Skripta z pardubic

ázické reakce .................................................................................................................................... 89
Alkylace aminů ............................................................................................................................................ 89
Acylace aminů ............................................................................................................................................. 89
Reakce aminů s kyselinou dusitou ............................................................................................................... 90
Reakce aromatických aminů na jádře.......................................................................................................... 91
Oxidace aminů............................................................................................................................................. 92
AROMATICKÉ DIAZONIOVÉ SOLI............................................................................................................. 92
NÁZVOSLOVÍ ARENDIAZONIOVÝCH SOLÍ........................................................................................................... 92
AZOKOPULACE.................................................................................................................................................. 93
GRIESSOVA REAKCE.......................................................................................................................................... 94
REDUKCE ARENDIAZONIOVÝCH SOLÍ ................................................................................................................ 94
SANDMEYEROVY REAKCE ................................................................................................................................. 94
SCHIEMANNOVA REAKCE .................................................................................................................................. 95
GATTERMANNOVA REAKCE .............................................................................................................................. 95
DODATEK.......................................................................................................................................................... 95
OXIMY ................................................................................................................................................................ 96
TAUTOMERIE OXIMŮ......................................................................................................................................... 96
BECKMANNŮV PŘESMYK................................................................................................................................... 96
HYDRAZOSLOUČENINY................................................................................................................................ 97
DIAZOMETHAN................................................................................................................................................ 98
Struktura diazomethanu............................................................................................................................................ 98
REAKCE DIAZOMETHANU.................................................................................................................................. 98
Diazomethan jako methylační činidlo ......................................................................................................... 98
Homologizace karbonylových sloučenin ..................................................................................................... 98
Arndt-Eistertova reakce............................................................................................................................... 99
KARBOXYLOVÉ KYSELINY ....................................................................................................................... 100
NÁZVOSLOVÍ................................................................................................................................................... 100
REAKCE KARBOXYLOVÝCH KYSELIN .............................................................................................................. 100
Reakce na karboxylové skupině................................................................................................................. 100
Acidobazické vlastnosti.......................................................................................................................................... 100
Reakce s thionylchloridem a halogenidy fosforu.................................................................................................... 101
Esterifikace............................................................................................................................................................. 101
4
Dekarboxylace........................................................................................................................................................ 102
Hunsdieckerova reakce........................................................................................................................................... 102
Kolbeho elektrosyntéza .......................................................................................................................................... 102
Redukce karboxylové skupiny................................................................................................................................ 103
Dehydratace............................................................................................................................................................ 103
Reakce karboxylových kyselin v alifatickém řetězci .................................................................................. 103
Reakce Hell-Volhard-Zelinského ........................................................................................................................... 103
Reakce aromatických karboxylových kyselin............................................................................................. 103
FUNKČNÍ DERIVÁTY KARBOXYLOVÝCH KYSELIN .......................................................................... 104
ACYLHALOGENIDY...................................................................................................................................... 104
NÁZVOSLOVÍ................................................................................................................................................... 104
FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI.................................................................................................................................. 104
REAKCE ACYLCHLORIDŮ................................................................................................................................. 104
Solvolýzy.................................................................................................................................................... 105
Redukce ..................................................................................................................................................... 105
ESTERY KARBOXYLOVÝCH KYSELIN................................................................................................... 106
NÁZVOSLOVÍ ESTERŮ...................................................................................................................................... 106
VLASTNOSTI A POUŽITÍ ESTERŮ ...................................................................................................................... 107
REAKCE ESTERŮ.............................................................................................................................................. 107
Solvolýzy esterů ......................................................................................................................................... 107
Redukce esterů........................................................................................................................................... 108
Reakce s Grignardovými sloučeninami ..................................................................................................... 108
Acyloinová kondenzace.............................................................................................................................. 109
Kondenzační reakce esterů........................................................................................................................ 109
ANHYDRIDY KARBOXYLOVÝCH KYSELIN .......................................................................................... 111
NÁZVOSLOVÍ ANHYDRIDŮ............................................................................................................................... 111
VLASTNOSTI A POUŽITÍ ................................................................................................................................... 111
REAKCE ANHYDRIDŮ ...................................................................................................................................... 111
AMIDY KARBOXYLOVÝCH KYSELIN.....................................................................................................112
NÁZVOSLOVÍ AMIDŮ....................................................................................................................................... 112
REAKCE AMIDŮ............................................................................................................................................... 113
Acidobázické reakce .................................................................................................................................. 113
Hydrolýza amidů ....................................................................................................................................... 113
Redukce amidů........................................................................................................................................... 114
Hoffmannovo odbourání............................................................................................................................ 114
Reakce amidů s kyselinou dusitou ............................................................................................................. 114
Dehydratace primárních amidů................................................................................................................. 115
NITRILY ........................................................................................................................................................... 115
NÁZVOSLOVÍ NITRILŮ ..................................................................................................................................... 115
VLASTNOSTI ................................................................................................................................................... 115
REAKCE NITRILŮ............................................................................................................................................. 115
Hydrolýza .................................................................................................................................................. 115
Redukce ..................................................................................................................................................... 115
SUBSTITUČNÍ DERIVÁTY KARBOXYLOVÝCH KYSELIN.................................................................. 116
HALOGENKYSELINY ................................................................................................................................... 116
REAKCE HALOGENKYSELIN............................................................................................................................. 116
Nukleofilní substituce halogenu................................................................................................................. 116
Dehydrohalogenace................................................................................................................................... 117
Chování halogenkyselin při zahřívání....................................................................................................... 117
HYDROXYKYSELINY ................................................................................................................................... 118
REAKCE HYDROXYKYSELIN ............................................................................................................................ 118
Chování při zahřívání................................................................................................................................ 118
5
AMINOKYSELINY.......................................................................................................................................... 119
REAKCE AMINOKYSELIN ................................................................................................................................. 120
Amfoterní povaha aminokyselin ................................................................................................................ 120
Chování aminokyselin při zahřívání.......................................................................................................... 121
Peptidická vazba........................................................................................................................................ 122
OXOKYSELINY............................................................................................................................................... 122
REAKCE α-OXOKYSELIN ................................................................................................................................. 122
REAKCE β-OXOKYSELIN A JEJICH ESTERŮ ....................................................................................................... 123
DERIVÁTY KYSELINY UHLIČITÉ............................................................................................................. 124
REAKCE FOSGENU ........................................................................................................................................... 125
REAKCE ISOKYANÁTŮ..................................................................................................................................... 126
REAKCE MOČOVINY ........................................................................................................................................ 127
REAKCE KARBAMÁTŮ ..................................................................................................................................... 127
ORGANICKÉ SLOUČENINY OBSAHUJÍCÍ SÍRU.................................................................................... 128
THIOLY............................................................................................................................................................. 128
NÁZVOSLOVÍ THIOLŮ...................................................................................................................................... 128
Acidita thiolů ............................................................................................................................................. 128
Alkylace a acylace na síře ......................................................................................................................... 128
Oxidace thiolů ........................................................................................................................................... 128
SULFIDY........................................................................................................................................................... 129
NÁZVOSLOVÍ SULFIDŮ .................................................................................................................................... 129
REAKCE SULFIDŮ ............................................................................................................................................ 129
Alkylace ..................................................................................................................................................... 129
Oxidace...................................................................................................................................................... 129
SULFONOVÉ KYSELINY A JEJICH FUNKČNÍ DERIVÁTY ................................................................. 130
NÁZVOSLOVÍ................................................................................................................................................... 130
VLASTNOSTI SULFONOVÝCH KYSELIN............................................................................................................. 130
REAKCE SULFONOVÝCH KYSELIN.................................................................................................................... 130
Acidita ....................................................................................................................................................... 130
Tvorba sulfonylchloridů ............................................................................................................................ 131
Reakce arensulfonových kyselin na jádře.................................................................................................. 131
Alkalické tavení solí sulfokyselin............................................................................................................... 131
VLASTNOSTI A REAKCE SULFONYLCHLORIDŮ ................................................................................................. 131
6
Základní principy organické chemie
Organická chemie byla původně definována jako chemie těch sloučenin, které tvoří živou
hmotu a o nichž se předpokládalo, že je nelze připravit v laboratoři ale že k jejich vzniku je
potřeba jistá životní síla (vis vitalis)-tzv. vitalistická teorie.
Ke konci této teorie významně přispěl experiment německého chemika Friedricha Wöhlera,
který zahříváním kyanatanu amonného (anorganická látka) připravil močovinu (látka
organická).

NH
4
OCN
∆
H
2
NCNH
2
O
močovina


Dnes obecně přijatá definice organické chemie zní: organická chemie je chemie sloučenin
uhlíku.
Struktura organických sloučenin
K popisu struktury organických sloučenin používáme celou řadu vzorců.
Nejméně informací je obsaženo v empirickém vzorci. Empirický vzorec uvádí pouze
druh atomů a jejich relativní zastoupení v molekule. Příkladem empirického vzorce je (CH
2
)
n
.
Z tohoto můžeme určit, že daná sloučenina obsahuje 85.7% uhlíku a 14.3% vodíku. Pokud se
nám u dané sloučeniny podaří určit i její molekulovou hmotnost pak můžeme určit koeficient
n v empirickém vzorci a dostat tak vzorec sumární. Např. pro molekulovou hmotnost 84 a
empirický vzorec (CH
2
)
n
dostaneme koeficient n = 6 a tedy sumární vzorec C
6
H
12
. Informaci,
jaké atomy jsou vzájemně spojeny a jakými vazbami nám poskytuje strukturní vzorec. Pro
C
6
H
12
lze mimo jiné napsat strukturní vzorec odpovídající cyklohexanu. Jeho stručnější verzí
je vzorec racionální, který vynechává některé nebo všechny vazby, případně i symboly pro
jednotlivé atomy:

C
CC
CC
C
HH
H
H
H
H
HH
H
H
H
H
H
2
C
H
2
C
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
strukturní vzorec
racionální vzorce



Z uvedených příkladů je zřejmé, že u složitějších molekul začíná být strukturní vzorec
nepřehledný, z čehož plyne užitečnost racionálních vzorců. U složitějších molekul, které se
skládají z několika stavebních jednotek se pro zjednodušení tyto podjednotky často označují
jen písmennými zkratkami. Tak např. pro cyklohexylový zbytek se používá často zkratka Ch.
Základním pojmem strukturní organické chemie je pojem izomerie. Je to jev, kdy
sloučeniny mají stejný sumární vzorec ale liší se svou strukturou, tj. mají různé strukturní
vzorce. Tyto jednotlivé sloučeniny se nazývají izomery. Izomerie je trojího typu:
7
- konstituční: sloučeniny se liší typy atomů, které jsou vzájemně vázány a typy vazeb
(jednoduché, násobné).
- konfigurační: sloučeniny se liší prostorovým uspořádání jednotlivých vazeb, atomů a
skupin atomů. Konfigurační izomerii dále dělíme na geometrickou a optickou. Jejich
popis bude uveden v kapitole Stereochemie
- konformační: sloučeniny se liší uspořádáním, které vznikne rotací kolem jednoduché
vazby. Popis bude opět veden v kapitole S