Nominalne reakcije v organski kemiji. organska sinteza

Iz karboksilnih kislin ali njihovih soli. Gre skozi enačbo:

Ni mogoče razčleniti izraza (izvršljiva datoteka texvc ni najdeno; Za pomoč pri namestitvi glejte math/README.): \mathsf(2RCOO^- \rightarrow 2CO_2 + R\text(-)R + 2e^-)

Reakcija se izvaja v vodnih, etanolnih ali metanolnih elektrolitih na gladkih platinastih anodah ali neporoznih ogljikovih anodah pri temperaturi 20°-50°.

V primeru mešanice izhodnih produktov (RCOOH + R’COOH) bo nastala zmes snovi R-R, R-R "in R"-R".

Aplikacija

Reakcija se uporablja pri sintezi sebacinske in 15-hidroksipentadekanojske kisline.

Napišite recenzijo na članek "Reakcija Kolbe"

Opombe

Odlomek, ki opisuje Kolbejevo reakcijo

- Če odidem, bo vzel Anno. In ne more oditi. Zbogom, hči ... Zbogom, draga ... Zapomni si - vedno bom s teboj. Moram iti. Zbogom moje veselje ...
Okoli očeta je zablestel svetel sijoč »steber«, ki je žarel s čisto, modrikasto svetlobo. Ta čudovita svetloba je objela njegovo fizično telo, kot bi se poslavljala od njega. Pojavila se je svetla, prosojna, zlata esenca, ki se mi je svetlo in prijazno nasmehnila... Spoznala sem, da je to konec. Oče me je za vedno zapuščal ... Njegovo bistvo se je začelo počasi dvigati navzgor ... In iskrivi kanal, utripajoč z modrikastimi iskrami, se je zaprl. Vsega je bilo konec... Mojega čudovitega, prijaznega očeta, mojega najboljšega prijatelja, ni bilo več z nami...
Njegovo "prazno" fizično telo se je povesilo, mlahavo viselo na vrveh ... Vredno in pošteno zemeljsko življenje je bilo prekinjeno, ubogati nesmiselni ukaz norca ...
Ko sem začutil znano prisotnost nekoga, sem se takoj obrnil - Sever je stal v bližini.
»Bodi dobre volje, Izidora. Prišel sem ti pomagat. Vem, da ti je zelo težko, tvojemu očetu sem obljubil, da ti bom pomagal...
- Mi lahko pomagate s čim? sem bridko vprašal. -Mi boš pomagal uničiti Karaffo?
North je zmajal z glavo.
»Ne potrebujem druge pomoči. Pojdi na sever.
In ko sem se obrnil stran od njega, sem začel opazovati, kako je gorelo, da je bil pred minuto moj ljubeči, modri oče ... Vedel sem, da je odšel, da ni čutil te nečloveške bolečine ... Da je zdaj od nas daleč stran, odnesena v neznan, čudovit svet, kjer je bilo vse mirno in dobro. Toda zame je še vedno gorelo njegovo telo. To so bile iste domače roke, ki so gorele, me objemale kot otroka, me pomirjale in ščitile pred kakršnimi koli žalostmi in težavami ... Njegove oči so gorele, v katere sem tako rad gledal in iskal odobravanje ... je bil še vedno moj dragi, prijazni oče, ki sem ga tako dobro poznal in tako močno in goreče ljubil ... In njegovo telo je zdaj pohlepno požrlo lačni, zlobni, besni plamen ... Organska sinteza
Mehanizmi kemijskih procesov

Nominalne reakcije

Sinteza Kolbe
Wurtz reakcija
Reakcija Kucherova
Reakcija Lebedeva
Reakcija Konovalova
Pravilo Zaitseva
Markovnikovo pravilo
Wöhlerjeva reakcija
Dumasova reakcija
Wagnerjeva reakcija
Berthelotova reakcija
Diels-Alderjeva reakcija
Reakcija Zelinsky-Kazansky

Wöhlerjeva reakcija

Friedrich Wöhler,
1800 - 1882
Sinteza oksalne kisline
med hidrolizo cianogena
kislo okolje, 1824
Sinteza sečnine iz
ogljikov dioksid in amoniak
pri visokih temperaturah in
tlak, 1828
Pridobivanje acetilena pri
hidroliza kalcijevega karbida
(pridobljeno s fuzijo
koks in apno), 1829

Wöhlerjeve reakcije

Hidroliza cianogena, da nastane oksalna kislina
kisline, 1824

Wöhlerjeve reakcije

Sinteza sečnine iz ogljikovega dioksida in amoniaka,
1828
"Ne morem več ostati tiho," Wöhler piše svojim
učitelj, J. Ya. Berzelius, - in mora obvestiti
Veš, da lahko dobim sečnino brez pomoči ledvic
psa, človeka in na splošno brez udeležbe katerega koli
živo bitje..."
T0
CO2 + 2NH3 → H2O +

Wöhlerjeve reakcije

Pridobivanje acetilena s hidrolizo karbida
kalcij, 1862
Leta 1892 Moissan (Francija) in Wilson (Kanada)
predlagal zasnovo elektroobločne peči,
primeren za industrijsko uporabo:
pridobivanje kalcijevega karbida z legiranjem
žgano apno in premog
Ali CaCO3 → CaO + CO2; CaO + 3C → CaC2 + CO

Dumasova reakcija

Fuzija soli karboksilnih kislin
z alkalijami:
0
CaO, T
Н3С-СООНa + NaOH → CH4 + Na2CO3
Dekarboksilacija soli karboksilnih kislin (- CO2)
francoski kemik.
Član francoske akademije znanosti
(1832)
Član pariške akademije
medicina (1843)
Predsednik akademije znanosti (1843)
Deloval je tudi v javnem
dejavnost. V letih 1850-1851 minister za kmetijstvo in
trgovina v vladi
Jean Baptiste André Dumas
Napoleon Bonoparte.
1800 - 1884

Wagnerjeva reakcija

Blaga oksidacija alkenov
vodna raztopina
kalijev permanganat s
diatomska tvorba
alkohol
Egor Jegorovič Wagner,
1849 - 1903

Reakcija Konovalova

Mihail Ivanovič
Konovalov,
1858 - 1906
Nitriranje ogljikovodikov
razredčimo HNO3 pri
povišan oz
normalni tlak (glede na
prosti radikal
mehanizem).
Doktorska disertacija
"Nitriranje
šibka dušikova kislina
omejevanje ogljikovodikov
lik" (1893)

10. Berthelotova reakcija

Sinteza etanola s hidratacijo etilena:
francoski kemik.
Član Pariške akademije znanosti
(1873)
dopisni član
Peterburška akademija znanosti (z
1876)
V letih 1895-1896. Berthelot je bila
minister za zunanje zadeve
Francija.
Marcellin Berthelot,
1827 - 1907

11. Pravila A. M. Zaitseva (1875), V. V. Markovnikova (1869)

Aleksander
Mihajlovič Zajcev,
1841-1910
Vladimir Vasiljevič
Markovnikov,
1837-1904

12. Pravila A. M. Zaitseva (1875), V. V. Markovnikova (1869)

Ko dodamo protične kisline ali vodo
nesimetrični nenasičeni ogljikovodiki
največ se pridruži vodikov proton
hidrogeniran ogljikov atom
(tvorba izdelka poteka skozi večino
stabilni karbokation) - pravilo
Markovnikov. Rep. brez iz pravila.
Ko se odcepi - se odcepi vodikov proton
iz najmanj hidrogeniranega atoma
ogljik - Zajcevovo pravilo.

13. Vaje po pravilih Zaitseva in Markovnikova

Iz katerega halogenirani ogljikovodiki
z alkoholno raztopino
kalijev hidroksid lahko pridobimo:
1) 2-metilpenten-1
2) 3-metilpenten-2
3) 4-metil-3-etilpenten-2
4) 3-etilheksen-2?

14. Wurtzova reakcija, 1865

Sinteza simetričnih alkanov
od alkil halogenidov do
reakcije z natrijem (še lažje
s kalijem)
Charles Adolf Wurtz,
1817- 1884
Predsednik par
Akademija znanosti

15. Sinteza Kolbe, 1849

Elektroliza vodnih raztopin
kalijeve in natrijeve soli
karboksilne kisline.
Adolf Wilhelm
Hermann Kolbe,
1818-1884, Nemčija

16. Grignardov reagent, 1912

Organomagnezijeve kemikalije
povezave, na primer
magnezijev metil jodid CH3MgI
magnezijev benzen bromid C6H5MgBr.
Victor Grignard,
1871-1935, Francija
Nobelov nagrajenec
nagrade iz kemije

17. Diels-Alderjeva reakcija

Sinteza diena - reakcija, cikloadicija
nastanejo dienofili in konjugirani dieni
šestletni ciklus:

18. Diels-Alderjeva reakcija

Kurt Albert, Nemčija
1902 - 1958
Otto Paul Hermann Diels,
Nemčija, 1876 - 1954
Leta 1950 sta bila nagrajena za sintezo diena
Nobelova nagrada za kemijo

19. Reakcija Zelinsky - Kazansky

ɳ = 70 %

20. Reakcija Zelinsky - Kazansky

Diplomiral v Novorossiysku
univerza v Odesi (1884)
Moskovski profesor
Univerza (1911-1917)
Organiziral inštitut
Akademija znanosti za organsko kemijo ZSSR
(1935), od 1953 nosi zavod
ime
Ustvaril prvi premog
plinska maska ​​(1915), posn
Nikolaj Dmitrijevič
orožja med Prvim
Zelinsky,
svetovne vojne v ruščini in
ruski imperij,
zavezniške vojske.
1861 - 1953

21. Plinske maske na oglje

Vojaki češke legije ruske vojske v
Plinske maske Zelinsky-Kummant

22. Reakcija Zelinsky - Kazansky

Boris Aleksandrovič
Kazanski,
1891 - 1973
Diplomiral na moskovski univerzi
(1919)
Delal v Moskvi
univerze pod vodstvom
N. D. Zelinsky
Poučeval je v Moskvi
univerzitetna delavnica na
splošna kemija, kvalitativna in
kvantitativno analizo in
kasneje v organski kemiji,
kemija nafte, organska
kataliza
Akademik Akademije znanosti ZSSR

23. Reakcija Kucherova

Hidracija alkinov v
prisotnost soli Hg2+ v
kislo okolje.
Mihail Grigorjevič
Kucherov,
1850 - 1911

24. Reakcija Lebedeva

Lebedev je predlagal enostopenjsko metodo
pridobivanje butadiena iz etilnega alkohola
(katalizatorji: ZnO, Al2O3; T 400-5000С)
2CH3CH2OH
Sergej
Vasilevič
Lebedev,
1874-1934.
2H2O + CH2=CH-CH=CH2 + H2
Zahvaljujoč delu Lebedeva
industrijske proizvodnje
sintetični kavčuk se je začel v Sovjetski zvezi
Zveza leta 1932 – prvič na svetu.

25. Reagenti

Grignardov reagent
Tollensov reagent OH
Raztopina amoniaka bakrovega klorida (I)
[Сu (NH3)2]Cl

26. Katalizatorji

Na katalizator v tekočem amoniaku
Lindlarjev katalizator
Na v NH3
Pd// Pb2+
Kisla raztopina bakrovega klorida (I) v amonijevem kloridu
NH4Cl, CuCl
Ziegler - Natta
Oglejte si, katere reakcije se uporabljajo (delovni zvezek)

Kolbejeva reakcija

metoda za pridobivanje ogljikovodikov z elektrolizo raztopin soli karboksilnih kislin (elektrokemična sinteza):

Med elektrolizo nastanejo mešanice soli različnih kislin, skupaj s simetričnimi (R-R, R "-R"), asimetričnimi ogljikovodiki (R-R "). K. R. omogoča pridobivanje višjih monokarboksilnih (1) in dikarboksilnih (2) kislin (po hidroliza ustreznih estrov):

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. najde uporabo v industriji, na primer za proizvodnjo sebacinske kisline, ki se uporablja pri proizvodnji poliamidov (glej poliamidi) in dišavne snovi. Reakcijo je leta 1849 predlagal nemški kemik A. V. G. Kolbe.

Lit.: Surrey A., Priročnik organskih reakcij, trans. iz angleščine, M., 1962; Napredek v organski kemiji, v. 1, N.Y., 1960, str. 1-34.

Velika sovjetska enciklopedija. - M.: Sovjetska enciklopedija. 1969-1978 .

Poglejte, kaj je "reakcija Kolbe" v drugih slovarjih:

Kolbe Adolf Wilhelm Hermann (27. september 1818, Ellihausen, ≈ 25. november 1884, Leipzig), nemški kemik. Od 1851 je bil profesor na marburški, od 1865 pa na univerzi v Leipzigu. Leta 1845 je K. sintetiziral ocetno kislino, izhajajoč iz ogljikovega disulfida, klora in ... ...

I Kolbe (Kolbe) Adolf Wilhelm Hermann (27. september 1818, Ellihausen, 25. november 1884, Leipzig), nemški kemik. Od 1851 je bil profesor na marburški, od 1865 pa na univerzi v Leipzigu. Leta 1845 je K. sintetiziral ocetno kislino, izhajajoč iz ogljikovega disulfida, ... ... Velika sovjetska enciklopedija

Ali postopek Kolbe (poimenovan po Adolfu Wilhelmu Hermannu Kolbeju in Rudolfu Schmidtu) je kemijska reakcija karboksilacije natrijevega fenolata z delovanjem ogljikovega dioksida v težkih pogojih (tlak 100 atm., temperatura 125 °C), čemur sledi ... . .. Wikipedia

Kolbejeva Schmittova reakcija ali Kolbejev proces (poimenovana po Adolfu Wilhelmu Hermannu Kolbeju in Rudolfu Schmittu) je kemijska reakcija za karboksilacijo natrijevega fenolata z delovanjem ogljikovega dioksida v težkih pogojih (tlak 100 atm., ... ... Wikipedia

Reakcija Kolbe Schmitt ali proces Kolbe (poimenovan po Adolfu Wilhelmu Hermannu Kolbeju in Rudolfu Schmidtu) je kemična reakcija za karboksilacijo natrijevega fenolata z delovanjem ogljikovega dioksida v težkih pogojih (tlak 100 atm., ... ... Wikipedia

- (1818 84) nemški kemik. Razvil je metode za sintezo ocetne (1845), salicilne (1860, Kolbe-Schmittova reakcija) in mravljične (1861) kisline, elektrokemijsko sintezo ogljikovodikov (1849, Kolbejeva reakcija) ... Veliki enciklopedični slovar

- (Kolbe) (1818 1884), nemški kemik. Razvil je metode za sintezo ocetne (1845), salicilne (1860, Kolbe-Schmittova reakcija) in mravljične (1861) kisline, elektrokemijsko sintezo ogljikovodikov (1849, Kolbejeva reakcija). * * * KOLBE Adolf Wilhelm ... ... enciklopedični slovar

Najpomembnejše metode za sintezo alkanov so:

1.2.1. Hidrogeniranje alkenov

Hidrogeniranje alkenov poteka pod pritiskom vodika v prisotnosti katalizatorja (Pt, Pd ali Ni).

1.2.2. Hidrogeniranje ali redukcija alkil halogenidov

Med katalitičnim hidrogeniranjem v prisotnosti paladija se alkil halogenidi pretvorijo v alkane.

Alkane pripravljamo tudi z redukcijo alkilhalogenidov s kovino v kislini.

Jodoalkane lahko enostavno reduciramo v zaprti ampuli z jodovodikovo kislino.

1.2.3. Reakcija haloalkanov z natrijem (Wurtzova reakcija)

Wurtzova reakcija omogoča pridobivanje ogljikovodika z večjim številom ogljikovih atomov kot v prvotni spojini.

Primeren je za sintezo samo simetričnih alkanov primarni (!) alkil halogenidi. V primeru uporabe različnih haloalkanov kot izhodnih spojin dobimo zmes treh ogljikovodikov kot rezultat reakcije:

To mešanico je treba ločiti, kar ni vedno mogoče.

Namesto natrija lahko v tej reakciji uporabimo druge kovine, kot so magnezij, cink, litij.

1.2.4. Kolbejeva sinteza - elektroliza natrijevih ali kalijevih soli karboksilnih kislin

Elektroliza natrijevih ali kalijevih soli karboksilnih kislin vodi tudi do proizvodnje simetričnih ogljikovodikov.

2. Alkeni

Imenujemo ogljikovodike sestave C n H 2n z odprto verigo, ki vsebuje eno dvojno vez alkeni . Najenostavnejši ogljikovodik te serije je etilen CH 2 =CH 2 . Ogljikov atom v etilenu je v sp 2 hibridnem stanju (trigonalni ogljik). Zaradi treh hibridiziranih orbital vsak ogljikov atom tvori tri  -vezi: ena - s sosednjim atomom ogljika, dve - z dvema atomoma vodika. Stransko prekrivanje dveh 2p-orbitale ogljikovih atomov daje  -veže in onemogoča vrtenje  -vezi ogljik-ogljik. To je razlog za pojav geometrijski izomerija.

Geometrijski izomeri (sestava in način vezave atomov je enak, razporeditev skupin in atomov v prostoru je drugačna). Ti izomeri so poimenovani E, Ž -nomenklatura. Možna je uporaba klasičnega cis- in trans- zapis za določanje prostorske razporeditve istih ali podobnih skupin glede na primerjalno ravnino.

Relativna starost substituentov pri vsakem ogljikovem atomu z dvojno vezjo je določena z atomskim številom: H (atomsko število - 1) - mlajši, C (atomsko število - 6) - višji namestnik; če so atomi pri ogljiku z dvojno vezjo enaki, se upošteva starost naslednjih atomov: - CH 3 (naslednji atomi - H, H, H) - nižji namestnik; -CH (CH 3) 2 (naslednji atomi - H, C, C) - višji namestnik.

Elektroliza vodnih raztopin soli karboksilnih kislin (anodna sinteza) povzroči nastanek alkanov:

Prva faza procesa je anodna oksidacija kislinskih anionov v radikale:

Na katodi nastaneta vodik in hidroksid ustrezne kovine. Kolbejeva reakcija je uporabna za pridobivanje ravnih in razvejanih alkanov.

vaja 2. Napišite reakcijski enačbi za Kolbejevo pripravo (a) 2,5-dimetilheksana in (b) 3,4-dimetilheksana.

Pridobivanje alkil halogenidov

Priročen način pridobivanja alkanov je redukcija alkilhalogenidov s cinkom v vodnih kislinskih raztopinah:

Kot redukcijska sredstva se uporabljajo tudi običajni reagenti, kot so litijev aluminijev hidrid, natrijev borohidrid, natrij ali litij. tert- butilni alkohol , kot tudi katalitsko redukcijo z vodikom. Alkil jodide lahko reduciramo tudi s segrevanjem z jodovodikovo kislino.

Dekarboksilacija karboksilnih kislin (Dumas)

Pri segrevanju karboksilnih kislin z alkalijami nastanejo alkani s številom ogljikovih atomov za enega manj kot pri prvotni kislini:

S to reakcijo lahko dobimo samo nižje alkane, saj v primeru uporabe višjih karboksilnih kislin nastane veliko število stranskih produktov.

Reakcije alkanov

V primerjavi z drugimi razredi organskih spojin alkani niso zelo reaktivni. Kemična inertnost alkanov pojasnjuje njihovo ime "parafini". Razlog za kemijsko stabilnost alkanov je velika trdnost nepolarnih σ-vezi C-C in C-H. Poleg tega je za vezi C-C in C-H značilna zelo nizka polarizabilnost.

Zaradi tega vezi v alkanih ne kažejo težnje po heterolitskem cepljenju. Na alkane ne vplivajo koncentrirane kisline in alkalije, ne oksidirajo pa jih niti močni oksidanti. Hkrati so nepolarne vezi alkanov sposobne homolitičnega razpada.

Kljub temu, da je C-C vez manj močna od C-H vezi (energija C-C vezi je približno 88 kcal / mol, C-H - 98 kcal / mol), se slednja lažje zlomi, saj je na površini molekulo in je bolj dostopna za napad reagenta.

Kemične transformacije alkanov običajno potekajo kot posledica homolitične cepitve C-H vezi, ki ji sledi zamenjava vodikovih atomov z drugimi atomi. Za alkane so torej značilne substitucijske reakcije.

Halogeniranje

Metan, etan in drugi alkani reagirajo s fluorom, klorom in bromom, vendar praktično ne reagirajo z jodom. Reakcija med alkanom in halogenom se imenuje halogeniranje.

A. Kloriranje metana

Praktičnega pomena je kloriranje metana. Reakcija poteka pod vplivom svetlobe ali pri segrevanju na 300 ° C.

Razmislimo o mehanizmu te reakcije na primeru tvorbe metil klorida. Mehanizem se nanaša na podroben opis procesa pretvorbe reaktantov v produkte. Ugotovljeno je bilo, da kloriranje metana poteka po radikalno verižnem mehanizmu S R .

Molekula klora pod vplivom svetlobe ali toplote razpade na dva atoma klora – dva prosta radikala.

Klorov radikal med interakcijo z molekulo metana odcepi vodikov atom od slednjega, da nastane molekula HCl in prosti metilni radikal:

CH 4 + Cl. ® CH 3 . + Nadaljevanje verige HCl

CH 3 . + Cl-Cl ® CH 3 -Cl + Cl. nadaljevanje verige

Atom klora bo nato reagiral z molekulo metana itd.. Teoretično lahko en sam atom klora povzroči kloriranje neskončnega števila molekul metana, zato se proces imenuje verižni. Verige se lahko prekinejo, ko radikali medsebojno delujejo:

CH3. +Cl. ® CH 3 -Cl

CH3. +CH3. ® CH 3 -CH 3 Odprto vezje

Cl. +Cl. ® Cl-Cl

ali s steno žile

Formalno ima prosti metilni radikal tetraedrsko strukturo:

Vendar pa zaradi majhnosti inverzijska pregrada(prehod ene oblike molekule v drugo), je statistično najbolj verjetno njeno ravno stanje.

Kot rezultat reakcije kloriranja metana nastane mešanica vseh štirih možnih produktov zamenjave atomov vodika za atome klora:

Razmerje med različnimi produkti kloriranja je odvisno od razmerja metana in klora. Če je treba pridobiti metil klorid, je treba vzeti presežek metana in ogljikov tetraklorid - klor.