωτοταγής αλκοόλη

Παράδειγμα:

HCH=O + CH3MgCl → CH3CH2OMgCl

CH3CH2OMgCl + H2O → CH3CH2OH + Mg(OH)Cl

αιθανόλη

Αντιδράσεις προσθήκης στο καρβονύλιο των αλδεϋδών και κετονών.

Από αλδεΰδες εκτός της μεθανάλης και αντιδραστήρια Grignard σχηματίζονται

δευτεροταγείς αλκοόλες.

OMgXCΗRMgXRΟCΗR2

δδ

1

δδ

2

|

R1

R2 - CH – OMgX + H2O → R2 – CH – OH + Mg(OH)X

| |

R1 R1

δευτεροταγής αλκοόλη

Παράδειγμα:

CH3CH=O + CH3CH2MgCl → CH3CHCH2CH3

|

OMgCl

CH3CHCH2CH3 + H2O → CH3CHCH2CH3 + Mg(OH)Cl

| |

OMgCl OH

2-βουτανόλη

Αντιδράσεις προσθήκης στο καρβονύλιο των αλδεϋδών και κετονών.

Από κετόνες και αντιδραστήρια Grignard σχηματίζονται τριτοταγείς αλκοόλες.

R1 R1

| |

R2 - C=O + R3MgCl → R2 - C – R3

|

OMgCl

R1 R1

| |

R2 - C – R3 + H2O → R2 – C – R3 + Mg(OH)Cl

| |

OMgCl OH

τριτοταγής αλκοόλη

Παράδειγμα:

CH3 CH3 CH3 | | |

CH3 - C=O + CH3CH2MgCl → CH3 - C – CH2CH3 CH3 – C – CH2CH3 + Mg(OH)Cl

| |

OMgCl OH

2-μεθυλο-2-βουτανόλη

OH2

Παρασκευή αντιδραστηρίων Grignard.

Τα αντιδραστήρια Grignard παρασκευάζονται κατά την επίδραση Mg σε

αλκυλαλογονίδια (RX) σε απόλυτο αιθέρα.

R – X + Mg R – MgX, ( όπου Χ: Cl, Br ή Ι ) αιθέραςαπόλυτος

Ο αιθέρας πρέπει να είναι απόλυτος, γιατί η παραμικρή ποσότητα νερού αντιδρά

με το RMgX και δίνει αλκάνιο, οπότε καταστρέφεται το αντιδραστήριο Grignard.

R – MgX + H2O → RH + Mg(OH)X

αντδραστήριο αλκάνιο υδροξυ-μαγνήσιο-

Grignard αλογονίδιο

Τα αντιδραστήρια Grignard ονομάζονται με βάση την ονομασία των αλκυλίων και

την κατάληξη –μαγνήσιο αλογονίδιο.

π.χ. CH3MgCl: μεθυλομαγνησιοχλωρίδιο.

Αλκύλια και ονομασία οργανικών ενώσεων.

Παρακάτω δίνονται τα αλκύλια με μέχρι 4 άτομα άνθρακα και η ονομασία των

αλκοολών με βάση τα αλκύλια:

Αλκύλια Αλκοόλες Ονομασία αλκοολών

CΗ3 -: μεθύλιο CH3OH Μεθανόλη ή μεθυλική αλκοόλη.

CH3CΗ2 - : αιθύλιο CH3CH2OH Αιθανόλη ή αιθυλική αλκοόλη.

CH3CH2CH2 -: προπύλιο CH3CH2CH2OH 1-προπανόλη ή

προπυλική αλκοόλη.

CH3CHCH3 : ισοπροπύλιο

|

CH3CHCH3

|

ΟΗ

2-προπανόλη ή

ισοπροπυλική αλκοόλη.

CH3CH2CH2CH2 -: βουτύλιο CH3CH2CH2CH2OH 1-βουτανόλη ή

βουτυλική αλκοόλη.

CH3CH2CHCH3

|

δευτεροταγές βουτύλιο

CH3CH2CHCH3

|

ΟΗ

2-βουτανόλη ή δευτεροταγής

βουτυλική αλκοόλη

CH3CHCH2 -

|

CH3

ισοβουτύλιο

CH3CHCH2ΟΗ

|

CH3

μεθυλο 1-προπανόλη ή

ισοβουτυλική αλκοόλη

CH3

|

CH3CCH3

|

τριτοταγές βουτύλιο

CH3

|

CH3CCH3

|

ΟΗ

μεθυλο 2-προπανόλη ή

τριτοταγής βουτυλική

αλκοόλη

Αλκύλια και ονομασία οργανικών ενώσεων.

Αλκύλια Αλκοόλες Ονομασία αλκοολών

Αντιδράσεις προσθήκης στα νιτρίλια.

Νιτρίλια (RCN) ονομάζονται οι οργανικές ενώσεις οι οποίες περιέχουν την

κυανομάδα (-C≡N).

Τα νιτρίλια της μορφής RCN ονομάζονται με βάση το συνολικό αριθμό των

ατόμων άνθρακα και την κατάληξη «–νιτρίλιο».

Παράδειγμα: CH3CN: αιθανονιτρίλιο.

Οι κυριότερες αντιδράσεις προσθήκης στα νιτρίλια είναι οι ακόλουθες:

1) Προσθήκη υδρογόνου (Η2) στα νιτρίλια και σχηματισμός πρωτοταγών

αμινών.

Η αντίδραση αυτή χαρακτηρίζεται και ως αντίδραση αναγωγής του νιτριλίου.

RC≡N + 2 H2 → RCH2NH2

Παράδειγμα:

CH3C≡N + 2 H2 → CH3CH2NH2

αιθανονιτρίλιο αιθυλαμίνη

Αντιδράσεις προσθήκης στα νιτρίλια.

2) Προσθήκη νερού (Η2Ο) στα νιτρίλια (υδρόλυση).

Η αντίδραση γίνεται παρουσία οξέος ως καταλύτη και σχηματίζονται καρβοξυλικά

οξέα.

RC≡N + 2 H2O RCOOH + NH3 1H

Παράδειγμα:

CH3CN + 2 H2O CH3COOH + NH3

αιθανονιτρίλιο αιθανικό οξύ

1H

Ασκήσεις πάνω στις αντιδράσεις προσθήκης στις

καρβονυλικές ενώσεις και στα νιτρίλια.

1.Ερωτήσεις σωστού / λάθους, επιλογής της σωστής απάντησης.

2.Συμπλήρωση αντιδράσεων.

3.Εύρεση των συντακτικών τύπων των χημικών ενώσεων που συμβολίζονται με

γράμματα και συμμετέχουν σε σειρά χημικών αντιδράσεων.

4.Γραφή των χημικών εξισώσεων παρασκευής αλκοολών με χρήση

αντιδραστηρίων Grignard.

5.Γραφή των χημικών εξισώσεων παρασκευής χημικών ενώσεων με χρήση

συγκεκριμένων οργανικών ενώσεων ως αντιδρώντα.

6.Ασκήσεις με στοιχειομετρικούς υπολογισμούς.