1.Vrste,Svojstva i Nomenklatura Org.spojeva

ORGANSKA KEMIJA

Sveučilište u ZagrebuPrehrambeno-biotehnološki fakultet

Laboratorij za organsku kemiju

Predavač: Doc. dr. sc. Veronika Kovač

11-cis-retinal(apsorbira svjetlo u ljudskom oku)

serotonin(ljudski transmitor)

D-glukoza(energija potrebna ljudskom tijelu)

2

NASTAVA IZ ORGANSKE KEMIJE

PREDAVANJA: petak, 11:15 – 12:45 sati, Velika predavaona

SEMINARI: četvrtak, 14:00 – 14:45 sati, Velika predavaonaponedjeljak, 9:00 – 9:45 sati, Predavaona 5 (ponavljači)

VJEŽBE: ponedjeljak, 11:00-15:00 sati (skupina PB), početak 25.02.2013.utorak, 9:00-13:00 sati (skupina P3), početak 19.02.2013.srijeda, 9:00-13:00 sati (skupina P1) početak 20.02.2013.srijeda, 9:00-13:00 sati (skupina P2) početak 27.02.2013.

Popis grupa: vidi na web stranici PBF-a

KONZULTACIJE: ponedjeljak, 13:00-14:00 sati

STUDIJ: Prehrambena tehnologijaAkademska godina: 2012/13.

Semestar: ljetni

3

1. VRSTE, SVOJSTVA I NOMENKLATURA ORGANSKIH SPOJEVA

4

DEFINICIJA ORGANSKE KEMIJE

� 1807. Berzelius:ORGANSKI SPOJEVI - spojevi od kojih je građena živa materija,

nosioci životne esencije (“vis vitalis”)ANORGANSKI SPOJEVI - izvedeni iz minerala, nemaju životnu snagu

� 1828. Wöhler: sintetizirao prvi organski spoj iz anorganskog materijala

NH4OCN∆

C

O

NH2H2N

+

amonijev cijanat urea

� 1848. Gmelin: Organska kemija je kemija ugljikovih spojeva

5

DEFINICIJA ORGANSKE KEMIJE

� proteini, enzimi, vitamini, lipidi, ugljikohidrati, nukleinske kiseline(u živom organizmu); organske tvari u hrani, lijekovima, odjeći(pamuk, vuna, svila) i energiji (prirodni plin, nafta)

� XIX/ XX st. razvoj sintetske kemije – polimeri, farmaceutika, pesticidi, gnojiva, eksplozivi; približno 35 mil. organskih spojeva

POSEBNOST ATOMA UGLJIKA

4. grupa, 2. perioda

(četverovalentnost)

središnji položaj(mogućnost vezanjas el.(+) i el.(-) spojevima;stvara kemijske veze sa:O, N, S, P, X, H

mogućnostsamopovezivanja (ugljikovi lanci i prsteni)

pojava izomerije (spojeviiste mol. formule pokazuju razl. svojstva)PERIODNI SUSTAV ELEMENATA

7

ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA UGLJIKA

L

K

C-atom (raspodjelaelektrona po ljuskama)

Elektronska konfiguracija: raspodjelaelektrona po orbitalama

Elektronska konfiguracija atoma ugljika:

4 elektrona u vanjskoj(valentnoj) ljusci

K-ljuska

L-ljuska

1s 2

2s 2

2p 2

8

HIBRIDIZACIJA ATOMA UGLJIKA

� ugljik ne može postići konfiguraciju plemenitog plina primanjem iliotpuštanjem 4 elektrona:

C + 4e- → C4-

C → C4+ + 4e-

� posljedica – HIBRIDIZACIJA (križanje) - nastaju HIBRIDNE ORBITALE (veće preklapanje atomskih orbitala, jača veza, stabilnija struktura,niža energija)

� 3 vrste hibridnih orbitala: sp3, sp2 i sp

sp3 HIBRIDIZACIJA

križanjemjedne s-orbitale i tri p-orbitale

px py pz

E

1s

2s

2p

osnovno stanje

py pz

1s

2s

2p

px

pobuđeno stanje

1s

2sp3

hibridizacija

nastaju četiri sp3

hibridne orbitale

HIBRIDIZACIJA

sp3-hibridizirani C-atom(tetraedarska geometrija)

sp3

sp3sp3

sp3

109,5°

Atomi u C-C vezi sp3 hibridizirani!!

E

1s

2s

2p

osnovno stanje

py pz

1s

2s

2p

px

pobuđeno stanje

px py pz

sp2 HIBRIDIZACIJA

1s

2sp2

hibridizacija

2p

križanjemjedne s- i 2 p-orbitale

nastaju tri sp2

hibridne orbitale

nehibridizirana p-orbitala

HIBRIDIZACIJA

sp2-hibridizirani C-atom (trigonalna planarnastruktura)

120°sp2

sp2

sp2

p

Atomi u C=C vezi sp2 hibridizirani!!

E

1s

2s

2p

osnovno stanje

py pz

1s

2s

2p

px

pobuđeno stanje

px py pz

sp HIBRIDIZACIJA

1s

2sp

hibridizacija

2p

križanjemjedne s- i jedne p-orbitale

nastaju dvije sphibridne orbitale

sp-hibridizirani C-atom(linearna geometrija,kut 180 °)

spsp

p

p

Atomi u C≡C vezi sp hibridizirani!!

2 nehibridizirane p-orbitale

HIBRIDIZACIJA

12

PODJELA ORGANSKIH SPOJEVA

� Prema osnovnim svojstvima:

o Aciklički (alifatski) UV

o Ciklički UV

Aliciklički

Aromatski

o Heterociklički spojevi

N O

13

PODJELA ORGANSKIH SPOJEVA

� Prema kemijskim vezama:

o Zasićeni

o Nezasićeni

� Prema supstituciji:

o Nesupstituirani

o Supstituirani

Ugljikovodični supstituenti

Heteroatomni supstituenti(funkcijske skupine)

O

14

ALKANI (parafini, zasićeni ugljikovodici)

� Sastoje se od atoma ugljika i vodika povezanih jednostrukom vezom

� Empirijska formula: CnH2n+2 n = broj atoma ugljika

Cikloalkani: CnH2n

� Atom ugljika sp3 hibridiziran

� Preklapanjem sp3 hibridne orbitale UGLJIKA i 1s orbitale VODIKA nastajekovalentna σσσσ veza

metan (CH4)

C

H

H H

H≡≡≡≡

109,5 °

σσσσ veza nastalapreklapanjem sp3-s

sp3-hibridizirani C-atom

15

ALKANI (parafini, zasićeni ugljikovodici)

≡≡ ≡≡

C C

H

H

H

HH

H

etan

σσσσ veza nastalapreklapanjem sp3-s

σσσσ veza nastalapreklapanjem sp3-sp3

16

ALKANI (parafini, zasićeni ugljikovodici)

� Čine HOMOLOGNI NIZ

Svaki idući ima jednu –CH2 – (metilensku) skupinu više

� Nazivi alkana završavaju nastavkom -an

Nomenklatura (nazivlje) alkana i cikloalkana

1. Osnov imena: najdulji lanac C-atoma u molekuli

2. Pobočnim ograncima se naziv odredi prema imenu alkana s istim brojem C-atoma, a nastavak –an se zamjenjuje sa –il

CH3– metilCH3CH2– etilopćenito R– alkil

3. C-atomi u najduljem lancu se numeriraju takoda atom na koji je vezana alkilna skupina ima najmanji mogući broj

4. Imena pobočnih lanaca dolaze u obliku prefiksa ispred imena najduljeg lanca

5. Kada ima više istih alkilnih skupina koristi se prefiks –di, -tri, -tetra, -penta itd.

6. Ako ima više različitih alkilnih skupina navodese abecednim redom

CH3 CH

CH2

CH CH3

CH3

CH3

1 2 3

45

2,3-dimetilpentan

3-etil-2-metilpentan

CH3 CH

CH2

CH CH2

CH3

CH3

CH3

1 2 3 4 5

3-metilpentan

CH3 CH

CH2

CH2 CH3

CH31 2

345

18

Nomenklatura (nazivlje) alkana i cikloalkana

� Cikloalkani:

CH3

C2H5

1

21-etil-2-metilciklopentan

butil- izobutil- sec-butil- tert-butil-

� Polutrivijalna imena alkila:

CH3

(CH2)n

CH

CH3

(n = 0, 1, 2...) izoalkil

19

Fizikalna svojstva alkana (Pine, tabl. 3.1., str.52)

� nepolarni spojevi međusobno povezani slabim intermolekulskimVan der Waalsovim silama (Londonove sile)

� C1 – C4 plinoviC5 – C15 tekućine

> krutinepri sobnojtemperaturi

� Topljivost: u nepolarnim otapalima (“slično otapa slično”)

Kemijska svojstva alkana

� Slabo reaktivni – visokotemperaturne ili UV-reakcije

� Kemijske pretvorbe alkana u nafti radi poboljšanja iskorištenja ikakvoće benzina – izomerizacija, krekiranje, alkiliranje

ALKENI (olefini, nezasićeni ugljikovodici)

� Empirijska formula: CnH2n

� Spojevi s jednom ili više dvostrukih veza

� Atom ugljika sp2 hibridiziran

o dvostruka veza sastavljena od 1 σ-veze i 1 π veze

C C

H

H H

Heten

120 °

π/2

π/2

21

ALKENI (olefini, nezasićeni ugljikovodici)

� Čine HOMOLOGNI NIZ: CH2=CH2 (eten), CH3CH=CH2 (propen)...

Fizikalna svojstva alkena (Pine, tabl. 3.4., str.60)

� Slična alkanima (tv, tt, topljivost)

� Zbog ograničene rotacije oko dvostruke veze stvaraju geometrijske cis- i trans-izomere

Kemijska svojstva alkena

� Vrlo reaktivni (reaktivnost uvjetovana π-vezom)

o Karakteristične reakcije ADICIJE na = vezu

� Nazivi alkena završavaju nastavkom -en

22

ALKINI (acetileni)

� Spojevi s jednom ili više trostrukih veza

� Empirijska formula: CnH2n-2

� Atom ugljika sp hibridiziran

o trostruka veza sastavljena od 1 σ-veze i 2 π veze

C CH H

etin

Bočnim preklapanjem nehibridiziranih p

orbitala nastaju dvijeππππ veze

23

� Slična alkenima (reakcije ADICIJE)

Fizikalna i kemijska svojstva ALKINA

� Slabo kiseli spojevi (kiseliji od alkena i alkana) – soli acetilidi

CH≡CH + NaNH2 CH≡CNa + NH3

jača kiselina od amonijaka

� Čine HOMOLOGNI NIZ: CH≡CH (etin), CH3C≡CH (propin)...

� Nazivi alkina završavaju nastavkom -in

ALKINI (acetileni)

natrijev acetilid

24

Nomenklatura (nazivlje) (ciklo)alkena i alkina

1. Glavni lanac: lanac sa najviše nezasićenih veza, a zatim sa najviše C-atoma u molekuli, pri čemudvostruka veza ima prednost pred trostukom

2. Što manji broj nezasićenim vezama

3. Što manji broj dvostrukim vezama

4. Što manji broj bočnim lancima

CH3 CH

CH

CH2 CH

CH2

CH2CH2

1 2

3 4 5

3-propilpenta-1,4-dien

CH3 CH

CH

CH C

CH2

CHCH

1 2

3456

3-etinilheksa-1,4-dien

3-etilciklopenten

1

2

3 CH2CH3

45

4-propilheks-1-en-5-in

CH3 CH

C

CH2 CH

CH

CH2CH2 CH2

1234

56

25

SPOJEVI S FUNKCIJSKIM (karakterističnim) SKUPINAMA

SPOJEVI S KISIKOM: R=(ciklo)alkil, alkenil, aril

Alkoholi R-OH -hidroksilna skupina

Eteri R-O-R’ -eterska skupina

Aldehidi -aldehidna skupina

Ketoni -keto skupina

Karboksilne

kiseline -karboksilna skupina

Anhidridi -anhidridna skupina

Esteri -esterska skupina

Acilhalogenidi -acilna skupina X = halogen (Cl, Br, I...)

R-C

O

H

R-C

O

OH

R-C

O

OC-R

O

R-C

O

OR'

R-C

O

X

R-C

O

R

karbonili (-C=O)

26

SPOJEVI S DUŠIKOM: R=(ciklo)alkil, alkenil, aril

Amini R-NH2 -amino skupina

Amidi - amidna skupina

Nitrili R-C≡N -cijano skupina

R-C

O

NH2

SPOJEVI S FUNKCIJSKIM (karakterističnim) SKUPINAMA

27

SPOJEVI S FUNKCIJSKIM (karakterističnim) SKUPINAMA

Supstitucijska: metanol

Funkcijsko-razredna: metil-alkohol

CH3OH

� NOMENKLATURA:

(ime osnovne + ime karakteristične skupine)

(ime supstituenta + razredno ime)

28

SPOJEVI S FUNKCIJSKIM (karakterističnim) SKUPINAMA

CH

NO2

CH3CH3 CH2

o Supstitucijska nomenklatura

Karakteristična skupina Prefiks

–Br brom-

– F fluor-

– I jod-

– Cl klor-

– NO nitrozo-

– NO2 nitro-

� Karakteristične skupine – prefiksi

CH3—CH2—CH2—Cl 1-klorpropan

2-nitrobutan

123

1 2 3 4

29

SPOJEVI S FUNKCIJSKIM (karakterističnim) SKUPINAMA

� Karakteristične skupine kao prefiksi i sufiksi – glavna skupina

Vrsta spoja Formula Prefiks Sufiks

karboksilne kiseline

–CO2H

–(C)O2H

karboksi-

–

-karboksilna kiselina

-ska kiselina

sulfonske kiseline

–SO3H sulfo- -sulfonska kiselina

esteri–CO2R

–(C)O2R

R-oksikarbonil-

–

R...-karboksilat

R...-oat

acil-

-halogenidi

–COHal

–(C)OHal

halogenkarbonil-

–

-karbonil-halogenid

-oil-halogenid

amidi–CONH2

–(C)ONH2

-karbamoil-

–

-karboksamid

-amid

aldehidi–CHO

–(C)HO

formil-

okso-

-karbaldehid

-al

ketoni (C)═O okso- -on

alkoholi –OH hidroksi- -ol

30

� Karakteristične skupine kao sufiksi

SPOJEVI S FUNKCIJSKIM (karakterističnim) SKUPINAMA

CH3—CH2—COOH propanska kiselina123

COOH

cikloheksankarboksilna kiselina

SO3H

1

23

4 butan-2-sulfonska kiselina

CH2=CH–COOCH2CH3 etil-prop-2-enoat123

12

3 COOCH3

4 5

metil-ciklopent-2-en-1-karboksilat

31

SPOJEVI S FUNKCIJSKIM (karakterističnim) SKUPINAMA

2-metilpropanamidCH

CH3

CH3 CONH2

123

CH2=CH–C≡≡≡≡C–CHO but-4-en-2-inal12345

CHOciklopropankarbaldehid

CH3—CO—CH2—CH3 butan-2-on1 2 3 4

� Glavna karakteristična skupina

CH3—CO—CH2—COOH 3-okso-butanska kiselina1234

CONH2HO 12

33-hidroksicikloheksan-1-karboksamid

SPOJEVI S FUNKCIJSKIM (karakterističnim) SKUPINAMA

o Funkcijsko-razredna nomenklatura

Razred PrimjerSupstituent

(ime supstituenta)

Razredno

imeCjelokupno ime

halogenid CH3CO–ClCH3CO–

(acetil)

–Cl

(klorid)acetil-klorid

nitril C2H5–C≡NC2H5–

(etil)–C≡N

(cijanid)etil-cijanid

keton CH3–CO–CH3

CH3–, CH3–

(dimetil)

C=O

(keton)dimetil-keton

alkohol CH3–OHCH3–

(metil)–OH

(alkohol)metil-alkohol

eter C2H5–O–C2H5

C2H5–, C2H5–

(dietil)–O–

(eter)dietil-eter

33

ALKOHOLI I FENOLI

� opća formula: R-OH alkoholi R = (ciklo)alkil, alkenil..Ar-OH fenoli Ar(aril) = fenil, naftil

� sadrže jednu ili više hidroksilnih (-OH) skupina

� nazivu ugljikovodika dodaje se nastavak -ol

npr: CH3OH (MeOH) – metanol (metil-alkohol);

CH3CH2OH (EtOH) – etanol (etil-alkohol);

OH

(PhOH, C6H5OH) – fenol (fenil-alkohol);

CH2OH

(BzOH, C6H5CH2OH) – benzil-alkohol

CH OHCH3

CH3

(i-PrOH) – propan-2-ol (izopropil-alkohol);

34

ALKOHOLI I FENOLI

� prema C-atomu na koji je vezana OH-skupina razlikujemo:

1° alkohol 2° alkohol 3° alkohol

CH3CH2CH2CH2OH

butanolbutil-alkohol

(BuOH)

CH2 OHCH3 CH

CH3

butan-2-olsec-butil-alkohol

sec-butanol

CH3 OHC

CH3

CH3

2-metilpropan-2-oltert-butil-alkohol

tert-butanol

35

ALKOHOLI I FENOLI

� viševalentni alkoholi (dvije ili više OH skupina)

CH2CH2

OH OH

CHCH2 CH2

OH OHOH

etan-1,2-diol(etilen-glikol)

ANTIFRIZ

propan-1,2,3-triol(glicerol)

komponenta MASTI i ULJA

36

Fizikalna svojstva alkohola

� OH-skupina je polarna (vodik vezan na elektronegativni kisik), pase molekule alkohola međusobno vežu VODIKOVIM VEZAMA

H-veza u etanolu

� Zbog jačih privlačnih sila među molekulama imaju razmjernovisoke temp. vrelišta (viša od alkana sličnih Mr)

• metanol Mr =32 tv = 78 °C

• etan Mr =30 tv = -89 °C

jačina veze ~ 20kJ/ mol

H-veza

δ+

δ¯δ¯ δ+

37

Fizikalna svojstva alkohola

� stvaraju vodikove veze i s vodom - hidratacija (solvatacija)

δ¯

δ+

:::

• u vodi su topivi niži alkoholi (u višimdolazi do izražaja hidrofobni ugljikovod.lanac)

• butanol slabo topiv, a od C6 netopivi

� REAKTIVNOST: kao slabe BAZE (B) i slabe KISELINE (A)

OH + HR+

OH2R+

B

B

A

OH + BR_

A

O + HBR

_

alkoksid-ion

� Reakcije OKSIDACIJE i REDUKCIJE

38

ETERI

� opća formula: R-O-R’ R, R’ = (ciklo)alkil, alkenil, aril..

simetričnieteriR = R’

asimetrični eteriR ≠ R’

� alkoksi derivati alkana (RO- = alkoksi skupina)

H2C = CH—O—CH3 metil-vinil-eter (metoksieten)

Ph—O—Ph difenil-eter (fenoksibenzen)

Et—O—Et dietil-eter (etoksietan)

i-Pr—O—i-Pr diizopropil-eter (2-izopropoksipropan)

cikličkieteri

R, R’- u prstenu

O

tetrahidrofuran (THF) 18-kruna-6

39

ETERI - svojstva

nema H-veza

� slabo polarni spojevi,dipolni moment μ = 1,18 D

� molekule međusobno povezane slabom dipol-dipol vezom (nemogućnost H-veza)

�

H

H

H-veza s vodom(hidratacija)

δ+

δ¯ δ¯

40

� REAKTIVNOST: slaba (analogna ROH, djeluju kao BAZE)

ETERI - svojstva

� Zbog slabih privlačnih sila među molekulama imaju niža vrelištaod alkohola: t

vROH >> t

vROR ≥≥≥≥ t

vRH

� Koriste se kao OTAPALA za organske spojeve (ne miješaju se svodom, manje gustoće od vode)

eter

H-veza >> dipol-dipol > Londonove

privlačenja sile

PRIVLAČNE SILE:

41

AMINI I KVATERNE AMONIJEVE SOLI

� derivati amonijaka (NH3)

� u reakciji s kiselinama stvaraju kvaterne amonijeve soli

primarni(1°)

sekundarni(2°)

tercijarni(3°)

R R R R

R

R

+

R = aril, alkil, alkenil...

baza kiselina

� dušik sp3-hibridiziran (3 supstituenta i u četvrtoj sp3 orbitali je slob. el. par)

42

AMINI I KVATERNE AMONIJEVE SOLI

� nomenklatura:

CH3NH2 metilamin

Et3N trietilamin

NH2

fenilamin (anilin), PhNH2

Ph4N+ Cl¯ tetrafenilamonijev klorid

PhNH3+ Cl¯ fenilamonijev klorid (anilinijev klorid, anilin-hidroklorid)

43

AMINI I KVATERNE AMONIJEVE SOLI

� Amini u prirodi:

ALKALOIDIAMINOKISELINE proteini

H

Cl¯

kokain hidroklorid

+

44

Fizikalna svojstva amina

� molekule povezane H-vezom kod 1° i 2° amina (3° amini nemaju vodik)

� svi amini stvaraju H-vezu s vodom – hidratacija (dobro topivi u vodi)

H-veza s vodom(3° amin)

---δ

+

δ¯

δ¯

---

H-veza(2° amin)

δ+δ¯

δ¯

δ+

45

Fizikalna svojstva amina

� zbog H-veza, vrelište VIŠE od etera i alkana, no NIŽE od alkohola(N-H veza manje polarna od O-H veze)

� imaju karakterističan miris i često izraženu otrovnost

� izražena bazična svojstva (slobodni el. par na N) i jače su baze od alkohola i etera (dušik lakše daje svoj el. par nego kisik)

Et3N: + HCl Et3NH+ Cl¯

etilamin hidroklorid(sol)

B A

46

ORGANOHALOGENI SPOJEVI

� jedan ili više halogenih atoma vezani na ugljik

� opća formula: R-X R = alkil, alkenil Ar-X Ar (aril) = fenil, naftil...

X = F, Cl, Br, I

� mogu se naći u prirodi, najčešće u morskim organizmima

� upotreba: otapala, kemijski intermedijari, pesticidi, u medicini..

F C

F

F

HC

Br

Cl

halotan(anestetik)

epibatidin(iz kože ekvadorske žabe,

200x jači od morfija)

H C

H

H

Br

metil-bromid(fumigant-pesticid)

47

ORGANOHALOGENI SPOJEVI

CHCH3 CH3

Br

2-brompropanizopropil-bromid

� nomenklatura:

Fizikalna svojstva

� većinom tekućine, slabo topljive u vodi

� vrelišta gotovo jednaka vrelištima ugljikovodika slične Mr

� gustoća veća od vode

� halogeni atomi elektronegativniji od C-atoma: C-X veza polarna

C

X

HH

H

δ¯

δ+

elektrofilni C-atom

48

O

C

R H

aldehidiR, R’ = alkil, alkenil,

aril...

ALDEHIDI I KETONI (karbonilni spojevi)

� opća formula:

OC

karbonilna skupina

� sadrže karbonilnu skupinu

ketoni

O

C

R R'

sp2 sp2

σσσσ-veza

ππππ-veza

ugljik i kisiksp2-hibridizirani

49

ALDEHIDI I KETONI (karbonilni spojevi)

o Aldehidi: nazivu ugljikovodika dodaje se nastavak –alo Ketoni: nazivu ugljikovodika dodaje se nastavak –on

� Nomenklatura:

O

C

H H

O

C

H3C H

metanal(formaldehid)

etanal(acetaldehid)

O

C

H3C CH3

propanon(aceton)

O

C

CH3

acetofenon(fenil-metil-keton)

-CHO - aldehidna skupina -C=O - keto skupina

50

Fizikalna svojstva aldehida i ketona

� karbonilna skupina POLARNA (ugljik vezan za elektronegativni kisik)

OC

R

R

δ+ δ¯

OC

R

R

+ –

dipolni moment μ = 2,5 D

� vrelišta viša od etera, a manja od alkohola (dipol-dipol privlačnesile među molekulama aldehida i ketona)

� niži aldehidi i ketoni se miješaju s vodom (H-veze)

OC

R

R

O

H

Hδ+ δ¯ δ¯δ+

� izrazito reaktivni - podliježu reakcijama adicije, supstitucije, eliminacije,oksidacije

51

KARBOKSILNE KISELINE

� organske kiseline i sadrže karboksilnu skupinu

� opća formula: RCOOH

karboksilna skupina

C

O H

O

� Nomenklatura: (tablica, slajd 29)

o atom ugljika -COOH skupine ima broj 1o ime alkana + nastavak –ska kiselina ili –karboksilna kiselina

metanska kiselina(mravlja kiselina)

etanska kiselina(octena kiselina)

propanska kiselina(propionska kiselina)

butanska kiselina(maslačna kiselina)(Trivijalno ime)

pentanska kiselina(valerijanska kiselina)

52

KARBOKSILNE KISELINE

� VIŠE MASNE KISELINE: dugolančane karboksilne kiseline

o zasićene: palmitinska, stearinskao nezasićene: oleinska, linolna, linolenska

� DIKARBOKSILNE KISELINE: dvije karboksilne skupine

HOOC–COOH oksalna kiselina (etanska dikiselina)

HOOC–CH2–COOH malonska kiselina (propanska dikiselina)

HOOC–(CH2)2–COOH jantarna kiselina (butanska dikiselina)

HOOC–(CH2)3–COOH glutarna kiselina (pentanska dikiselina)

u krumpiru, špinatu,

kupusu, grožđu

sok repeHOOC–(CH2)4–COOH adipinska kiselina

(heksanska dikiselina)

53

Fizikalna svojstva karboksilnih kiselina

� karboksilna skupina izrazito POLARNA (stvara dvostruke H-veze između sebe i sa drugim polarnim spojevima npr: vodom)

C

O H

O

C

OH

O

------------

-------------

δ+

δ+

δ+δ+

δ¯

δ¯

δ¯

δ¯ H-veza

octena kiselina i H2O

� Topljivost u vodi: do C4 dobro topive, povećanjem alifatskog lancaraste hidrofobnost

� Vrelišta: viša od alkohola iste Mr (dvostruke H-veze)

54

Kemijska svojstva karboksilnih kiselina

� slabe su kiseline

� Reagiraju s jakim bazama tvoreći SOLI (deprotoniranje)

� Podliježu reakcijama redukcije, supstitucije (OH-skupine),kondenzacije

R-COOH + NaOH R-COONa + HOH

natrijev karboksilat

55

Derivati karboksilnih kiselina

� ACIL_HALOGENIDI

o jako reaktivni spojevi, koriste se za sintezu estera i amida

o opća formula: acil

C

X

R

O

halogen

C

Cl

C2H5

O

propanoil-klorid(propionil-klorid)

C

Cl

O

benzoil-klorid

56

anhidridna veza

� ANHIDRIDI KISELINA

Derivati karboksilnih kiselina

o dobivaju se kondenzacijom dviju istovrsnih ili različitihkarboksilnih kiselina, te se hidrolizom cijepaju na iste te dvije kiseline

o opća formula:

C

O

CH3

O

C CH3

O

anhidrid octene kiseline(acetanhidrid)

O

CCH3 O

O

P O

O

mješoviti anhidrid octene i fosfatne kiseline

C

O

R

O

C R

O

57

Derivati karboksilnih kiselina

� ESTERI I SOLI KISELINA

o esteri nastaju kondenzacijom karboksilnih kiselina i alkohola(esterifikacija)

o niža vrelišta od odgovarajućih karb. kiselina, jer ne mogu tvoritiH-veze

o opća formula:C

OR'

R

O

C

O- M

+R

O

ester sol kiseline

C

OC2H5

CH3

O

etil-acetat(etil-etanoat)

C

ONa

CH3

O

natrijev acetat

Derivati karboksilnih kiselina

� AMIDI

o OH-skupina u karboksilnoj kiselini zamijenjena sa NH2 skupinom

o ako se vodik iz NH2 skupine zamijeni sa alkilom (R) dobivaju sesupstituirani amidi

o opća formula:C

NH2

R

O

C

NR'2

R

O

R’= alkil, aril..

C

NH2

CH3

O

acetamid

C

NMe2

O

N,N-dimetilbenzamid

amidnaveza

u peptidima (proteinima)aminokiseline povezane amidnom(peptidnom) vezom

59

1. S.H. Pine, Organska kemija, Školska knjiga, Zagreb, 1994.2. V. Rapić, Nomenklatura organskih spojeva, Školska knjiga, Zagreb, 2004.3. P. Y. Bruice, Organic chemistry, 4th edition, Prentice Hall, New Jersey, 2004.4. L.G. Wade, Organic Chemistry, 6th Edition, Prentice Hall, New Jersey, 2006.5. J. McMurry, Organic Chemistry, 7th Edition, Thomson Brooks/Cole, 2008.

LITERATURA