Névleges reakciók a szerves kémiában. szerves szintézis

Karbonsavakból vagy sóikból. Ez átmegy az egyenleten:

Nem sikerült elemezni a kifejezést (futtatható fájl texvc nem található; A beállítási segítségért lásd a math/README oldalt.): \mathsf(2RCOO^- \rightarrow 2CO_2 + R\text(-)R + 2e^-)

A reakciót vizes, etanolos vagy metanolos elektrolitban, sima platina anódokon vagy nem porózus szénanódokon, 20-50 °C hőmérsékleten hajtjuk végre.

A kiindulási termékek (RCOOH + R’COOH) keveréke esetén R-R, R-R "és R"-R" anyagok keveréke képződik.

Alkalmazás

A reakciót szebacinsav és 15-hidroxi-pentadekánsav szintézisére használják.

Írjon véleményt a "Kolbe reakció" cikkről

Megjegyzések

A Kolbe-reakciót jellemző részlet

- Ha elmegyek, elviszi Annát. És nem tud elmenni. Viszlát, lányom... Búcsú, kedves... Ne feledd – én mindig veled leszek. Mennem kell. Viszlát örömöm...
Az apa körül egy fényesen csillogó „oszlop” villant, tiszta, kékes fénnyel izzott. Ez a csodálatos fény átölelte fizikai testét, mintha elbúcsúzna tőle. Felbukkant egy fényes, áttetsző, arany színű esszencia, ami ragyogóan, kedvesen rám mosolygott... Rájöttem, hogy itt a vég. Apám örökre elhagyott... A lényege lassan kezdett felemelkedni... És bezárult a szikrázó, kékes szikrákkal villogó csatorna. Mindennek vége volt... Csodálatos, kedves apám, a legjobb barátom, már nem volt velünk...
„Üres” fizikai teste megereszkedett, ernyedten lógott a köteleken... Megszakadt egy méltó és becsületes földi élet, engedelmeskedve egy őrült ember értelmetlen parancsának...
Éreztem valaki ismerős jelenlétét, azonnal megfordultam – Sever a közelben állt.
– Légy bátor, Isidora. Azért jöttem, hogy segítsek. Tudom, hogy nagyon nehéz neked, megígértem apádnak, hogy segítek...
- Tudsz nekem segíteni miben? – kérdeztem keserűen. - Segítesz nekem elpusztítani Karaffát?
North megrázta a fejét.
„Nincs szükségem más segítségre. Irány észak.
És elfordulva tőle, elkezdtem nézni, mennyire ég, hogy alig egy perce volt az én ragaszkodó, bölcs apám... Tudtam, hogy elment, nem érzi ezt az embertelen fájdalmat... Hogy most ő volt tőlünk messzire, egy ismeretlen, csodálatos világba hurcolva, ahol minden nyugodt és jó volt. De számomra még mindig égett a teste. Ugyanazok a bennszülött kezek égtek, öleltek, mint gyereket, megnyugtattak és megvédtek minden bánattól és bajtól... Az ő szeme égett, amibe annyira szerettem belenézni, jóváhagyást keresve... még mindig az én drága, kedves apám volt, akit olyan jól ismertem, akit olyan erősen és buzgón szerettem... És az ő teste volt az, amely most mohón felemésztette az éhes, gonosz, tomboló lángot... Szerves szintézis
A kémiai folyamatok mechanizmusai

Névleges reakciók

Szintézis Kolbe
Wurtz reakció
Kucserov reakciója
Lebegyev reakciója
Konovalov reakciója
Zaicev szabálya
Markovnyikov uralma
Wöhler reakciója
Dumas reakciója
Wagner reakciója
Berthelot reakció
Diels–Alder reakció
Zelinsky-Kazansky reakció

Wöhler reakciója

Friedrich Wöhler,
1800 - 1882
Az oxálsav szintézise
a cianogén hidrolízise során
savas környezet, 1824
Karbamid szintézise ebből
szén-dioxid és ammónia
magas hőmérsékleten és
nyomás, 1828
Az acetilén beszerzése itt
kalcium-karbid hidrolízise
(fúzióval nyertük
koksz és mész), 1829

Wöhler reakciói

Cianogén hidrolízise oxálsavvá
savak, 1824

Wöhler reakciói

Karbamid szintézise szén-dioxidból és ammóniából,
1828
„Nem maradhatok tovább csendben” – írja Wöhler a sajátjának
tanár, J. Ya. Berzelius, - és tájékoztatnia kell
Azt, hogy karbamidhoz juthatok a vesék segítsége nélkül
kutya, ember, és általában bárki részvétele nélkül
élőlény..."
T0
CO2 + 2NH3 → H2O +

Wöhler reakciói

Acetilén előállítása karbid hidrolízisével
kalcium, 1862
1892-ben Moissan (Franciaország) és Wilson (Kanada)
elektromos ívkemence tervezését javasolta,
ipari használatra alkalmas:
kalcium-karbid előállítása ötvözéssel
égetett mész és szén
Vagy CaCO3 → CaO + CO2; CaO + 3C → CaC2 + CO

Dumas reakciója

Karbonsavak sóinak fúziója
lúgokkal:
0
CaO, T
Н3С-СООНa + NaOH → CH4 + Na2CO3
Karbonsavak sóinak dekarboxilezése (-CO2)
francia vegyész.
A Francia Tudományos Akadémia tagja
(1832)
A Párizsi Akadémia tagja
orvostudomány (1843)
A Tudományos Akadémia elnöke (1843)
Nyilvánosan is dolgozott
tevékenység. 1850-1851-ben földművelésügyi miniszter és
kereskedelem a kormányban
Jean Baptiste André Dumas
Napóleon Bonoparte.
1800-1884

Wagner reakciója

Alkének enyhe oxidációja
vizesoldat
kálium-permanganáttal
kétatomos képződés
alkohol
Egor Egorovich Wagner,
1849 - 1903

Konovalov reakciója

Mihail Ivanovics
Konovalov,
1858 - 1906
Szénhidrogének nitrálása
híg HNO3 at
emelkedett ill
normál nyomás (szerint
szabad gyök
gépezet).
Doktori disszertáció
"Nitráló hatás
gyenge salétromsav
korlátozza a szénhidrogéneket
karakter" (1893)

10. Berthelot reakció

Etanol szintézise etilén hidratálásával:
francia vegyész.
A Párizsi Tudományos Akadémia tagja
(1873)
Levelező tag
A Pétervári Tudományos Akadémia (valamint
1876)
1895-1896-ban. Berthelot volt
külügyminiszter
Franciaország.
Marcellin Berthelot,
1827-1907

11. A. M. Zaicev (1875), V. V. Markovnikov (1869) szabályai

Sándor
Mihajlovics Zaicev,
1841-1910
Vlagyimir Vasziljevics
Markovnyikov,
1837-1904

12. A. M. Zaicev (1875), V. V. Markovnikov (1869) szabályai

Amikor protikus savakat vagy vizet adunk hozzá
aszimmetrikus telítetlen szénhidrogének
hidrogén proton csatlakozik leginkább
hidrogénezett szénatom
(a termékképzés zajlik a legtöbben
stabil karbokáció) - szabály
Markovnyikov. Ismétlés. kivéve a szabálytól.
Leválasztáskor egy hidrogén proton válik le
legkevésbé hidrogénezett atomból
szén – Zaicev szabálya.

13. Gyakorlatok Zajcev és Markovnikov szabályai szerint

Amiből halogénezett szénhidrogének
alkoholos oldattal
kálium-hidroxidot kaphatunk:
1) 2-metil-pentén-1
2) 3-metil-pentén-2
3) 4-metil-3-etil-pentén-2
4) 3-etil-hexén-2?

14. Wurtz-reakció, 1865

Szimmetrikus alkánok szintézise
alkil-halogenidekből a
reakciók nátriummal (még könnyebb
káliummal)
Charles Adolf Wurtz,
1817- 1884
Párizs elnöke
Tudományos Akadémia

15. Kolbe szintézis, 1849

Vizes oldatok elektrolízise
kálium- és nátriumsók
karbonsavak.
Adolf Wilhelm
Hermann Kolbe,
1818-1884, Németország

16. Grignard-reagens, 1912

Szerves magnézium vegyszerek
kapcsolatokat például
magnézium-metil-jodid CH3MgI
magnézium-benzol-bromid C6H5MgBr.
Victor Grignard,
1871-1935, Franciaország
Nobel díjas
díjak kémiából

17. Diels-Alder reakció

Dién szintézis - reakció, cikloaddíció
dienofilek és konjugált diének képződnek
hatéves ciklus:

18. Diels-Alder reakció

Kurt Albert, Németország
1902-1958
Otto Paul Hermann Diels,
Németország, 1876-1954
1950-ben a diénszintézisért díjazták
Kémiai Nobel-díj

19. Reakció Zelinsky - Kazansky

ɳ = 70%

20. Reakció Zelinsky - Kazansky

Novorosszijszkban végzett
Odesszai egyetem (1884)
Moszkva professzora
Egyetem (1911-1917)
Megszervezte az intézetet
A Szovjetunió Szerves Kémiai Tudományos Akadémia
(1935), 1953 óta viseli az intézet
Név
Létrehozta az első szenet
gázálarc (1915), felvett
Nyikolaj Dmitrijevics
fegyverek az első alatt
Zelinsky,
világháború orosz és
Orosz Birodalom,
szövetséges hadseregek.
1861-1953

21. Faszén gázálarcok

Az orosz hadsereg cseh légiójának katonái be
Zelinsky-Kummant gázálarcok

22. Reakció Zelinsky - Kazansky

Borisz Alekszandrovics
Kazansky,
1891-1973
A Moszkvai Egyetemen végzett
(1919)
Moszkvában dolgozott
egyetem vezetésével
N. D. Zelinsky
Moszkvában tanított
egyetemi workshopon
általános kémia, minőségi és
kvantitatív elemzés, és
később a szerves kémiában,
kőolajkémia, szerves
katalízis
A Szovjetunió Tudományos Akadémia akadémikusa

23. Kucserov reakció

Az alkinok hidratálása
Hg2+ sók jelenléte
savas környezet.
Mihail Grigorjevics
Kucserov,
1850-1911

24. Lebegyev reakció

Lebegyev egy egylépcsős módszert javasolt
butadién előállítása etil-alkoholból
(katalizátorok: ZnO, Al2O3; T 400-5000C)
2CH3CH2OH
Szergej
Vasziljevics
Lebegyev,
1874-1934.
2H2O + CH2=CH-CH=CH2 + H2
Lebegyev munkájának köszönhetően
ipari termelés
a szintetikus gumi a szovjetekben kezdődött
Unió 1932-ben – először a világon.

25. Reagensek

Grignard reagens
Tollens-reagens OH
Réz-klorid ammóniás oldata (I)
[Сu(NH3)2]Cl

26. Katalizátorok

Na-katalizátor folyékony ammóniában
Lindlar katalizátor
Na NH3-ra
Pd// Pb2+
Réz-klorid (I) savas oldata ammónium-kloridban
NH4Cl, CuCl
Ziegler – Natta
Nézze meg, milyen reakciókat használnak (munkafüzet)

Kolbe reakciója

módszer szénhidrogének előállítására karbonsavak sóinak oldatainak elektrolízisével (elektrokémiai szintézis):

Az elektrolízis során különféle savak sóinak keverékei képződnek szimmetrikus (R-R, R "-R"), aszimmetrikus szénhidrogénekkel (R-R "). A K. R. lehetővé teszi magasabb monokarbonsavak (1) és dikarbonsavak (2) előállítását (miután a megfelelő észterek hidrolízise):

RCOO - +R "OOC (CH 2) n COO→R (CH 2) n COOR" (1)

2ROOC (CH 2) n COO - →ROOC (CH 2) n COOR (2)

K. r. ipari felhasználásra talál, például szebacinsav előállítására, amelyet poliamidok előállításához használnak (lásd: Poliamidok) és illatos anyagokat. A reakciót A. V. G. Kolbe német kémikus javasolta 1849-ben.

Megvilágított.: Surrey A., A szerves reakciók kézikönyve, ford. angolból, M., 1962; Előrelépések a szerves kémiában, v. 1, N.Y., 1960, p. 1-34.

Nagy szovjet enciklopédia. - M.: Szovjet Enciklopédia. 1969-1978 .

Nézze meg, mi a "Kolbe-reakció" más szótárakban:

Kolbe Adolf Wilhelm Hermann (Ellihausen, 1818. szeptember 27., Lipcse, ≈ 1884. november 25.), német vegyész. 1851-től a marburgi, 1865-től a lipcsei egyetem tanára. 1845-ben K. ecetsavat szintetizált, szén-diszulfidból, klórból és ... ...

I Kolbe (Kolbe) Adolf Wilhelm Hermann (1818. szeptember 27. Ellihausen, 1884. november 25. Lipcse), német vegyész. 1851-től a marburgi, 1865-től a lipcsei egyetem tanára. 1845-ben K. szén-diszulfidból kiindulva ecetsavat szintetizált, ... ... Nagy szovjet enciklopédia

Vagy a Kolbe-eljárás (Adolf Wilhelm Hermann Kolbe és Rudolf Schmidt után) a nátrium-fenolát-karboxilezés kémiai reakciója szén-dioxid hatására zord körülmények között (nyomás 100 atm, hőmérséklet 125 °C), majd ... . .. Wikipédia

A Kolbe Schmitt-reakció vagy a Kolbe-eljárás (Adolf Wilhelm Hermann Kolbe és Rudolf Schmitt után) egy kémiai reakció a nátrium-fenolát karboxilezésére szén-dioxid hatására zord körülmények között (100 atm nyomás, ... ... Wikipédia

A Kolbe Schmitt-reakció vagy a Kolbe-eljárás (Adolf Wilhelm Hermann Kolbe és Rudolf Schmidt nevéhez fűződik) a nátrium-fenolát karboxilezésének kémiai reakciója szén-dioxid hatására zord körülmények között (100 atm nyomás, ... ... Wikipédia

- (1818 84) német vegyész. Módszereket dolgozott ki ecetsav (1845), szalicilsav (1860, Kolbe-Schmitt reakció) és hangyasav (1861) szintézisére, szénhidrogének elektrokémiai szintézisére (1849, Kolbe reakció) ... Nagy enciklopédikus szótár

- (Kolbe) (1818 1884), német vegyész. Módszereket dolgozott ki ecetsav (1845), szalicilsav (1860, Kolbe-Schmitt reakció) és hangyasav (1861) szintézisére, szénhidrogének elektrokémiai szintézisére (1849, Kolbe reakció). * * * KOLBE Adolf Wilhelm ... ... enciklopédikus szótár

Az alkánok szintézisének legfontosabb módszerei a következők:

1.2.1. Alkének hidrogénezése

Az alkének hidrogénezése hidrogénnyomás alatt, katalizátor (Pt, Pd vagy Ni) jelenlétében megy végbe.

1.2.2. Alkil-halogenidek hidrogénezése vagy redukciója

Palládium jelenlétében végzett katalitikus hidrogénezés során az alkil-halogenidek alkánokká alakulnak.

Az alkánokat úgy is előállítják, hogy alkil-halogenideket fémmel savban redukálnak.

A jód-alkánok könnyen redukálhatók egy lezárt ampullában hidrogén-jodiddal.

1.2.3. Haloalkánok reakciója nátriummal (Wurtz-reakció)

A Wurtz-reakció lehetővé teszi az eredeti vegyületnél nagyobb szénatomszámú szénhidrogén előállítását.

Csak szimmetrikus alkánok szintézisére alkalmas elsődleges(!) alkil-halogenidek. Különféle halogén-alkánok kiindulási vegyületként való alkalmazása esetén a reakció eredményeként három szénhidrogén keveréke keletkezik:

Ezt a keveréket szét kell választani, ami nem mindig lehetséges.

A nátrium helyett más fémek is használhatók ebben a reakcióban, például magnézium, cink, lítium.

1.2.4. Kolbe szintézis - karbonsavak nátrium- vagy káliumsóinak elektrolízise

A karbonsavak nátrium- vagy káliumsóinak elektrolízise szintén szimmetrikus szénhidrogének képződéséhez vezet.

2. Alkének

Az egy kettős kötést tartalmazó nyitott láncú C n H 2n összetételű szénhidrogéneket nevezzük alkének . Ennek a sorozatnak a legegyszerűbb szénhidrogénje az etilén CH 2 =CH 2 . Az etilén szénatomja sp 2 hibrid állapotú (trigonális szén). A három hibridizált orbitál miatt minden szénatom hármat alkot  -kötések: egy - szomszédos szénatommal, kettő - két hidrogénatommal. Két oldalsó átfedés 2p-szénatomok pályái adják  -megköt és lehetetlenné teszi a forgást  -szén-szén kötések. Ez a jelenség oka geometriai izoméria.

Geometriai izomerek (az atomok összetétele és megkötésének módja azonos, a csoportok, atomok térbeli elrendezése eltérő). Ezeket az izomereket nevezik el E, Z -elnevezéstan. Lehetőség van klasszikus használatára cisz- És transz- jelölés az azonos vagy hasonló csoportok összehasonlítási síkhoz viszonyított térbeli elrendezésének meghatározására.

Az egyes kettőskötésű szénatomoknál a szubsztituensek relatív rangját a rendszám határozza meg: H (atomszám - 1) - junior, C (atomszám - 6) - vezető helyettes; ha a kettős kötést tartalmazó szénatomok azonosak, akkor a következő atomok rangját kell figyelembe venni: - CH 3 (következő atomok - H, H, H) - junior helyettes; -CH (CH 3) 2 (következő atomok - H, C, C) - vezető helyettes.

A karbonsavak sóinak vizes oldatainak elektrolízise (anódos szintézis) alkánok képződéséhez vezet:

A folyamat első szakasza a savas anionok anódos oxidációja gyökökké:

A katódon hidrogén és a megfelelő fém hidroxidja képződik. A Kolbe-reakció alkalmazható egyenes és elágazó láncú alkánok előállítására.

2. gyakorlat.Írja fel az (a) 2,5-dimetil-hexán és (b) 3,4-dimetil-hexán Kolbe-előállításának reakcióegyenleteit!

Alkil-halogenidek visszanyerése

Az alkánok előállításának kényelmes módja az alkil-halogenidek cinkkel való redukálása vizes savoldatokban:

Redukálószerként szokásos reagenseket, például lítium-alumínium-hidridet, nátrium-bór-hidridet, nátriumot vagy lítiumot is alkalmaznak. tert- butil-alkohol , valamint katalitikus redukció hidrogénnel. Az alkil-jodidokat jódhidrogénes melegítéssel is redukálhatjuk.

Karbonsavak dekarboxilezése (Dumas)

Ha karbonsavakat lúgokkal hevítünk, az eredeti savnál eggyel kisebb szénatomszámú alkánok keletkeznek:

Ezzel a reakcióval csak rövidszénláncú alkánokat lehet előállítani, mert magasabb szénatomszámú karbonsavak alkalmazása esetén nagyszámú melléktermék keletkezik.

Az alkánok reakciói

A szerves vegyületek más osztályaihoz képest az alkánok nem túl reakcióképesek. Az alkánok kémiai tehetetlensége magyarázza elnevezésüket "paraffin". Az alkánok kémiai stabilitásának oka a nem poláris C-C és C-H σ-kötések nagy erőssége. Ezenkívül a C-C és C-H kötésekre nagyon alacsony polarizálhatóság jellemző.

Emiatt az alkánok kötései nem mutatnak hajlamot heterolitikus hasadásra. Az alkánokra a koncentrált savak és lúgok nem hatnak, és még az erős oxidálószerek sem oxidálják őket. Ugyanakkor az alkánok nem poláris kötései képesek homolitikus bomlásra.

Annak ellenére, hogy a C-C kötés kevésbé erős, mint a C-H kötés (a C-C kötés energiája kb. 88 kcal/mol, a C-H pedig - 98 kcal/mol), az utóbbi könnyebben felszakad, mivel a kötés felületén van. a molekula, és jobban hozzáférhető a reagens általi támadáshoz.

Az alkánok kémiai átalakulása általában a C-H kötés homolitikus hasítása következtében megy végbe, amit a hidrogénatomok más atomokkal való helyettesítése követ. Az alkánokat ezért szubsztitúciós reakciók jellemzik.

Halogénezés

A metán, az etán és más alkánok fluorral, klórral és brómmal reagálnak, de jóddal gyakorlatilag nem. Az alkán és a halogén közötti reakciót halogénezésnek nevezzük.

A. Metán klórozása

Gyakorlati jelentőségű a metán klórozása. A reakciót fény hatására vagy 300 °C-ra melegítve hajtjuk végre.

Tekintsük ennek a reakciónak a mechanizmusát a metil-klorid képződésének példáján. A mechanizmus a reaktánsok termékké alakításának folyamatának részletes leírására vonatkozik. Megállapítást nyert, hogy a metán klórozása az S R gyöklánc-mechanizmussal megy végbe.

Fény vagy hő hatására a klórmolekula két klóratomra - két szabad gyökre - bomlik.

A klórgyök egy metánmolekulával kölcsönhatásba lépve egy hidrogénatomot hasít le az utóbbiról, így HCl molekulát és szabad metilgyököt képez:

CH 4 + Cl. ® CH 3 . + HCl lánc folytatása

CH 3. + Cl-Cl® CH3-Cl + Cl. lánc folytatása

A klóratom ezután reakcióba lép egy metánmolekulával stb.. Elméletileg egyetlen klóratom végtelen számú metánmolekula klórozását okozhatja, ezért a folyamatot láncnak nevezzük. A láncok megszakadhatnak, amikor a gyökök kölcsönhatásba lépnek egymással:

CH3. +Cl. ® CH3-Cl

CH3. +CH3. ® CH 3 -CH 3 Szakadt áramkör

Cl. +Cl. ® Cl-Cl

vagy érfallal

Formálisan a szabad metilgyök tetraéderes szerkezetű:

A kis méret miatt azonban inverziós gát(a molekula egyik formájának átmenete a másikba), statisztikailag a legvalószínűbb állapot a lapos állapota.

A metán klórozási reakciója eredményeként a hidrogénatomok klóratomokra való helyettesítésének mind a négy lehetséges termékének keveréke képződik:

A különböző klórozási termékek aránya a metán és a klór arányától függ. Ha metil-kloridot kell előállítani, feleslegben kell metánt venni, és szén-tetrakloridot - klórt kell venni.