Seminar organska kemija

KARBOKSILNE KISELINEKARBOKSILNE KISELINE

- nomenklaturanomenklatura

- utjecaj strukture na kiselostutjecaj strukture na kiselost

2

Organska kemijaOrganska kemija Molekularna biologijaMolekularna biologija

Nomenklatura karboksilnih kiselinaNomenklatura karboksilnih kiselina

C

O

O

C

H

H

H H

etanska kiselina

Osnova imena = korijen + –ska kiselina (karboksilna skupina ujedno i

terminalna skupina u glavnom lancu tj. počinje se brojati od nje -

uključujući i nju).

Osnova imena = korijen + - karboksilna kiselina (karboksilna skupina nije

terminalna skupina u glavnom lancu - kada je karboksilna skupina vezana

na prsten.

COHO

benzenkarboksilna kiselina

1

1

3


Ako karboksilna skupina nije glavna tada se ona označava prefiksom

karboksi-

1. Imenujte sljedeće spojeve prema IUPAC-ovoj nomenklaturi :

a)

b)

c)

NH2

COOH

O O

OH

OH

O

e)

d)

COOH

COOH

CH3

CCH2CH2CCH2COOH

O

H

O

4


5



karboksi-


a)

b)

c)

NH2

COOH

O O

OH

OH

O

e)

d)

COOH

COOH

CH3

CCH2CH2CCH2COOH

O

H

O

6


7



karboksi-


a)

b)

c)

NH2

COOH

O O

OH

OH

O

e)

d)

COOH

COOH

CH3

CCH2CH2CCH2COOH

O

H

O

8


9



karboksi-


a)

b)

c)

NH2

COOH

O O

OH

OH

O

e)

d)

COOH

COOH

CH3

CCH2CH2CCH2COOH

O

H

O

10


11



karboksi-


a)

b)

c)

NH2

COOH

O O

OH

OH

O

e)

d)

COOH

COOH

CH3

CCH2CH2CCH2COOH

O

H

O

12


Utjecaj strukture na kiselostUtjecaj strukture na kiselost

Disocijacija karboksilne kiseline u vodi:

Ka = konstanta disocijacije kiseline

13


Na kiselost karboksilnih kiselina utječe: - rezonancijski efekt

- induktivni efekt

- sterički efekt1. Rezonancijski efekt

14


2. Induktivni efekt – pomicanje elektronske gustoće kroz б vezu u molekuli

CH3C

O

OH

+ H2O CH3C

O

O

+ H3O pKa = 4.74

ClCH2C + H2O + H3O pKa = 2.86

O

OH

ClCH2C

O

O

15


16


3. Sterički efekt

CH3C

O

OH

+ H2O CH3C

O

O

+ H3O pKa = 4.74

+ H2O + H3O pKa = 5.03(CH3)3CC

O

OH

(CH3)3CC

O

O

Steričke smetnje na konjugiranoj bazi onemogućuju njenu solvataciju, pa dolazi

do smanjenja stabilnosti konjugirane baze.

STEREOKEMIJASTEREOKEMIJA

3 DIO:3 DIO:Konfiguracijski izomeriKonfiguracijski izomeri optički - (R) i (S) izomerioptički - (R) i (S) izomeri

18


KIRALNI OBJEKTI

Objekt je kiralan – ako se njegova zrcalna slika razlikuje od orginalnog objekta

19


AKIRALNI OBJEKTI

Objekt je akiralan – ako je njegova zrcalna slika identična orginalu

20


21


Molekule mogu biti kiralne ili akiralne

ENANTIOMERI – molekule koje su u zrcalnom odnosu (tj. odnose se kao

predmet i njegova zrcalna slika), a koje se uzajamno nikako ne mogu preklopiti

Kiralnost je posljedica asimetrije – odsutnost elemenata simetrije

22


kiralna molekula - enantiomeri

asimetrični ugljikov atom

(kiralni ugljikov atom)

ISPITIVANJE KIRALNOSTI MOLEKULE

nije kiralna molekula

23


1. Koji su od sljedećih spojeva kiralni? Obilježite kiralne ugljikove atome.

a)

b)

c)

d)

CH3CH2CHCH2CH3

OH

CH2 CHCHCH3

Cl

CH3CHCHCH3

OH

Cl

ClBr

f)

g)

C6H5CHCH3

OH

e) ClBr

CH3

CH3

24


Određivanje apsolutne konfiguracijeOdređivanje apsolutne konfiguracije

C

OH

CH2CH3

CH3

H

Apsolutna konfiguracija označava prostorni raspored skupina vezanih na

kiralni centar

1. Kiralni (asimetrični) ugljikov atom – vezane četiri različite funkcionalne

skupine

- na temelju atomskog broja atoma koji su neposredno vezani na kiralni C atom- dvostruka veza = dvije jednostruke, trostruka veza = tri jednostruke

2. Poredati skupine prema prioritetu na temelju Cahn-Inglod-Prelog-ovih

pravila (tzv. cip sustav)

- prioritet opada u smjeru kazaljke na satu (R konfiguracija)

- prioritet opada u smjeru obrnutom od kazaljke na satu (S konfiguracija)

1

2

3

4

3. Promatrati molekulu (C skupina najmanjeg prioriteta)

25


Prioritet supstituenata : 1>2>3>4

R (lat. rectus = desno)

S (lat. sinister = lijevo)

26


H3C

Cl

CO2HH

C2H5

CH(CH3)2

NH2H3C

a)

b)

c)

d)

F

CN

CO2N CH

HOH2C

CHO

CO2HH3C

f)

e)

OCl

H

D

CH3

HHO

g)

H3C

H

FCl

h)

HCHOH3C

2. Odredite apsolutnu konfiguraciju (R) ili (S) sljedećih spojeva:

27


3. Nacrtajte projekcijske formule sljedećih spojeva:

a) (R)-2-hidroksipropanska kiselina

b) (R)-dibrompropanal

c) (S)-3-metil-3-metoksiheks-4-en-2-on

d) (R)-3-cijanociklopentanon

e) (S)-3-etilhept-1-en-5-in

f) (R)-deuteriopropanska kiselina

DERIVATI KARBOKSILNIH DERIVATI KARBOKSILNIH

KISELINAKISELINA

- nomenklaturanomenklatura

- reakcijereakcije

29


Derivati karboksilnih kiselina

alkoholni dio

Imenuje se “alkoholni” i “kiselinski” dio

molekule. Prvi dio naziva je radikalsko ime

alkohola (metil, etil...), a drugi dio izvodi se od

imena kiseline – tako da nastavak –ska kiselina

zamjenimo sufiksom –oat. Dijelovi imena

odvajaju se crticom. (karbonilni C atom uključen

u numeraciju glavnog lanca)

kiselinski dio

A) ESTERIA) ESTERI

H3CC

OCH3

O

metil-etanoat

1

30


Kada je esterska skupina vezana na prsten (karbonilni C atom nije

uključen u numeraciju glavnog lanca)

Osnova imena = korijen + Osnova imena = korijen + - karboksilat- karboksilat

Ako esterska skupina nije glavna tada se ona označava prefiksom

alkoksikarbonil-

CO

CH3

O

1

metil-benzenkarboksilat

31



a)

b)

c)

d)

C

O

OCH2CH3

CH3CCH2C

Cl

CH3 O

OCH3

CH3CH2C

O

O

CH3CHCH2CH2C

CH3

OCHCH2CH3

O

CH3

32


33



a)

b)

c)

d)

C

O

OCH2CH3

CH3CCH2C

Cl

CH3 O

OCH3

CH3CH2C

O

O

CH3CHCH2CH2C

CH3

OCHCH2CH3

O

CH3

34


35



a)

b)

c)

d)

C

O

OCH2CH3

CH3CCH2C

Cl

CH3 O

OCH3

CH3CH2C

O

O

CH3CHCH2CH2C

CH3

OCHCH2CH3

O

CH3

36


B) AMIDIB) AMIDI

Podjela amida: primarni, sekundarni i tercijarni

sekundarni amidprimarni amid tercijarni amid

CNH2

O

H3CC

NH

O

H3CCH3 C

N

O

H3C

CH3

CH3

37


Kada je karbonilni C atom amida uključen u numeraciju glavnog lanca

N-metiletanamidetanamid N,N-dimetiletanamid

CNH2

O

H3CC

NH

O

H3CCH3 C

N

O

H3C

CH3

CH3

Osnova imena = korijen + Osnova imena = korijen + -amid-amid

1 1 1

Supstituenti vezani na N označavaju se tako da se ispred supstituenta doda

prefiks N-

38


Kada je amidna skupina vezana na prsten (karbonilni C atom nije

uključen u numeraciju glavnog lanca)

Osnova imena = korijen + Osnova imena = korijen + - karboksamid- karboksamid

Ako amidna skupina nije glavna tada se ona označava prefiksom

karbamoil-

CNH2

O

1

benzenkarboksamid

39


2. Nacrtajte strukturne formule sljedećih spojeva:

a)

b)

c)

d)

e)

N-fenil-3-metilbutanamid

3-etil-3,5-dihidroksipentanamid

N-etil-3-klor-3-metilpentanamid

but-2-enamid

N-benziletanamid

40


C) ACIL-HALOGENIDIC) ACIL-HALOGENIDI

Kada je karbonilni C atom acil-halogenida uključen u numeraciju lanca

Osnova imena = korijen + Osnova imena = korijen + -oil-halogenid-oil-halogenid

etanoil-klorid

H3CC

Cl

O

1

Kada je acil-halogenidna skupina vezana na prsten (karbonilni C atom

nije uključen u numeraciju glavnog lanca)

Osnova imena = korijen + Osnova imena = korijen + - karbonil-halogenid- karbonil-halogenid

41


Ako acil-halogenidna skupina nije glavna tada se ona označava prefiksom

halogenformil-

CCl

O

1

benzenkarbonil-klorid


C

O

Cl

CH3CHCH2C

CH3Br

O

a)

b)

OH

C

O

Cl

NH2CH2C

O

Cl

c)

d)

42


43



halogenformil-

CCl

O

1



C

O

Cl

CH3CHCH2C

CH3Br

O

a)

b)

OH

C

O

Cl

NH2CH2C

O

Cl

c)

d)

44


45



halogenformil-

CCl

O

1



C

O

Cl

CH3CHCH2C

CH3Br

O

a)

b)

OH

C

O

Cl

NH2CH2C

O

Cl

c)

d)

46


47



halogenformil-

CCl

O

1



C

O

Cl

CH3CHCH2C

CH3Br

O

a)

b)

OH

C

O

Cl

NH2CH2C

O

Cl

c)

d)

48


D) ANHIDRIDID) ANHIDRIDI

anhidridi imenuju se stavljanjem riječi anhidrid ispred imena kiseline.

Ako imamo mješovite anhidride imena kiselina navode se abecednim

redom.

H3CC

OC

CH3

O O

anhidrid etanske kiseline

4. Nacrtajte strukturne formule sljedećih spojeva:

anhidrid propanske kiselinea)

b) anhidrid 2-kloretanske kiseline

c)

d)

anhidrid ciklopropankarboksilne i propanske kis.

anhidrid butanske dikiseline

49


E) NITRILIE) NITRILI

Kada je nitrilni C atom uključen u numeraciju glavnog lanca

Osnova imena = korijen + Osnova imena = korijen + -onitril-onitril

etanonitril

1C NH3C

Kada je nitrilna skupina vezana na prsten (nitrilni C atom nije uključen u

numeraciju glavnog lanca)

Osnova imena = korijen + Osnova imena = korijen + - karbonitril- karbonitril

50


Ako nitrilna skupina nije glavna tada se ona označava prefiksom cijano-

CN

1

benzenkarbonitril


CH3CH2CH2CHCN

Ph

a)

b) CNHOOC

c)

d)

CH3CHCH2CN

OH

CN

OH

51


52



CN

1

benzenkarbonitril


CH3CH2CH2CHCN

Ph

a)

b) CNHOOC

c)

d)

CH3CHCH2CN

OH

CN

OH

53


54



CN

1

benzenkarbonitril


CH3CH2CH2CHCN

Ph

a)

b) CNHOOC

c)

d)

CH3CHCH2CN

OH

CN

OH

55


56



CN

1

benzenkarbonitril


CH3CH2CH2CHCN

Ph

a)

b) CNHOOC

c)

d)

CH3CHCH2CN

OH

CN

OH

57

Nukleofilna acilna supstitucijaNukleofilna acilna supstitucija

Mehanizam (adicijsko-eliminacijski):

58

Pretvorba kiselinskih halogenida u estere:

59

60

Međusobna pretvorba derivata karboksilnih kiselina:

61

1. Napišite glavne produkte sljedećih reakcija.

a)

b)

c)

d)

e)

C

O

Cl+ CH3OH

+ H2O

+ (CH3)2NH

O

Cl

C

O

OH + (CH3)2CHOH

O

O O

O

O

+ CH3NH2

f)

g)

h)

OH

O

+ SOCl2

O

O O

+ CH3CH2OH

C

O

NHCH3

+ H2O

Documents

Seminar organska kemija