Kemian perusteet, osa II: orgaaniset yhdisteet (3.0 ov, 4.5 op) Vastaukset luentomonisteen 2011 tehtäviin

Transkriptio

1 Kemian perusteet, osa II: orgaaniset yhdisteet (3.0 ov, 4.5 op) Vastaukset luentomonisteen 2011 tehtäviin 1.4 Tehtävä. Täydennä nuolella osoitettujen atomien vapaat elektroniparit ja muodolliset varaukset Vastaus: a) b) c).. muodollinen varaus. =6-2-4=0 muodollinen varaus =5-4-0=+1 3 C 3 C C C muodollinen varaus =6-1-6=-1 3 C N + C 3 3 C.. + C muodollinen varaus =6-3-2=+1 C Tehtävä. Millainen on ammoniumionin, N 4 +, rakenne ja mikä hybridisaatio sen typpiatomilla on? Ammoniumionissa ammoniakin vapaa elektronipari on muodostanut protonin kanssa koordinaatiosidoksen, jossa sidoksen muodostava elektronipari on peräisin typeltä. Ammoniumioni on rakenteeltaan tetraedrinen aivan kuten metaani. Sen sidoskulmat ovat n.109 ja typellä on sp 3 -hybridisaatio.

2 1.8 Tehtävä. Piirrä propaanin C 3 C 2 C 3, rakenne. Ennusta sidoskulmat ja molekyylin muoto. Propaanilla on likimain samat sidoskulmat ja sidospituudet kun etaanilla. 1.9 Tehtävä. Formaldehydi, C 2, sisältää C= kaksoissidoksen. Piirrä sen Lewis- ja viivasidosrakenne ja osoita hiili- ja happiatomien hybridisaatio sekä sidoskulmat. Formaldehydin C= kaksoissidos on samanlainen kuin etaanilla. Sen sidoskulmat ovat n. 120 ja sen hiili ja happiatomeilla on sp 2 -hybridisaatio. apen vapaat elektroniparit sijaisevat sp 2 -orbitaaleilla. C Lewis-rakenne 120 o 120 o C 120 o Formaldehydi 1.10 Tehtävä: Piirrä propyynin, C 3 C C, viivasidoskaava ja osoita jokaisen hiiliatomin hybridisaatio ja ennusta sidoskulmat. Propyynimolekyyli on pitkulainen eli sen kaikki kolme hiiliatomia ovat samalla janalla. Kolmoissidoshiiliatomeilla on sp-hybridisaatio ja C 3 -hiilellä sp 3 -hybridisaatio. sp-ybridisoituneiden hiiliatomien sidoskulma on 180 ja sp 3 -hybridisoituneen hiiliatomin sidoskulmat ovat n. 109 eli sillä on tetraedrinen rakenne.

3 1.11 Tehtävä. Ennusta vesimolekyylin rakenne ja polaarisuus? Vesimolekyyli on polaarinen, koska happiatomi on elektronegatiivisempi kuin vety. appiatomi vetää elektroneja puoleensa, jolloin sillä on negatiivinen osittaisvaraus ja vetyatomeilla positiivinen. Vesi happi: EN = 3,4 vety: EN = 2,2 Ero = 1, Tehtävä 1. Ammoniakin (N 3 ) pka = 34 ja etyynin (asetyleenin) pka = 27. Kumpi on happamampi? Voiko N 2 -anioni reagoida etyynin kanssa? Ratkaisu. Asetyleeni on vahvempi happo kuin ammoniakki, ts. amidianioni, N 2 - on voimakkaampi emäs kuin asetyleenianioni ja pystyy irrottamaan asetyleeniltä protonin -> reaktio voi tapahtua.? C C + - : N 3 C C: + N 3 vahvempi emäs N 3 pk a =34 C C pk a =27 vahvempi happo : N C C: + Tehtävä 2. soita kuinka asetaldehydi, C 3 C, voi toimia Lewis-emäksenä? Asetaldehydin happiatomilla on kaksi vapaata elektroniparia, joita se voi luovuttaa Lewis-hapoille, kuten + -ionille.

4 2.1 Tehtävä. Ympyröi ja nimeä seuraavien lääkeaineiden funktionaaliset ryhmät 2.2 Tehtävä. Piirrä kaikki molekyylikaavaa C 6 14 vastaavat isomeerit. Molekyylikaavaa C 6 14 vastaavia isomeereja on 5 kpl, jotka on esitetty tässä myös viivakaavoilla. C C 3 2 C 2 C 3 C 3 C 3 C C 3 C C C 3 C C 3 C 2 C 2 C 2 C 2 C 3 C2 C 2 C 3 C C 3 C2 3 3 n-heksaani 2-metyylipentaani (isoheksaani) 3-metyylipentaani 2,2-dimetyylibutaani (neoheksaani) C 3 C 3 C C C 3 C 3 2,3-dimetyylibutaani

5 2.5 Tehtävä. Butaanilla on kaksi erilaista lomittais- ja kohdakkaiskonformaatiota. Piirrä niiden Newmanprojektiot. Mikä konformaatioista on energialtaan edullisin. Butaanin konformaatioista on alhaisin se lomittaiskonformaatio (B), jossa metyyliryhmät ovat vastakkaisilla puolilla. Energia 3 C C 3 3 C C 3 kohdakkaiskonformaatio A C 3 C 3 3 C C 3 3 C C 3 lomittaiskonformaatio A kohdakkaiskonformaatio B C 3 3 C C 3 C 3 lomittaiskonformaatio B Tehtävä. Piirrä 1-tert-butyyli-2-metyylisyklopentaanin rakenne. 3 C C 3 C 3 C Tehtävä. Piirrä cis-1,4-dimetyylisykloheksaanin rakenne.

6 2.10 Tehtävä. Piirrä metyylisykloheksaanin kaksi tuolikonformaatiota, joista toisella metyyliryhmä on aksiaalinen ja toisella ekvatoriaalinen Tehtävä. Piirrä cis- ja trans-1,2-dikloorisykloheksaanin tuolikonformaatiot. Missä asemissa kloorisubstituentit ovat toisiinsa nähden. Cis- 1,2-dikloorisykloheksaanin tuolikonformatioissa toinen sidos on aina aksiaalinen ja toinen akvatoriaalinen. Trans-1,2-dikloorisykloheksaanin tuolikonformaatioissa molemmat substituentit ovat joko aksiaalisia tai ekvatoriaalisia. a Cl Cl e Cl Cl a Cl Cl e 3.1 Tehtävä. Nimeä alla olevat alkeenit

7 3.2 Tehtävä. Piirrä 2-buteenin rakenne ja osoita hiiliatomien hybridisaatiot ja sidoskulmat. 2-buteenin rakenne, hiiliatomien hybridisaatiot ja sidoskulmat. Kuvassa on esitetty trans-2-buteenin rakenne, 2-buteenilla on myös cis-isomeeri. ybridisaatiot Sidoskulmat C sp 2 C sp 3 C sp3 C sp 2 C 120 C C C 120 trans-buteeni 3.3 Tehtävä. Piirrä buteenidihapon cis- ja trans-isomeerit. 3.4 Tehtävä. Luokittele seuraavat reaktiot. (a) C 3 Br + K C 3 + KBr Substituutioreaktio (b) C 3 C 2 2 C=C Eliminaatioreaktio (c) 2 C=C 2 2 C 3 C 3 Additioreaktio

8 3.5 Tehtävä. soita seuraavien yhdisteiden polaarisuus. Mikä kohta yhdisteissä on elektrofiilinen, mikä taas nukleofiilinen? (a) Asetoni, C 3 CC 3 (b) Butyylilitium, C 3 C 2 C 2 C 2 -Li (c) Kloorietaani, C 3 C 2 Cl Elektrofiilinen Nukleofiilinen C 3 C 2 Cl (d) Metaanitioli, C 3 S Rikin ja hiilen elektronegatiivisuusero on pieni, joten niiden välinen sidos ei ole polaarinen. Toisaalta rikki sisältää kaksi vapaata elektroniparia kuten happi, joten se toimii nukleofiilinä. (e) Etyyni, C C

9 3.6 Tehtävä. Ennusta synteesituote, joka syntyy kun syklohekseeni reagoi Cl:n kanssa. Syklohekseenin reaktio Cl:n kanssa tuottaa kloorisykloheksaania. 3.7 Tehtävä. Kun 2-metyylipropeeni reagoi Cl:n kanssa, syntyy 2-kloori-2-metyylipropaania. Mikä on synteesin välituotteena syntyvän karbokationin rakenne? Esitä reaktiomekanismi 2-metyylipropeenin kaksoissidos aukeaa ja Cl:n protoni liittyy siihen -elektronien avulla; syntyy karbokationi, johon kloridi ioni luovuttaa elektroniparin ja uusi sidos muodostuu (2-kloori-2- metyylipropaani). 3.9 Tehtävä. Piirrä yksivaiheisen, erittäin eksotermisen ja nopean reaktion energiadiagrammi.

10 4.1 Tehtävä 1. Ennusta tuote, joka syntyy 1-metyylisyklohekseenin ja Br:n välisessä reaktiossa 4.2 Tehtävä. Ennusta tuote, joka syntyy 1-etyylisyklopenteenin ja Cl:n välisessä reaktiossa. 4.3 Tehtävä. Ennusta seuraavien reaktioiden karbokationivälituotteet. 4.4 Tehtävä. Mikä tuote syntyy kun metyleenisyklopenteeniin lisätään vettä? Esitä reaktion mekanismi.

11 4.6 Tehtävä. Mitä tuotteita syntyy seuraavien yhdisteiden katalyyttisessä hydrauksessa? (a) (C 3 ) 2 C=CC 2 C 3 (b) 3,3-dimetyylisyklopenteeni 4.8 Tehtävä. Esitä polyakryylinitriilin rakenne, joka on muodostunut akryylinitriilistä 2 C=CCN. 4.8 Tehtävä 1. Mitä tuotteita syntyy 1-kloori-1-metyylisykloheksaanin reagoidessa K:n kanssa etanolissa. C 3 Cl K Et C 3+ 1-kloori-1-metyylisykloheksaani 1-metyylisyklohekseeni KCl + 2 Tehtävä 2. Ennusta seuraavan reaktion päätuote. (uom. 3-metyyli-2-penteenillä on E- ja Z-isomeerit)

12 4.10 Tehtävä. Nimeä alla olevat alkyynit Tehtävä. Mitä tuotteita syntyy alla olevissa reaktiossa? (a) C 3 Lindlar-katalyytti C 3 3 C C C 2 C C C C C C3 3 C C C2 (b) cis-5-metyyli-2-hekseeni 3 C C 2 C C C 3 + 1ekv.Cl Cl 2 C C C 3 3 C C 2 Cl (c) (E)-2,3-dikloori-2-penteeni Br 3 C C 2 C C C 3 + 1ekv.Br C C C 3 + C C C 3 3 C C 2 3 C C 2 Br (Z)-3-bromi-2-penteeni (Z)-2-bromi-2-penteeni 3 C C 2 C C C 3 3 C C 2 C C C Br Br (E)-3-bromi-2-penteeni (E)-2-bromi-2-penteeni 5.2 Tehtävä. Nimeä oheiset yhdisteet IUPAC:n sääntöjen mukaan S 3 2 S 4 S 3 bentseenisulfonihappo Tehtävä. Esitä reaktiomekanismi yllä olevalle reaktiolle 2 S 4 + S 3 S S 2 +

13 S 3 + on elektrofiili, joka pyrkii reagoimaan nukleofiilisen bentseeni-renkaan kanssa. Välituotteena syntyy karbokationi, joka voidaan piirtää kolmena erilaisena resonanssirakenteena. Karbokationista irtoaa protoni ja C- sidoksen elektronipari siirtyy aromaattiseen renkaaseen, jolloin lopputuotteena saadaan bentseenisulfonihappoa. 5.6 Tehtävä. Mitä tuotteita syntyy bentseenistä seuraavilla reagensseilla? (a) (C 3 ) 3 CCl, AlCl 3 (b) C 3 C 2 CCl, AlCl Tehtävä. Mitä tuotteita syntyy hapetettaessa KMn 4 :lla seuraavia lähtöaineita? (a) m-kloorietyylibentseeni (b) o-dimetyylibentseeni C 3 KMn 4 C 3 o-dimetyylibentseeni C C Ftaalihappo

14 6.2 Tehtävä. Mitkä seuraavista molekyyleistä ovat kiraalisia? Merkitse molekyylien stereokeskukset 6.5 Tehtävä 1.. Tunnista kipulääkkeenä käytetyn tramadolin asymmetriset hiiliatomit ja esitä kaikkien stereoisomeerien rakenteet sekä osoita, mitkä stereoisomeereistä ovat enantiomeerejä/diastereomeereja keskenään. N tramadoli Tramadolilla on 2 asymmetristä hiiliatomia (merkitty *:llä), joten sillä on neljä stereosiomeeria. Isomeeriparit (1R,2R), (1S,2S) ja (1R,2S) (1S,2R) ovat enantiomeerejä. Kaikki muut isomeeriparit ovat toistensa diastereomeerejä. Tehtävä 2. Määritä seuraavista molekyyleistä ovat toistensa enantiomeereja ja mitkä diastereomeereja? Stereokeskusten määrittämiseksi kannattaa molekyyli piirtää uudelleen siten, että kevein substituentti () on katsojasta poispäin. Yhdisteet (b) ja (c) ovat enantiomeerejä. (a) ja (b) sekä (a) ja (c) ovat diastereomeerejä.

15 Tehtävä 3. nko cis-1,2-dimetyylisyklobutaanilla stereokeskuksia? nko se kiraalinen yhdiste? Cis-1,2-dimetyylibutaanin molemmat metyyliryhmiä sitovat hiiliatomit (C1 ja C2) ovat kiraalisia. Kuitenkin molekyyli on symmetrinen eli sillä symmetriataso, joten molekyyli ei ole kiraalinen vaan se on akiraalinen mesoyhdiste. Sitä vastoin sen trans-isomeeri on kiraalinen, koska se ei ole symmetrinen. Tehtävä 4. Millä seuraavista yhdisteistä on mesomuoto? (a) 2,3-dibromibutaani (b) 2,3-dibromipentaani (c) 2,4-dibromipentaani 6.6 Tehtävä. Kuinka monta stereokeskusta on seuraavilla lääkeaineilla? Merkitse niiden sijainti *:lla. 7.1 Tehtävä. Nimeä seuraavat alkyylihalidit

16 7.2 Tehtävä. Piirrä kaikki 2-metyylibutaanin kloorauksessa syntyvät monokloorituotteet. Ratkaisu: 7.3 Tehtävä. Ennusta seuraavien reaktioiden tuotteet. 7.4 Tehtävä. Millä tavalla voit valmistaa metyylisykloheksaania 1-metyylisykloheksanolista? Alkoholi voidaan muuttaa alkyylihalidiksi ja tämä edelleen alkaaniksi. 1-metyylisykloheksanolista voidaan valmistaa 1-metyylisykloheksyylikloridi (tionyylikloridilla) tai -bromidi (Br:llä tai fosforitribromidilla). Alkyylihalidista valmistettu Grignardin reagenssi voidaan hajottaa vedellä, jolloin saadaa alkaania. Alkoholi voidaan myös dehydrata alkeeniksi ja hydrata alkaaniksi. 7.5 Tehtävä 1. Mikä substituutiotuote syntyy 1-klooripropaanin reagoidessa natriumhydroksidin kanssa? ydroksi-ioni on nukleofiili, joka korvaa kloorin SN2-mekanismilla ja tuotteeksi saadaan alkoholi (1- propanoli).

17 Tehtävä 2. Kuinka valmistaisit 1-propaanitiolia, C 3 C 2 C 2 S, nukleofiilisella substituutioreaktiolla? Samoin kuin hydroksi-ioni edellä, myös -S-ryhmä on nukleofiili, joka korvaa halogeenin SN2- mekanismilla. Myös tässä lahtöaineena voi olla 1-klooripropaani (myös bromi- ja jodiproaani reagoivat samoin). 8.1 Tehtävä 1. Nimeä seuraavat alkoholit. (a) (b) C 3 C 3 5-metyyliheksaani-2,4-dioli 4-fenyyli-2-metyyli-2-butanoli (c) (d) Br 3 C C 3 4,4-dimetyylisykloheksanoli 4,4-dimetyylisykloheksyylialkoholi trans-2-bromisyklopentanoli (1S,2S)-2-bromisyklopentanoli Tehtävä 2. Nimeä seuraavat eetterit.

18 (a) (b) di-isopropyylieetteri syklopentyyli-propyylieetteri (c) C 3 Br 4-bromianisoli p-bromianisoli 4-bromimetoksibentseeni (d) (etoksimetyyli)etyylieetteri 8.3 Tehtävä 1. Kumpi on happamampi, p-metyylifenoli vai p-syanofenoli? Metyyliryhmä on aktivoiva, elektroneja luovuttava ryhmä, kun taas syanoryhmä (CN) on deaktivoiva ja elektroneja puoleensavetävä (syanoryhmän hiiliatomilla on positiivinen osittaisvaraus). Näin ollen p-syanofenoli on happamampi. Ks kappale 5.8.1, Tehtävä 2. Aseta seuraavat yhdisteet kasvavan happamuuden mukaiseen järjestykseen: bentsyylialkoholi, p-bromifenoli, 2,4-dibromifenoli, p-metoksifenoli. Bentsyylialkoholi on vähiten hapan, koska se ei ole fenoli vaan primäärinen alkoholi. p-metoksifenolin metoksiryhmä on elektroneja luovuttava ja siten heikompi happo kuin p-bromifenoli, jossa on yksi elektroneja puoleensa vetävä bromi-atomi. Yhdisteistä 2,4-dibromifenoli on happamin, koska se sisältää kaksi elektroneja puoleensa vetävää bromi-atomia. 8.5 Tehtävä. Ennusta seuraavan reaktion tuote?

19 8.6 Tehtävä. Mikä tuote syntyy bentsyylialkoholin reagoidessa Cr 3 :n kanssa? Primäärinen alkoholi hapettuu Cr 3 :lla vastaavaksi karboksyylihapoksi. Entä jos hapetusreagenssina käytetään pyridiniumkloorikromaattia (PCC)? PCC:llä hapettuminen pysähtyy aldehydiasteelle. 8.7 Tehtävä. p-metyylifenolia (p-kresolia) käytetään mm. antiseptisena aineena. Miten valmistaisit p- metyylifenolia bentseenistä? Tuote voidaan pikkoa vaihe vaiheelta yksinkertaisimmiksi lähtöaineiksi (retrosynteettinen analyysi). Sulfonihapon muuntaminen fenoliksi S 3 Sulfonointi Friedel Graftsin alkylointi C 3 p-metyylifenoli (p-kresoli) C 3 C 3 Toinen vaihtoehtoinen reitti on liittää metyyliryhmä fenoliin, joka saadaan betseenisulfonihaposta. Reaktio voidaan kirjoittaa seuraavasti:

20 tai 8.8 Tehtävä 1 Mikä tuote syntyy cis-2-buteenin reagoidessa m-klooriperoksibentsoehapon kanssa? m-klooriperoksibentsoehappo muodostaa alkeenista epoksiyhdisteen eli oksiraanin cis-2-buteeni Cl 3 C 3 C cis-2,3-epoksibutaani (cis-2-buteenioksidi t. 2,3-dimetyylioksiraani) Tehtävä 2 Mikä tuote syntyy kun cis-2,3-epoksisykloheksaani aukeaa dioliksi? Vastaus: reaktiossa syntyy trans-1,2-sykloheksaanidiolia.

21 8.9 Tehtävä. Nimeä seuraavat yhdisteet. 9.1 Tehtävä. Esitä molekyylien rakenteet annettujen tietojen perusteella. (a) ketoni, C 5 10 (b) aldehydi, C 6 10 C 3 C 2 C 2 C C C 2-heksenaali syklopentyylikarbaldehydi (c) syklinen ketoni, C 5 8 (d) aryyliketoni, C 9 10

22 9.3 Tehtävä. Nimeä seuraavat aldehydit ja ketonit. 9.4 Tehtävä. Kuinka valmistaisit: (a) asetofenonia bentseenistä, (b) pentanaalia 1-pentanolista? (a) (b) 9.5 Tehtävä. Mitä syntyy kun 3-metyylibutanaalin annetaan reagoida Tollensin reagenssin kanssa? 3-metyylibutanaalin hapettuu 3-metyylibutaanihapoksi 9.6 Tehtävä. Mitä tapahtuu asetaldehydin ja hydroksidi-ionin välisessä nukleofiilisessä additioreaktiossa? ydroksidi-ioni liittyessä asetaldehydin karbonyylihiileen syntyy alkoksidi-ioni, joka protonoituu geminaaliseksi alkoholiksi (1,1-dioliksi) eli asetaldehydihydraatiksi.

23 9.7 Tehtävä. Vesiliuoksessa triklooriasetaldehydi (kloraali, CCl 3 C) esiintyy geminaalisena diolina, kloraalihydraattina, joka tunnetaan unilääkkeenä ja tyrmäystippoina. Piirrä kloraalihydraatin rakenne. 9.8 Tehtävä. Mitä tuotetta syntyy 2-metyylisyklopentanolin ja metanolin happokatalysoidussa reaktiossa? + C 3 3 C 3-metyylisyklopentanoni + 3 C 3 C hemiasetaali C C 3 C C metyylisyklopentanonin dimetyyliasetaali (1,1-dimetoksi-3-metyylisyklopentaani) 9.9 Tehtävä. Mikä tuote syntyy 2-butanonin reagoidessa hydroksyyliamiinin N 2 kanssa? 9.10 Tehtävä. Kuinka valmistaisit 2-fenyyli-2-propanolia, (a) asetonista, (b) asetofenonista? a) asetonista b) asetofenonista 1) 3 C C C 3 asetoni MgBr 2) 3 + 1) C 3 MgBr C C 2) C C C 3 2-fenyyli-2-propanoli 3 C C C 3 asetofenoni 2-fenyyli-2-propanoli 9.11

24 Tehtävä. Ennusta aldolikondensaatiotuote kun lähtöaineena on: (a) propanaali, (b) asetoni. (a) (b) 10.1 Tehtävä. Nimeä seuraavat yhdisteet Tehtävä 1. Kumpi on vahvempi happo, bentsoehappo vai p-nitrobentsoehappo? Ratkaisu: p-nitrobentsoehappo on happamampi, koska nitro-ryhmä on elektroneja puoleensavetävänä ryhmänä stabiloi karboksylaatti-ionin negatiivista varausta ja tämä helpottaa protonin irtoamista. Protonin irrotessa muodostuva p-nitrobentsoaatti on myös stabiilimpi kuin bentsoaatti. Tehtävä 2. Piirrä seuraavien reaktioiden tuotteet (a) bentsoehappo + Na? (b) etikkahappo + N 3?

25 10.4 Tehtävä 3. Aseta seuraavat yhdisteet kasvavan happamuuden mukaiseen järjestykseen: rikkihappo, metanoli, fenoli, p-nitrofenoli, etikkahappo. metanoli (pka=15.54) < fenoli (pka=9.89) < p-nitrofenoli (pka=7.15) < etikkahappo (pka=4.75) < rikkihappo (pka=-5.2) Tehtävä. Kumpi seuraavista on reaktiivisempi hydroksidi-ionin nukleofiiliselle substituutioreaktiolle, asetamidi C 3 CN 2 vai asetyylikloridi C 3 CCl? Koska kloori on elektronegatiivisempi kuin typpi, happokloridin karbonyyli on polaarisempi kuin amidin ja siten asetyylikloridi on reaktiivisempi kuin asetamidi. Tehtävä. Millä kahdella eri tavalla voit valmistaa etyylibensoaattia? + C + C 3 C 2 C C 2 C 3 bentsoehappo etanoli etyylibentsoaattii 10.7 Tehtävä. Kuinka valmistaisit etyylibentsoaattia happokloridista ja alkoholista? C + C 3 C 2 C Cl C 2 C 3 bentsoyylikloridi etanoli etyylibentsoaattii

26 10.8 Tehtävä. Mikä tuote syntyy seuraavassa reaktiossa? 10.9 Tehtävä 1. Piirrä etyyli-3-metyylibutanoaatin saippuoitumisreaktio Tehtävä 1. Mistä amidista valmistaisit bentsyyliamiinia LiAl 4 :lla? Tehtävä 2. Rengasrakenteisia amideja sanotaan laktaameiksi. Mitä tuotetta saat pelkistämällä N- metyylipyrrolidonia? LiAl 4 N C 3 N C 3 N-metyylipyrrolidoni (laktaami) N-metyylipyrrolidiini Tehtävä. Kevlar on polymeeri, jota valmistetaan kuumentamalla 1,4-bentseenidikarboksyylihaposta ja 1,4- bentseenidiamiinista. Esitä Kevlarin rakenne. 1,4-bentseenidikarboksyylihappo tereftaalihappo + 2 N N 2 N Kevlar N n 1,4-diaminobentseeni 11.1

27 Tehtävä 1. Nimeä alla olevat amiinit IUPAC-sääntöjen mukaan. Tehtävä 2. Piirrä seuraavien amiinien rakenteet: (a) N-metyylianiliini (b) Tetraetyyliammoniumbromidi (c) p-bromianiliini N C3 (d) N-etyyli-N-metyylisyklopentyyliamiini C 3 N C 2 C Tehtävä 1. Kumpi on voimakkaampi emäs, aniliini vai p-nitroaniliini? Aniliini on voimakkaampi emäs, koska nitroryhmän elektroneja puoleensavetävä vaikutus tekee p- nitroaniliinin aminoryhmästä heikommin elektroneja luovuttavan ja siten heikomman emäksen. Tehtävä 2. Ennusta seuraaavan reaktion tuote Tehtävä 3. Ennusta kumpi on emäksisempi: Emäksisempi yhdiste on esitetty punaisella (a) C 3 C 2 N 2 vai C 3 C 2 CN 2 Etyyliamiini on emäksisempi kuin propaaniamidi (b) Na vai C 6 5 N 2 Na on emäksisempi kuin aniliini (c) C 3 NC 3 vai C 3 NC 6 5

28 Dimetyyliamiini on emäksisempi kuin N-metyylianiliini (d) C 3 C 3 vai (C 3 ) 3 N Trimetyyliamiini on emäksisempi kuin dimetyylieetteri 11.4 Tehtävä 1. Kuinka valmistaisit dietyyliamiinia ammoniakista? Ammoniakkiin on liitettävä kaksi etyyliryhmää, jotka saadaan ammoniakin reagoidessa kahden etyylihalidimolekyylin kanssa. Tehtävä 2. Mistä amidista voit valmistaa N-etyylisykloheksyyliamiinia? Amidin karbonyyliryhmä voidaan pelkistää LiAl 4 :lla metyleeniryhmäksi (-C 2 -). N- etyylisykloheksyyliamiinissa on vain yksi typpeen liittynyt -C 2 -ryhmä (etyyliryhmä), joten lähtöaineen on oltava N-sykloheksyyliasetamidi. C C 3 N 1) LiAl 4 2) 2 C 2 C 3 N N-sykloheksyyliasetamidi N-etyylisykloheksyyliamiini Tehtävä 3. Mistä nitriilistä voit valmistaa LiAl 4 :lla pelkistämllä butyyliamiinia? Nitriilin CN-ryhmä voidaan pelkistää LiAl 4 :lla primääriseksi amiiniksi (-C 2 N 2 ). Lähtöaine on butaaninitriili. Tehtävä 4. Kuinka valmistat p-metyylianiliinia bentseenistä? Metyyliryhmä saadaan bentseeniin Friedel-Crafts reaktiolla (C 3 Cl/AlCl 3 ). Aminoryhmä saadaan pelkistämällä nitrausreaktiolla saatu nitroryhmä amiiniksi Tehtävä. Piirrä reaktioyhtälö, jossa dietyyliamiini ja asetanhydridi reagoivat muodostaen N,Ndietyyliasetamidia.

29 11.6 Tehtävä. Piirrä reaktioyhtälöt, jossa N-metyylipyrroli reagoi seuraavien reagenssien kanssa. (a) N 3 (b) C 3 Cl, AlCl 3 (c) C 3 CCl, AlCl 3