12. kafli

Report
12. kafli
Halocarbon, Alkohol, eterar og
þíól. Álagningarhvörf og fráhvörf
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
12.1 Halocarbons




Kolvetni sem innihalda eitt eða fleiri
halogenatóm.
Halogen: Flúor (F), Klór(Cl), Bróm(Br) og
Joð (I)
Sjaldgæfir í náttúrunni
Mörg tilbúin efni ss. PVC, slökkviefni,
drifefni, svefnlyf...
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Nafnakerfi
Halogenatóm hafa sömu “réttindi” og alkyl
hópar.
 Koma sem forskeyti og fara í stafrófsröð.
• 1,2-díbrómo-3,3-díklóróbutan

Cl
Br CH
2 CH C CH
3
Br Cl
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR



Sjá nokkur nöfn neðst bls. 356-357
Sjá einnig eldri nöfn hliðarhópa bls. 357
Halogenar og önnur frumefni eins og
súrefni og nitur sem tengjast kolefniskeðju
eru kölluð functional groups / virkir hópar
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
•
1-anilino-3phenyliminopropenyl)chloro
(methyl)aluminium bis{[tetrakis
(pentafluorophenyl) borato]lithium}
benzene
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Nokkrir virkir hópar
Haloalkane
Alcohol
-F, -Cl, -Br CH3Cl
-OH
CH3OH
Ether
-OO
Aldehyde
Ketone
CH3-O-CH3
O
C H
O
CH3CH
C
CH3CCH3
O
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Og enn fleiri
Carboxylic acid -COOH
CH3COOH
Ester
CH3COOCH3
Amine
Amide
-COO-
-NH2
-CONH2
CH3NH2
CH3CONH2
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Haloalkanes
Er alkan þar sem H atómi hefur verið skipt út
með einum af halogenunum (F, Cl, Br, eða I)
CH3Br
Br
CH3CH2CHCH3
1-bromomethane
(methyl bromide)
2-bromobutane
Cl
chlorocyclobutane
EFN313 Kafli 12
BEN, JÁR
Dæmi
Nefnið:
Br
Cl
Cl
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Lausn
Nöfn - svör:
Br
bromocyclopentane
Cl
1,3-dichlorocyclohexane
Cl
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Hliðarhópar
Raðið í stafrófsröð
Br = bromo, Cl = chloro
Cl
Br
CH3CHCH2CHCH2CH2CH3
4-bromo-2-chloroheptane
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Dæmi
Hvert er nafn efnasambandsins:
Cl
CH3
CH3CH2CHCH2CHCH3
1)
2,4-dimethylhexane
2)
3-chloro-5-methylhexane
3)
4-chloro-2-methylhexane
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Lausn
The name of this compound is:
Cl
CH3
CH3CH2CHCH2CHCH3
3) 4-chloro-2-methylhexane
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Klórflúorkolefni og Ozone lagið
In the stratosphere, the CFCs hvarfast við
high-energy UV geisla frá sólinni
UV light
CF2Cl2
Freon-12
CF2Cl + Cl
free radical
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Klórflúorkolefni og Ozone lagið
Til að öðlast stöðugleika, fær Cl rafeind
(electron) frá ozone O3 og myndar ClO.
Cl
+
O3
ClO + O2
Tilvist ClO í atomosphere er indicator þess að
ozone sé að hverfa.
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Impact of Loss of Ozone Layer
According to the National Academy of
Sciences, each 1% loss of ozone increases
by 2% the amount of UV radiation reaching
the earth. More UV radiation means more
skin cancer and cataracts in humans, more
intense photochemical smog, and lower crop
yields.
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
12.2 Álagningarhvörf





Pí hluti tvítengis mjög virkur efnafr.lega
Hvarfast auðveldlega
Það tengjast tvö ný atóm/hópar inn á C
atómin í tvítenginu.
Það er kallað álagning/additon (viðbót)
Fjórar gerðir álagningarhvarfa
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Álagning 1 (additon / viðbótarhvörf)
• 1. Halogenation. X-X pari bætt á keðjuna
og C=C opnað. Gerist frekar auðveldlega.
H
H
C
C
H
H
C
H
H
Br
H
H
+Br
Br
Br
C
C
C
H
H
H
H
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Álagning 2
• 2. Hydrogenation = mettun. H-H sett á
tvítengið. Þarf hvata, hita og þrýsting.
H
H
C
C
H
H
C
H
H
H
H
H
+ H
H
C
a
t
P
T
H
C
C
C
H
H
H
H
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Álagning 3
• 3. Hydrohalogenation. H-X lagt á tvítengi.
Oftast tvö möguleg myndefni.
H
H
C
C
H
H
C
H
H
H
H
H
H
+ H
Br
H
C
C
C
H
H
H
Br
H
C
C
H
H
C
H
H
Major
H
H
H
+ H
Br
Minor
Br
C
C
C
H
H
H
H
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Regla Markovnikovs
H-in fara á það C atóm C=C sem hefur fleiri
H atóm tengd sér. X-ið fer á hitt C-ið
Við álagningu H-X fær X-ið í miðjuna og H-ið
á endann (gildir um 3. og 4.)
H
H C
H
H
C
C H
H
H
H
H C
C
C H
H
Br
H
H
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Álagning 4
• 4. Hydration – fylgir Markovnikov
 H-OH lagt á tvítengið C=C
 H á annað – OH á hitt
 Þarf sýru sem hvata
Major
H
H
H
HH
H
C
C
+ H
O
H
[
H
+
]
H
C
C
C
H
H C
H
H
H
O
H
H
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Sértilfelli



Bensen - Skiptihvörf
Ekki verður lagt á bensen
Bensen fer í skiptihvörf (substitution)
Bls. 364 efst
+
Br
Br
C
a
t
H
Br
Br+
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Fjölliðun - polymerisation





Stundum tengjast stuttir alkenar saman og
mynda langar keðjur.
Hvarfinu startað með radikal (stök rafeind)
Helstu tegundir:
PP, PE, PVC, Teflon, PS, gúmmí.
Mörg þúsund einingar í röð
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
12.3 Alcohol


Alkohol hafa hydroxylhóp (OH) tengdan
kolefniskeðju.
Alkohol geta verið primer 1°, sekunder 2°
eða tertier 3°.
H
HHH
HHH
H
CCCO
H
HHH
H
CCC
H
H
H
O
H
H
C
H
H
H
H
CCC
H
H
H
O
H
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Alkohol



Nafnakerfi: Alltaf númera þaðan sem styst
er í OH hóp.
Endingin verður ÓL og tilgreina þarf
númer OH
Sjá bls. 369
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
etanól
Bút-3-en-1-ól
1,2-butandíól
(bútan-1,2-díól)
CH
CH
2
CH
CH
OH
3
2
CH
2
OH
CH
CH
CH
CH
2
2
3
OH
CH
2
OH
CH
2
CH
2
CH
2
OH
Fenól (phenol)
OH
CH
CH
2
CH
2
cyklohexanól
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
12.4 Alkohol búin til


1. Alkohol má búa til með álagningu úr
alken. 12.2 - 4.hvarf
2. Með skiptihvörfum þar sem KOH eða
NaOH gefa OH- jónina
H
O
H
–
+
CH
CH
CH
Br
CH
CH
CH
OH
Br
OH
–
3
2
2
3
2
2
1
0
0
°
C
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
12.5 Elimination / Fráhvörf





Fráhvörf eru öfug álagningarhvörf
Virkur hópur er fjarlægður og C=C
myndast
1.Dehydrohalogenation: H-X fjarlægt
2. Dehydration: H2O fjarlægt
3. Dehalogenation: Cl-Cl eða Br-Br
fjarlægt (bls. 374)
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
1. Dehydrohalogenation

H-X fjarlægt
CH
CH
3 CH
3
K
O
H
Br
CH
3
+
BrH
2
0
0
°
C
CH
2
CH
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
2. Dehydration-afvötnun

Vatn H-OH fjarlægt af C atómum
CH
CH
3 CH
3
H
S
O
2
4
OH
CH
3
+
OH
2
CH
CH
2
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Regla Saytzeffs


Þegar fráhvörf verða inni í langri keðju
myndast tvö efni, en meira af því sem
hefur fleiri C tengd C=C atómunum.
Gildir fyrir 1. og 2. hér að framan
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Regla Saytzeffs
Major
CH
CH
CH
CH
3
2
3 H
S
O
CH
CH
3
CH
3
CH
24
OH
CH
CH
CH
3 CH
2
3 H
S
O
24
CH
2
CH
3
CH
2
OH
CH
Minor
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
3. Dehalogenation


Halogenar (Cl eða Br) sitja hlið við hlið.
Zinkmálmur hvarfast og myndar alken og
ZnBr2
CH
CH
CH
CH
3
3
CH
+
+
Zn
Zn
Br
Br
CH
3
CH
3
CH
Br
Br
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
12.6 Alkoxid





Alkoxið eru hvarfgjarnan jónir eingöngu
búnar til, til að búa til ný/önnur efni.
Alkohol hvarfast við Natriummálm
Myndast alkoxíð jón(-) og Na(+) og H2(g)
Alkoxið geta svo t.d. Hvarfast við
halocarbon og myndað ETER
CH3-CH2O- alkoxíðjón
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
12.7 Eter




Eter = tvær kolefniskeðjur með
súrefnisbrú
R-O-R t.d. CH3-CH2-O-CH2-CH3
Minni vatnsleysni og lægri suðumörk en
sambærileg alkohol.
Öflug leysiefni. Stuttir hættulegir heilsu
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Eter - Nafnakerfi



Tvöfalt nafnakerfi. Gamalt (nýtt). Dæmi:
Díetyleter (etoxyetan),
metylprópyleter (1-metoxyprópan)
CH
CH
O
CH
CH
O
CH
CH
3CH
2
2
3CH
3
2
23
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Eter
Nýtt virkar bara á flóknari t.d.
• 2-bromo-3-metoxy-1-própanól

CH
CH
CH
CH
OH
3 O
2
2
Br
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
12.8 Eðliseiginleikar




Suðumörk (boiling points) ráðast af stærð
sameinda og skautun.
Séu stærð og skautun sambærileg ræðst
b.p. af lögun og gildir þá því greinóttari því
lægra suðumark.
OH hópur skautaður og myndar
vetnistengi
C-O-C skautaður en ekkert vetnistengi
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Suðumörk og vatnsleysni
Suðumarksröð (svipaður massi)
 Alkohol>eter>halocarbons>alkan
o Vatnsleysniröðin er einnig sú sama.
o Alkohol með 1-3C leysast í öllum
hlutföllum í vatni
o 1-bútanól 7g/100ml vatn og bp. 118°C
o Fjölgi OH eykst vatnsleysni og b.p.
hækkar
EFN313 Kafli 12 BEN,

JÁR


Butandíól 10g/100ml og bp 230°C
Vatnsleysni etera er mun minni en
sambærilegra alkohola.
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
12.9 Sambönd brennisteins
• Þíól (thiol), thioeter og disulfíð
• Þíól hafa –S-H hóp á kolefniskeðju
 Nafnareglur líkjast alkoholum
 Þíól mjög illa lyktandi sbr. Bls 382
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
• Etanþíól (etylmercaptan) “LYKT”
• 1-própanþíól (lauklykt)
 Divinylsúlfíð (hvítlaukur) (thioeter)

3-metyl-1-butanþíól (~skúnkalykt)
CH
S
CH
CH
CH
CH
CH
3 SH
2
3 CH
2 SH
2
CH
CH
2
2
CH
CH
3 CH
2 CH
2 SH
CH
3
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR



Þíól oxast frekar létt – losnað við lyktina
Dísúlfíð eru algeng í próteinum, kallaðar
brennisteinsbrýr.
CH3-S-S-CH2-....
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR
Polyfunctional – margir virkir hópar


Kafli 12. 10
Sum efni hafa marga virka hópa
EFN313 Kafli 12 BEN, JÁR

similar documents