Reakcje w chemii organicznej
Reakcja nitrowania polega na zamianie (substytucji) atomu H (lub rzadziej innego jednowartościowego podstawnika) grupą nitrową (-NO2). W wyniku nitrowania tworzą się związki nitrowe.
• 2. Reakcja halogenowania
Reakcja sulfonowania
Sulfonowanie jest odwracalną reakcją egzotermiczną. Polega na podstawieniu do związku chemicznego grupy SO3H+ przez działanie odpowiednim związkiem sulfonującym. W wyniku sulfonowania tworzą się związki organiczne zawierające grupę sulfonową (tzw. Związki sulfonowe). Reakcja ta przebiega według mechanizmu substytucji elektrofilowej. Do sulfonowania najczęściej jest używany stężony kwas siarkowy lub oleum, zawierające od 5 do 40% SO3. Związki alifatyczne na ogół sulfonują się trudno, w wysokich temperaturach i przy użyciu energicznych środków sulfonujących, związana z tym wydajność reakcji jest mała. Związki aromatyczne sulfonują się zaś łatwo i wydajnie. Jednak ze względu na właściwości dehydratacyjne i zwęglające kwasu siarkowego, nie można go używać przy sulfonowaniu np: fenoli. Reakcja sulfonowania benzenu przebiega następująco:
C6H6 + H2SO4 →C6H5SO3H + H2O
Spośród węglowodorów aromatycznych najłatwiej ulegają reakcji homologi benzenu (on sam sulfonuje się trudniej) oraz węglowodory o złożonej budowie.
Reakcja halogenowania
polega na addycji (dodaniu) lub substytucji (wymianie na) atomów pierwiastków z grupy fluorowców do cząsteczek dowolnych związków chemicznych. W zależności od tego jaki atom fluorowca się przyłącza reakcja ta jest nazywana fluorowaniem, chlorowaniem, bromowaniem lub jodowaniem. Najczęściej reakcje te przeprowadza się przy pomocy bezpośredniego działania tych pierwiastków w formie gazu lub roztworu na związki chemiczne. Istnieją również mieszane wersje halogenowowania np: jodobromowanie czy jodochlorowanie, gdzie na związki działa się odpowiednio jodkiem bromu (IBr) i jodkiem
chloru (Icl). Generalnie, aktywność fluorowców w reakcji halogenowania :
F > Cl > Br > I
Reakcji halogenowania ulegają zarówno węglowodory alifatyczne (alkany, alkeny , alkiny) jak i aromatyczne. W zależności od typu związku i warunków reakcji przebiega ona według różnych mechanizmów.
Chlorowcowanie metanu
jest przykładem reakcji halogenowania stosunkowo mało reaktywnych nasyconych węglowodorów alifatycznych. Jednak w pewnych warunkach (promieniowanie świetlne, ogrzewanie, obecność nadtlenków) zachodzi reakcja chlorowania według mechanizmu wolnorodnikowego.
Przebieg reakcji:
Inicjowanie: w pierwszym etapie chlor, najczęściej pod wpływem promieniowania UV, ulega rozpadowi na wolne rodniki, inicjujące łańcuch reakcji.
Cl2 → Cl. + Cl.
Propagacja: wolne rodniki chloru reagują z metanem, tworząc rodnik metylowy, który następnie w reakcji z wolnym chlorem tworzy produkt (jeden z wielu) chlorowania i kolejny wolny rodnik zdolny do dalszych reakcji:
CH4 + Cl. → CH3. + HCl
CH3. + Cl2 → CH3Cl + Cl.
CH3Cl + Cl. → CH2Cl. + HCl
CH2Cl. + Cl2 → CH2Cl2 + Cl. itd.
Chlorowanie przebiega do mono- i wielopodstawionych chloropochodnych metanu
CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3 oraz CCl4.
Zakończenie łańcucha reakcji - może zajść na wiele sposobów. Najczęściej jest to
spowodowane rekombinacją się dwóch wolnych rodników, która prowadzi do powstania niereaktywnych cząsteczek:
CH3. + Cl. → CH3Cl
Typy reakcji
Otrzymywanie estrów:
• reakcja kwasu organicznego lub nieorganicznego z alkoholem
• reakcja chlorkow kwasowych z alkoholem
• reakcja bezwodnikow kwasowych z alkoholem
ESTRYFIKACJA
ESTRYFIKACJA – MECHANIZM REAKCJI
HYDROLIZA ESTRÓW
• kwasowa (odwracalna)
CH3COOC2H5 + H2O « CH3COOH + C2H5OH
• zasadowa (nieodwracalna) – zmydlanie
RCOOR` + OH- ® RCOO- + R`OH
Ester jon karboksylanowy alkohol
• enzymatyczna
Reakcja biuretowa
Służy do wykrywania obecności wiązań peptydowych (co najmniej dwóch) za pomocą siarczanu(VI) miedzi(II).
PODZIAŁ ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH
ZWIĄZKI CYKLICZNE
ZWIĄZKI AROMATYCZNE
Związki heterocykliczne
Związki heterocykliczne zawierają jako człon pierścienia co najmniej jeden atom pierwiastka inny niż atom węgla np. S czy O. Najtrwalsze pierścienie heterocykliczne
podobnie jak karbocykliczne są pięcio- lub sześcioczłonowe, często skondensowane,
tzn. Że połączenie pierścieni następuje przez więcej niż jeden atom węgla.
PIĘCIOCZŁONOWE HETEROCYKLE
SZEŚCIOCZŁONOWE HETEROCYKLE
Zasady azotowe:
Pirymidyny – uracyl, tymina, cytozyna (rzadkie – 5-metylo-cytozyna, 5-hydroksymetylo-
cytozyna)
Puryny – pierścień pirymidynowy + imidazolowy – adenina, guanina (rzadkie – 2-
metyloadenina, 1-metyloguanina).Istnieją w formach tautomerycznych (laktim – OH --- laktam = O) Pochłaniają światło ultrafioletowe o dł fali 260-280nm. Słabo rozpuszczalne w wodzie.
Kwasy nukleinowe
Kwasy nukleinowe są poliestrami b-Drybofuranozy lub 2-deoksy- b-Drybofuranozy zestryfikowanymi w pozycjach 3 i 5 przez kwas ortofosforowy(V), których węgiel w
pozycji 1` jest połączony wiązaniem b-N glikozydowym z zasadą purynową lub pirymidynową.
KWASY NUKLEINOWE
Węglowodory aromatyczne (areny)
• węglowodory aromatyczne to węglowodory posiadające atomy węgla w stanie hybrydyzacji sp2
• mają strukturę cykliczną zawierającą skoniugowane wiązania pi
• każdy atom w pierścieniu ma orbital p nie wchodzący w hybrydyzację
• orbitale p nie wchodzące w hybrydyzację muszą się pokrywać i tworzyć pierścień o planarnej strukturze
• delokalizacja elektronów pi w pierścieniu musi obniżać energię
REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE ARENÓW
POROWNANIE REAKCJI ZWIĄZKÓW AROMATYCZNYCH I CYKLICZNYCH
JODOFORM
Jodoform jest stosowany jako środek antyseptyczny. Substancja nie posiada jednak właściwości antyseptycznych, mogą się nawet rozwijać w niej bakterie! Dopiero po zetknięciu się z tkanką, zwłaszcza z wydzieliną surowiczą lub ropną ulega powoli stopniowemu rozkładowi uwalniając wolny jod, który łącząc się protoplazmą komórek drobnoustrojów ścina białka, działając także utleniająco. W związku z tym działa długotrwale bakteriobójczo. Ponadto jodoform odznacza się działaniem miejscowo znieczulającym, hamującym krwawienie, osuszającym oraz pobudzającym procesy ziarninowania. Wadą związku jest intensywny, przykry zapach oraz duża toksyczność, zwłaszcza dla ośrodkowego układu nerwowego. Przyjęty przypadkowo per os jest trujący.
Jodoform został wprowadzony do lecznictwa w roku 1880 przez Alberta von Mosetig- Moorhof’a, choć pierwsze doniesienia o jego zastosowaniu w antyseptyce pochodzą już z 1862 roku. W Polsce do antyseptyki wprowadził jodoform Jan Antoni Mikulicz-Radecki.
Substancja była wykorzystywana w wielu preparatach oficynalnych. Recepturowe preparaty jodoformowe stosowano w okulistyce, w gruźliczym zapaleniu ucha, w rozmaitych chorobach skory, m.in. w gruźlicy skory, acne, stanach zapalnych z wydzieliną ropną, w oparzeniach. Stosowano roztwory alkoholowo-eterowe, zawiesiny olejowe i glicerolowe, emulsje. Używano także słynnej dawniej, obecnie już zapomnianej gazy
jodoformowej – Tela cum Iodoformio, która zawiera 10% - 30% jodoformu. Gaza ta służyła do opatrywania ran, zwłaszcza trudno gojących się, ropiejących – była często używana w czasie wojny.
Obecne zastosowanie jodoformu w lecznictwie w porównaniu z historycznym już, jest o wiele mniejsze. Związek jest wykorzystywany w stomatologii w postaci past stomatologicznych do wypełnień kanałowych także w dermatologii oraz niekiedy w ginekologii (ropne zapalenie pochwy – vaginitis purulenta) i urologii (zapalenie cewki moczowej – urethritis). Sporadycznie w laryngologii (roztwory eterowe) i innych gałęziach
lecznictwa. Ponadto jodoform jest często stosowany w weterynarii, zwłaszcza w leczeniu niektórych zewnętrznych chorób u koni – Equus. W stomatologii, dermatologii i weterynarii jodoform może być używany w postaci nieprzetworzonej - per se.
Kwas salicylowy
Kwas salicylowy (z łac. Salix - wierzba), to aromatyczny hydroksykwas karboksylowy o wzorze ogólnym C6H4(OH)COOH. Najistotniejszym zastosowaniem kwasu salicylowego
jest produkcja kwasu acetylosalicylowego i kwasu paminosalicylowego. Samego kwasu salicylowego używa się w medycynie jako środka dezynfekującego (np. W postaci spirytusu salicylowego) i keratolicznego (np. W lekach na trądzik). Istotne znaczenie w medycynie mają też sole kwasu salicylowego - salicylany. Kwas ten był używany dawniej jako konserwant żywności, jednak ze względu na toksyczne działanie w większych
stężeniach zastąpiony został obecnie przez benzoesan sodu i azotan potasu. Można też używać go jako atrament sympatyczny.
kws_14