Χάρτης οργανικών αντιδράσεων

Με μια ματιά

Προσδιορίζεις κάθε ένωση ενός χάρτη οργανικών αντιδράσεων εξετάζοντας μαζί όλες τις εισερχόμενες και εξερχόμενες αντιδράσεις της. Ελέγχεις τον αριθμό ατόμων άνθρακα, τη χαρακτηριστική ομάδα, το αντιδραστήριο, τη συνθήκη και τη στοιχειομετρία και απορρίπτεις κάθε δομή που συγκρούεται με άλλον κλάδο ή παρατήρηση. Συνδέεις μόνο τις αντιδράσεις της ενότητας 7.3 και, από την οργανική σύνθεση της ενότητας 7.4, μόνο την αλογονοφορμική αντίδραση.

2Κεντρική ιδέα

Σε έναν χάρτη οργανικών αντιδράσεων προσδιορίζεις κάθε ένωση από όλες τις εισερχόμενες και εξερχόμενες αντιδράσεις της. Ελέγχεις σε κάθε κλάδο τον αριθμό ατόμων άνθρακα, τη χαρακτηριστική ομάδα, το αντιδραστήριο, τη συνθήκη και τη στοιχειομετρία. Απορρίπτεις μια τοπικά πιθανή δομή όταν συγκρούεται με άλλον κλάδο ή με μια παρατήρηση. Συνδέεις αντιδράσεις που επιτρέπονται από την ενότητα 7.3. Από την οργανική σύνθεση της ενότητας 7.4 χρησιμοποιείς μόνο την αλογονοφορμική αντίδραση.

3Εξήγηση

Ξεκινάς από τον κόμβο με τους περισσότερους περιορισμούς. Διαβάζεις μαζί όλα τα βέλη που καταλήγουν σε αυτόν και όλα τα βέλη που ξεκινούν από αυτόν. Για κάθε βέλος καταγράφεις τη χαρακτηριστική ομάδα πριν και μετά την αντίδραση, το αντιδραστήριο και τη συνθήκη.

Σε αλκυλαλογονίδιο ξεχωρίζεις πρώτα τον διαλύτη. Με υδατικό υδροξείδιο του νατρίου επιλέγεις αντίδραση υποκατάστασης και αντικαθιστάς το αλογόνο με υδροξύλιο. Με αλκοολικό υδροξείδιο του νατρίου επιλέγεις αντίδραση απόσπασης και σχηματίζεις πολλαπλό δεσμό.

Σε αντίδραση υποκατάστασης αλκυλαλογονιδίου παρακολουθείς και τον αριθμό ατόμων άνθρακα. Διατηρείς τον άνθρακα που εισάγει το κυανιούχο ή το ακετυλίδιο. Με υδρόλυση του νιτριλίου οδηγείσαι στο αντίστοιχο προϊόν υδρόλυσης.

Σε κλάδο με αντιδραστήριο Grignard σχηματίζεις πρώτα το αντιδραστήριο από οργανικό αλογονίδιο και μαγνήσιο σε απόλυτο αιθέρα. Δεν προσθέτεις νερό σε αυτό το στάδιο, επειδή το νερό καταστρέφει το αντιδραστήριο και δίνει υδρογονάνθρακα. Προσθέτεις το αντιδραστήριο στην καρβονυλική ένωση και χρησιμοποιείς νερό μόνο μετά την προσθήκη, ώστε να πάρεις την αλκοόλη. Ελέγχεις συγχρόνως την τάξη της αλκοόλης και το άθροισμα των ατόμων άνθρακα. Από μεθανάλη παίρνεις πρωτοταγή αλκοόλη, από άλλη αλδεΰδη δευτεροταγή και από κετόνη τριτοταγή.

Σε καρβονυλική ένωση αναγνωρίζεις και 2 ακόμη διαδρομές. Με προσθήκη υδρογόνου μετατρέπεις αλδεΰδη ή κετόνη σε αλκοόλη. Με προσθήκη υδροκυανίου σχηματίζεις κυανοϋδρίνη και με υδρόλυση της νιτριλομάδας παίρνεις το αντίστοιχο υδροξυκαρβοξυλικό οξύ.

Σε εστέρα χρησιμοποιείς την υδρόλυση για να πάρεις οξύ και αλκοόλη. Στην αντίστροφη, όξινα καταλυόμενη ισορροπία, συνδυάζεις οξύ και αλκοόλη για να σχηματίσεις εστέρα. Διατηρείς τον συνολικό αριθμό ατόμων άνθρακα και εξετάζεις χωριστά το τμήμα του οξέος και το τμήμα της αλκοόλης.

Σε αλογονοφορμική αντίδραση μιας θετικής αλκοόλης τοποθετείς πρώτα την οξείδωση προς την καρβονυλική ένωση. Έπειτα αποδίδεις τη μεθυλομάδα δίπλα στο δραστικό καρβονύλιο στο αλογονοφόρμιο και το υπόλοιπο ανθρακικό τμήμα στο καρβοξυλικό ανιόν. Καθορίζεις και τα 2 προϊόντα που περιέχουν άνθρακα πριν εξισορροπήσεις τα αντιδραστήρια.

4Επιλέγεις αντίδραση από τη συνθήκη

Σκέψου το επόμενο βήμα πριν το ανοίξεις.

1. Δείξε το βήμα 1

   Συναντάς έναν κλάδο αλκυλαλογονιδίου με υδατικό υδροξείδιο του νατρίου και επιλέγεις αντίδραση υποκατάστασης.

2. Δείξε το βήμα 2

   Αντικαθιστάς το αλογόνο με υδροξύλιο και καταλήγεις σε αλκοόλη.

3. Δείξε το βήμα 3

   Συναντάς δεύτερο κλάδο του ίδιου αλκυλαλογονιδίου με αλκοολικό υδροξείδιο του νατρίου και επιλέγεις αντίδραση απόσπασης.

4. Δείξε το βήμα 4

   Αφαιρείς τα κατάλληλα άτομα ή ομάδες και καταλήγεις σε ένωση με πολλαπλό δεσμό.

5. Δείξε το βήμα 5

   Γράφεις σε κάθε απάντηση αν το υδροξείδιο του νατρίου είναι υδατικό ή αλκοολικό και ξεχωρίζεις τους 2 κλάδους.

5Ελέγχεις 3 διαδρομές Grignard

Ζητάς δευτεροταγή αλκοόλη με 5 άτομα άνθρακα και εξετάζεις 3 προτεινόμενες κατανομές άνθρακα.

Σκέψου το επόμενο βήμα πριν το ανοίξεις.

1. Δείξε το βήμα 1

   Εξετάζεις μεθανάλη και οργανική ομάδα με 4 άτομα άνθρακα, βρίσκεις συνολικά 5 άτομα άνθρακα, αλλά απορρίπτεις τη διαδρομή επειδή η μεθανάλη δίνει πρωτοταγή αλκοόλη.

2. Δείξε το βήμα 2

   Εξετάζεις αλδεΰδη με 2 άτομα άνθρακα και οργανική ομάδα με 3 άτομα άνθρακα, βρίσκεις συνολικά 5 άτομα άνθρακα και κρατάς τη διαδρομή επειδή η αλδεΰδη δίνει δευτεροταγή αλκοόλη.

3. Δείξε το βήμα 3

   Εξετάζεις κετόνη με 3 άτομα άνθρακα και οργανική ομάδα με 2 άτομα άνθρακα, βρίσκεις συνολικά 5 άτομα άνθρακα, αλλά απορρίπτεις τη διαδρομή επειδή η κετόνη δίνει τριτοταγή αλκοόλη.

4. Δείξε το βήμα 4

   Σχηματίζεις το κατάλληλο αντιδραστήριο Grignard από οργανικό αλογονίδιο και μαγνήσιο σε απόλυτο αιθέρα.

5. Δείξε το βήμα 5

   Προσθέτεις το αντιδραστήριο στην αλδεΰδη και χρησιμοποιείς νερό μόνο μετά την προσθήκη, οπότε καταλήγεις στη ζητούμενη δευτεροταγή αλκοόλη.

6. Δείξε το βήμα 6

   Ελέγχεις τη διαδρομή απέναντι σε κάθε άλλο βέλος του χάρτη και την απορρίπτεις αν κάποιος άλλος κλάδος απαιτεί διαφορετική δομή.

6Συχνά λάθη

• Προσδιορίζεις μια ένωση από ένα μόνο βέλος και αγνοείς έναν άλλο κλάδο που αποκλείει τη δομή σου.
• Χρησιμοποιείς υδατικό και αλκοολικό υδροξείδιο του νατρίου σαν να οδηγούν στην ίδια αντίδραση.
• Προσθέτεις νερό κατά τον σχηματισμό του αντιδραστηρίου Grignard και καταστρέφεις το αντιδραστήριο πριν από την προσθήκη στην καρβονυλική ένωση.
• Δέχεσαι μια διαδρομή Grignard μόνο επειδή συμφωνεί ο αριθμός ατόμων άνθρακα και δεν ελέγχεις αν η αλκοόλη είναι πρωτοταγής, δευτεροταγής ή τριτοταγής.
• Χρησιμοποιείς ως ανεξάρτητη μέθοδο μια αποκλεισμένη διαδρομή οργανικής σύνθεσης της ενότητας 7.4.
• Στην αλογονοφορμική αντίδραση αποδίδεις τη μεθυλομάδα στο καρβοξυλικό ανιόν αντί στο αλογονοφόρμιο.