CHEM-A1200 Kemiallinen rakenne ja sitoutuminen Orgaaninen reaktio Opettava tutkija Pekka M Joensuu
Orgaaniset reaktiot Syyt Pelkkä törmäys ei riitä Varaukset (myös osittaisvaraukset) houkuttelevat molekyylejä yhteen.
Orgaaniset reaktiot Syyt Pieni kertaus elektronegatiivisuuteen Elektronegatiivisuus kuvastaa atomin kykyä vetää puoleensa kemiallisen sidoksen elektroneja. Elektronegatiivisuus kasvaa jaksollisessa järjestelmässä vasemmalta oikealle ja alhaalta ylös; F on elektronegatiivisin atomi. Yleensä käytämme vertailuatomina hiiltä! Ryhmä IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA Jalokaasut Jakso H He 2.1 1 Li Be B C N O F Ne 1.0 1.6 1.8 2.5 3.0 3.4 4.0 2 Na 0.9 Mg 1.3 Al 1.6 Si 1.9 P 2.2 S 2.6 Cl 3.2 Ar 3 K 0.8 Ca 1.0 Ga 1.6 Ge As Se Br 1.8 2.0 2.4 3.0 Kr 4
Orgaaniset reaktiot Syyt Elektronegatiivisuus ja sidoksen polaarisuus Kovalenttinen sidos, jossa sidoselektronit ovat tasaisesti jakaantuneet kahden atomin välillä on ei-polaarinen sidos. Kovalenttinen sidos, jossa sidoselektronit ovat epätasaisesti jakaantuneet kahden atomin välillä on polaarinen sidos tai polaarinen kovalenttinen sidos. + H H C Cl Na Cl Ei-polaarinen kovalenttinen sidos Polaarinen kovalenttinen sidos Ionisidos
Orgaaniset reaktiot Syyt Ei aina varauksia myös orbitaalien sopiva koko voi johtaa reaktioon. Reaktiossa tapahtuu elektronien liikettä Liikettä kuvataan käyrällä nuolella.
Orgaaniset reaktiot Syyt Orbitaalien päällekkäisyydet johtavat reaktioon!!! Reaktion on tapahduttava oikeasta suunnasta. Orbitaalien energiaerot tärkeitä!!! Reaktion on tapahduttava oikeasta suunnasta.
Orgaaniset reaktiot HOMO & LUMO Nyt kaksi tärkeää käsitettä!!! HOMO = Highest occupied molecular orbital LUMO = Lowest unoccupied molecular orbital Mitä lähempänä HOMO ja LUMO ovat energiakaaviossa, sitä voimakkaamman sidoksen ne muodostavat!
Orgaaniset reaktiot Nukleofiilit Nukleofiilit siis luovuttavat elektroneja! Vapaita elektronipareja: Anioneja: tai -sidoksia
Orgaaniset reaktiot Elektrofiilit Elektrofiileillä on matalaenerginen vapaa orbitaali! Protoni on yksinkertaisin esimerkki: Protoni kuvitellaan yleensä vain happona ja niin se onkin, mutta se on myös elektrofiili (siis hapot ovat elektrofiilejä).
Orgaaniset reaktiot Karbonyyli
Orgaaniset reaktiot Reaktio Myös * voi olla elektrofiili! Vain * energia ratkaisee!
Orgaaniset reaktiot Piirtäminen Piirrä selkeästi! Neutraalit molekyylit: Jonkin sidoksen on hajottava Reaktion kokonaisvaraus säilyy:
Orgaaniset reaktiot Piirtäminen Elektronit voivat myös liikkua molekyylin sisällä! Ja jälleen kerran käyrät nuolet liikuttavat niitä.
Orgaaniset reaktiot Piirtäminen 1. Jakson aineilla vain 8 elektronia max! Valenssit kuntoon
Orgaaniset reaktiot Piirtäminen 2. Jakson aineilla vain 8 elektronia max! Valenssit kuntoon
Additio karbonyyliin Orbitaalit Muutama tärkeä pointti: Reaktio on kaksivaiheinen: 1) additio 2) protonointi
Additio karbonyyliin Orbitaalit
Additio karbonyyliin Lumo Orbitaalit Lumo oli helppo löytää, mutta miksi syanidi hyökkää hiilellä?
Additio karbonyyliin Hybridisaatiot muuttuvat! Orbitaalit
Additio karbonyyliin Syanohydridin muodostus Orbitaalit Tasapainoreaktio Steerinen efekti/ Steerinen este
Additio karbonyyliin Bürgi-Dunitz projektio. Reaktion suunta Kulma on kompromissi parhaasta orbitaalien päällekkäisyyksistä ja Nuja -sidoksen repulsiosta!
Additio karbonyyliin Hydridin additio. Hydridin additio Otetaan avuksi borohydridi!
Additio karbonyyliin Hydridin additio. Hydridin additio
Additio karbonyyliin Mitkä ryhmät pelkistyvät? Aldehydit ja ketonit Hydridin additio Selektiivinen pelkistys
Additio karbonyyliin Litium yhdisteet tai Grignard. Alkyylin additio
Additio karbonyyliin Formaldehydi NMR? Veden additio Hydraatit
Additio karbonyyliin Veden additio Veden additio Hemiasetaalit
Additio karbonyyliin Hemiasetaalit Veden additio
Additio karbonyyliin Eri reaktiomekanismit Happo & Emäs
Additio karbonyyliin Eri reaktiomekanismit Vetysulfiitti