Organska kiseonična jedinjnja 2

Etri

To su jedinjenja opšte formule R-O-R, odnosno Ar-O-Ar ili Ar-O-R. Mogu se smatrati derivatima vode kod kojih su oba vodonikova atoma u molekulu vode zamenjena alkil- ili aril-grupama.

Nomenklatura
Etri se obično nazivaju tako što se ispred reči etar stavljaju imena odgovarajućih alkil- ili aril-grupa. Prema IUPAC nomenklaturi etri se nazivaju kao derivati alkana kod kojih je jedan H-atom zamenjen -O-R (alkoksi) grupom (alkil-oksi).
Kada se kaže samo etar, uvek se podrazumeva dietil-etar.

Dobijanje
1) Dejstvom alkil-halogenida na natrijum-alkoksid (alkoholat) ili natrijum-fenoksid (fenolat):

R-O-Na⁺ + R-X ---> R-O-R + Na⁺X^-

Ar-O-Na⁺ + R-X ---> Ar-O-R + Na⁺X^-

2) Dehidratacija alkohola - iz dva molekula alkohola u prisustvu sulfatne kiseline dobija se etar:

Fizičke osobine - za razliku od alkohola etri ključaju na niskim temperaturama. Niži etri su gasovi ili lako isparljive tečnosti. Etri su dobri rastvarači za mnoga organska jedinjenja a ne rastvaraju se u vodi. Lakši su od vode.

Hemijske osobine - etri su nereaktivna jedinjenja.Međutim, u jako kiseloj sredini, proton kiseline se vezuje za slobodni elektronski par na kiseoniku etarske veze i nastaju odgovarajuće oksonijum soli:

Etri su prema tome slabe baze.

Najpoznatiji etri: dietil-etar, divinil-etar (vineten), metil-propil-etar (neotil), tetrahidrofuran, 1,4-dioksan.

Aldehidi i ketoni

Aldehidi i ketoni su kiseonična jedinjenja koja sadrže karbonilnu grupu.

Aldehidi su jednijenja kod kojih je ugljenikov atom karbonilne grupe vezan za jedan vodonikov atom i jednu alkil- ili aril-grupu:

Opšta formula: RCHO

Nomenklatura - prema IUPAC sistemu imena acikličnih aldehida se izvode tako što se na ime alkana koji sadrži isti broj C-atoma doda nastavak -al.
                           - kada je grupa vezana za prsten, prema IUPAC sistemu, upotrebljava se sufiks -karbaldehid.

Ketoni su jedinjenja kod kojih je ugljenik karbonilne grupe vezan za dve alkil- ili aril-grupe:

Opšta formula: RCOR

Nomenklatura - prema IUPAC sistemu imena ketona se izvode tako što se na ime alkana sa istim brojem C-atoma doda nastavak -on, a C-atom za koji je vezan kiseonik obeležava se brojem.

Dobijanje aldehida i ketona:
1) Oksidacijom alkohola (kliknite OVDE za reakciju)
2) Hidratacijom alkina (uz živa(II)-soli) (kliknite OVDE za reakciju)
3) Termičko razlaganje metalnih soli karboksilnih kiselina:

Ca(CH₃COO)₂ ---> CaCO₃ + CH₃C(O)CH₃

Priroda karbonilne grupe - dvostruka veza karbonilne grupe, C=O, sastoji se iz jedne sigma i jedne pi-veze. Karbonilna grupa je polarna (kiseonik je delimično negativan a ugljenik je delimično pozitivan). Ugljenik je sp2 hibridizovan i koristi sp2 hibridizovane orbitale za građenje tri sigma veze koje su pod uglovima od 120stepeni.

Fizičke osobine - aldehidi i ketoni su polarna jedinjenja i zbog toga ključaju na višim temperaturama nego nepolarni alkani istih molekulskih masa. Osim toga, aldehidi i ketoni ključaju niže od alkohola iz kojih postaju oksidacijom.

Reakcije:
A) ADICIJA - nukleofilna
1. Hidrogenovanje (uz Ni, Pt ili Pd kao katalizator):

aldehidi ----> primarni alkoholi

ketoni ----> sekundarni alkoholi

2. Hidratacija - nastaju nestabilni dioli

3. Adicija alkohola
    a) 1 mol alkohola, neutralna sredina - nastaju poluacetali/poluketali:

   b) 2 mol alkohola, uz gasoviti HCl - nastaju acetali/ketali:

4. Sa amonijakom - nastaju imini, a uz vodonik amini:
5. Sa hidroksiaminom - nastaju oksimi

6. Sa HCN - nastaju cijanohidrini (oksinitrili) / uz kiseline nastaju oksikiseline sa jednim ugljenikom više:

7. Polimerizacija aldehida u kiseloj sredini - nastaje etar:

8. Aldolna adicija (kondenzacija): - u baznoj sredini nastaje aldol sa dva puta više C-atoma
                                                      - javlja se kod aldehida sa bar 1 C-atomom
                                                      - metanal sam ne gradi aldole ali sa nekim drugim alddehidom ih gradi
                                                      - ketoni grade aldole samo sa nekim aldehidima
                                                      - aromatični aldehidi ne grade aldole

                                                      - nastali aldol se blagim zagrevanjem prevodi u nezasićeno jedinjenje:

9. Sa natrijum-hidrogensulfitom:

10. Grinjarova reakcija - nastaju alkoholi:

B) OKSIDACIJA
1. Sa blagim oksidacionim sredstvima - samo aldehidi
    a) Tolensov reagens (amonijačni rastvor srebro(I)-oksida)
 - nastaju amonijačne soli kiseline sa istim brojem C-atoma i srebrno ogledalo (elementarno srebro):

CH₃CHO + 2Ag(NH₃)₂OH ---> CH₃COONH₄ + 2Ag + H₂O + NH₃

   b) Felingov reagens (soli bakra sa NaOH) - nastaju natrijumove soli i bakar-oksid (crveni talog):

CH₃CHO + 2CuSO₄ + 5 NaOH ---> CH₃COONa + 3H₂O + Cu₂O + 2Na₂SO₄

Tolensovi i Felingovu reakciju pokazuju aldehidi, monosaharidi i redukujući disaharidi kao i metanska kiselina.

2. Sa jakim oksidacionim sredstvima
Aldehidi - nastaju kiseline sa istim brojem C-atoma:

R-CHO ---> R-COOH

Ketoni - nastaje više kiselina sa manjim brojem C-atoma

a) Jodoformska reakcija - pokazuju je etanol, sekundarni alkoholi sa metil-grupom, metanal (jedini aldehid) i metil-ketoni: