Namn och begrepp Flashcards
Varför är cyklopropan inte lika stabil som cyklopentan och cyklohexan?
Vinkelspänning som beror på icke fullständig orbitalöverlappning vid sigma-bindningarna. Kol-kol bindningarna blir svagare och potentiella energin högre.
Skillnaden på eclipsed och staggered konformation?
Eclipsed har en sterisk repulsion mellan elektronmolnen i de angränsande elektronorbitalerna då bindningsvinkeln är 0. Staggered har största möjliga bindningsvinkel varpå minst repulsion, lägst energi och stabilast.
Varför har en grenad och en rak alkan med samma molekylvikt olika kokpunkter?
En grenad alkan har mindre ytarea varpå de intermolekylära interaktionerna blir mindre. Färre bindningar behöver brytas vid vaporiseringen och de har därmed en lägre kokpunkt.
Vad är enantiomerer?
Stereoisomerer som är spegelbild till varandra
Vad är diantiomerer?
Stereoisomerer som inte är varandras spegelbild
Kiralt center
En tetrahedral kolatom som binder till fyra olika grupper
Kiral molekyl
En molekyl som inte är identisk till sin spegelbild
Enantiomerpar
En kiral molekyl och dess spegelbild
Vad innebär ett enantiomert överskott på 100% respektive 50%?
Om det enantiomera överskottet är 100 % består blandningen av enbart en av de två spegelbilderna, alltså antingen R eller S. Om det enantiomera överskottet är 50% är det en racemisk blandning med 50/50 av R och S.
Racemisk blandning
Lika stor mängd av de två enantiomererna i enatiomerparet. 50/50 av R och S
När används R/S-systemet?
Vid namngivning av en molekyl med ett eller flera kirala center, ex i Fischer projektion
Elektrofiler, E+
Attraherar elektroner, Lewis syror
Nukleofiler, Nu:-
Elektrondonerande, Lewis baser
Varför är R-I mindre stabil än R-F
F är mindre i storlek än I då den innehåller färre partiklar i kärnan. Bindningslängden till alkylgruppen blir därmed längre för R-I för att motverka repulsion. Bindningsstyrkan avtar med längden och R-I är därmed mindre stabil än R-F.
Varför är Sn2 en andra ordningens reaktion?
Eftersom transition state involverar både nukleofilen och substratet
Vilka strukturer är mest reaktiva i Sn2?
Metyl > 1° > 2° > 3°
Varför är Sn1 en första ordningens reaktion?
Det första, och hastighetsbestämmande steget, är inte beroende av substratets koncentration.
Vilken struktur är reaktiv i en Sn1 reaktion?
Teritär
Protiska lösningsmedel
Vätebindande lösningsmedel
Hur påverkas stereokemin i en Sn1 reaktion och varför?
Det bildas en racemisk blandning kring den kirala kolatomen. Detta beror på att karbokatjonen som bildas som intermediär antar en trigonal planstruktur och Nu kan attackera både uppifrån och nerifrån på kolet
Vad kännetecknar en bra nukleofil?
Hur snabbt den reagerar med substratet. En bra nukleofil reagerar snabbt. En negativt laddad nukleofil är alltid mer reaktiv än dess konjugerande bas. OH- är mer reaktiv än H20, och RO- > ROH
Ge exempel på polära aprotiska lösningsmedel
Aceton, DMF, DMSO
Ge exempel på polära protiska lösningsmedel
EtOH, MeOH, H2O
Vilken substitutionsreaktion gynnas av polära protiska lösningsmedel?
Sn1
Vilken substitutionsreaktion gynnas av polära aprotiska lösningsmedel?
Sn2
Vilka faktorer påverkar reaktionshastigheten i Sn1 och Sn2?
Substratets struktur, nukleofilens koncentration och styrka, lösningsmedelseffekten och LG
Vilken halogen är bäst repektive sämst som LG i Sn1 och Sn2?
I bäst, F sämst
Vilka 3 faktorer gynnar en Sn1?
Tertiärt substrat, dålig Lewis-bas som nukleofil (då Nu inte deltar i reaktionen) och ett polärt protiskt lösningsmedel
Vilka 3 faktorer gynnar en Sn2?
Primärt eller sekundärt substrat, stark ohindrad Lewis-bas ex. EtONa/EtOH och ett polärt aprotiskt lösningsmedel
När används E/Z systemet?
Alltid vid namngivning av alkener
Vilka är de två primära reaktionsmetoderna för att syntetisera alkener?
Eliminationsreaktioner i form av dehydrohalogenering av en alkylhalid (-HX) och dehydratisering av en alkohol (-H2O).
Vad är en alkoxid/alkoxidjon?
En korresponderande bas till en alkohol, RO-
Vilka är vanliga lösningsmedel i dehydrohalogenering?
KOH/EtOH
EtONa/EtOH
t-BuOK/t-BuOH
Vad gynnar en dehydrohalogenering?
Värme och närvaron av en stark bas
Vad har steroekemin för krav på en E2-reaktion? Varför
Att vätet som Nu:- rycker måste sitta transdiaxiellt till LG. Detta ger den mest stabila och fördelaktiga orbitalöverlappningen
Vilken position måste H och LG ha i en cyklohexan i en E2-reaktion för att reaktionen ska ske?
Båda måste ha axiell position. Om de ej har de sker en ring-flip.
Zaitsevs regel
Om en dehydrohalogenering sker med en steriskt liten bas, EtONa/EtOH, kommer den mest alkylsubstituerade och stabilare alkenen erhållas som HP
Vad är förklaringen bakom Zeitsevs regel?
I bildandet av en dubbelbindning via en eliminationsreaktion bildas en karbokatjon i transition state (E2) och som intermediär i E1. En mer alkylsubstituerad karbokatjon är mer stabil.
Hoffmans regel
Om en dehydrohalogenering sker med en steriskt bulkig bas, t-BuOK/t-BuOH, bildas den minst substituerade alkenen som HP.
Varför gynnar värme/hög temp. elimination över substitution?
Om temperaturen höjs minskar aktiveringsenergin för både subs. och elimination. Men eftersom elimination är entropimässigt fördelaktigt då antalet produkter är större än antalet substituenter, sker elimination i större utsträckning.
Vilka faktorer gynnar en E2?
Tertiärt eller sekundärt substrat, stark hindrad bas ex t-BuOK/t-BuOH, och hög temp.
Vilken temperatur gynnar E1 och Sn1?
Hög temp gynnar E1 och läg temp gynnar Sn1.
Dehydratisering är en reaktionstyp som många alkoholer genomgår mha en stark syra för att bilda en alken. Vilken E-mekanism följer 1°, 2° och 3° alkoholer?
1° alkoholer följer en E2. 2° och 3° alkoholer följer en E1.
Vad är drivkraften bakom en addition över en dubbelbindning?
Den förhöjda elektrondistributionen runt dubbelbindningen i jämförelse med enkelbindningar.
Vilka vätehalider reagerar bäst i en additionsreaktion med en alken?
HI > HBr > HCl > HF
Markovnikovs regel
Vid en additionsreaktion över en dubbelbindning sker reaktionen vid den stabilaste/mest substituerade karbpkatjonen
I vilken ordning reagerar E-Nu med kolen i dubbelbindningen i en additionsreaktion?
E+ binder in till det partiellt negativa dubbelbindnings-kolet som är stabilast, varpå Nu:- binder in till den bildade karbokatjonen
Vilken är elektrofil och vilken är nukleofil i Cl-OH?
Cl E+
OH Nu:-
Vad innebär en syrakatalyserad hydration?
Addition av vatten till alkener i med en syra som katalysator, ex HA eller H3O+. Används för att preparera små alkoholer
Ger addition av X2, ex Br2, syn- eller anti-addition vid addition över en dubbelbindning?
Anti-addition då det ger minst sterisk hindring
Vilka katalysatorer används för hydrogenering, addition av H2 till en alken?
Pt (platina), Pd (palladium) eller Ni (nickel)
Varför är H i OH-gruppen så mottagligt för reaktion?
Det är ett surt väte då det är delta-positivt. Detta tack vare det intilliggande e-negativa O.
Vilka är de vanligaste syntesmetoderna för framställning av alkoholer?
Substitutionsreaktioner och syrakatalyserad addition av vatten till alkener
Hur sker reaktionen då en alkohol omvandlas till en alkylhalid?
Vätehalidens väte binder in till OH-gruppen varav vatten avlägsnar, halogenen binder in till karbokatjonen och en alkylhalid och vatten bildas som produkt
Enligt vilken substitutionsmekanism reagerar 1°, 2° och 3° alkoholer?
metylalkoholer och 1° alkoholer reagerar enligt Sn2 då de inte ger stabila karbokatjoner, 2° och 3° alkoholer reagerar enligt Sn1?
Vad är en Williamson etersyntes
Reaktion som producerar osymmetriska etrar som produkt, från två alkoholer under syrakatalys, genom en Sn2-reaktion.
Vilka förhållanden gynnar en Williamson etersyntes?
Samma som Sn2-reaktioner; låg temperatur och metyl > 1° > 2°. Ej 3°.
Hur kan epoxider syntetiseras?
Reaktion mellan en alken och en peroxisyra, vanligen m-klorperoxibensoesyra; mCPBA
Hur kan epoxider öppnas?
Under syra- eller baskatalys. Beror på hög ringspänning i epoxiden och kolet reagerar lätt med en nukleofil. De kan även öppnas med Grignardreagens, RMgX, då de är starka Nu.
Hur kan 1,2-dioler syntetiseras från alkener?
Synhydroxylering; 1. OsO4, 2. NaHSO3
Antihydroxylering; 1. m-CPBA, 2. H3O+
Vad innebär oxidation inom organisk kemi?
Antingen att antalet syreatomer ökar i molekylen (aldehyd -> karboxylsyra) eller att antalet H minskar (ex. primär alkohol -> aldehyd)
Vad innebär reduktion inom organisk kemi?
Antingen att antalet syreatomer minskar eller att antalet H ökar.
Vad är oxymerkylering-demerkulering? Vad sker?
Metod för att syntetisera alkoholer från alkener utan omlagring. Addition av OH sker vid det mest alkylsubstituerade dubbelbindningskolet. Kvicksilvret som binder in skapar en brygg-intermediär med den intilligande kolatomen till dess bindning. Detta skapar en partiellt positiv laddning som är tillräckligt stor för att addition av vattnet ska ske till kolatomen, men inte tillräckligt stark för att en omlagring ska ske först.
Vilka är reagensen i en oxymerkylering-demerkulering?
- Alken reagerar med Hg(OAc)2 i THF/H20.
2. Reaktion med NaBH4 i OH-
Vad är hydroborering?
Metod för att syntetisera alkoholer från alkener där addition av OH-gruppen sker vid det minst substituerade dubbelbindningskolet.
Vilka reagens används vid hydroborering?
- Alken reagerar med BH3:THF
2. Alkylboranen oxideras i H2O2/OH- varpå OH adderas.
Skillnaden på produkt då alken blir en alkohol genom syrakatalys, oxymerkylering-demerkulering och hydroborering
Syrakatalys adderas OH till det mest alkylsubstituerade dubbelbindningskolet med omlagring.
Oxymerkylering-demerkulering adderas OH till det mest alkylsubstituerade dubbelbindningskolet utan omlagring.
Hydroborering adderas OH till det minst alkylsubstituerade dubbelbindningskolet utan omlagring.
Hur ser reduktionskedjan ut från en karboxylsyra?
Karboxylsyra -> [H] -> Aldehyd -> [H] -> Alkohol -> [H] -> Alkan
Hur ser oxidationskedjan ut från en alkan?
Alkan -> [O] -> Alkohol -> [O] -> Aldehyd -> [O] -> Karboxylsyra
Vad är LiAlH4 och vad används det till? Vad bildas som intermediär?
Litiumaluminiumhydrid är ett starkt basiskt reduktionsmedel som används både för att reducera karboxylsyror till primära alkoholer, och för att reducera estrar till 2 primära alkoholer (klyvning mellan syregrupperna). Aldehyd bildas som intermediär, men LAH så starkt så aldehyden kan ej isoleras
Vilka reagens används vid reduktion av karboxylsyror och estrar till primära alkoholer?
- LiAlH4/ Et2O
2. H2O/H2O2
Vad är NaBH4 och vad används det till?
Natriumborhydrid är ett mindre starkt reduktionsmedel som reagerar med aldehyder för att bilda primära alkoholer och ketoner för att bilda sekundära alkoholer.