• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Kondensacja aldolowa

    Przeczytaj także...
    Cząsteczka (molekuła) – neutralna elektrycznie grupa dwóch lub więcej atomów utrzymywanych razem kowalencyjnym wiązaniem chemicznym. Cząsteczki różnią się od cząstek (np. jonów) brakiem ładunku elektrycznego. Jednakże, w fizyce kwantowej, chemii organicznej i biochemii pojęcie cząsteczka jest zwyczajowo używane do określania jonów wieloatomowych.Wodorowęglan sodu (soda oczyszczona, E500b), NaHCO3 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy wodorowęglanów, wodorosól kwasu węglowego i sodu.
    Atom – podstawowy składnik materii. Składa się z małego dodatnio naładowanego jądra o dużej gęstości i otaczającej go chmury elektronowej o ujemnym ładunku elektrycznym.

    Kondensacja aldolowareakcja kondensacji, w której powstają α,β-nienasycone związki karbonylowe z dwóch cząsteczek aldehydów lub ketonów, z których jeden musi posiadać przynajmniej jeden atom wodoru przy atomie węgla α, czyli atomie bezpośrednio związanym z grupą CHO. Zarówno jeden jak i oba substraty mogą być ketonami, jednak te wykazują niższą reaktywność od aldehydów.

    Moc kwasu – ilościowa miara jego chemicznej „siły działania”. Miarą tej mocy jest zazwyczaj minus logarytm dziesiętny ze stałej dysocjacji kwasu (Ka) w danych warunkach, oznaczany skrótem pKa.Elektroujemność – miara tendencji do przyciągania elektronów przez atomy danego pierwiastka, gdy tworzy on związek chemiczny z atomami innego pierwiastka. Bardziej elektroujemny pierwiastek "ściąga" do siebie elektrony tworzące wiązanie z atomem mniej elektroujemnym, co prowadzi do polaryzacji wiązania. W skrajnym przypadku, gdy elektroujemności obu pierwiastków bardzo się różnią (np. sód i chlor), dochodzi do pełnego przeskoku elektronów na bardziej elektroujemny atom, co prowadzi do powstania wiązania jonowego.

    Kondensacja aldolowa może przebiegać pod wpływem silnej zasady np. NaOH wówczas początkowo tworzy się jon enolanowy (np. enolan sodu), lub pod wpływem mocnego kwasu tworząc enol. Wytworzony enol lub jon enolanowy reaguje z drugą cząsteczką aldehydu lub ketonu tworząc początkowo aldol czyli β-hydroksyaldehyd lub β-hydroksyketon. W obecności mocnej zasady lub mocnego kwasu produkt addycji łatwo ulega dehydratacji z wytworzeniem wiązania podwójnego węgiel-węgiel.

    Metanol, alkohol metylowy, CH3OH – organiczny związek chemiczny, najprostszy alkohol alifatyczny. Został odkryty w 1661 roku przez Roberta Boyle’a. Jest trujący dla człowieka. Aldehydy (skrót od alcohol dehydrogenatus) grupa związków organicznych posiadających grupę aldehydową, czyli grupę karbonylową (C=O) połączoną z jednym (-CHO) lub dwoma (CH2O) atomami wodoru. Proste aldehydy, będące pochodnymi alkanów i zawierające w cząsteczce jedną grupę aldehydową to alkanale o wzorze ogólnym CnH2n+1CHO.
    Kondensacja aldolowa prowadzi do produktu po dehydratacji

    Reakcję enolu lub enolanu z drugą cząsteczką związku karbonylowego można zatrzymać na etapie aldolu stosując odpowiednio słabsze kwasy lub zasady. Reakcja biegnąca do wytworzenia aldolu bez następczej dehydratacji nazywa się "reakcją aldolową".

    Kwas siarkowy (nazwa Stocka: kwas siarkowy(VI)), H2SO4 – nieorganiczny związek chemiczny, jeden z najmocniejszych kwasów – wszystkie układy o mocy większej od kwasu siarkowego 100% nazywa się superkwasami. Bywa zwany krwią przemysłu chemicznego, ze względu na to, że używa się go w bardzo wielu kluczowych syntezach. Sole kwasu siarkowego to siarczany.Enole − związki organiczne, w których grupa hydroksylowa (–OH), występuje przy wiązaniu podwójnym węgiel−węgiel (HO–C=C).
    Reakcja aldolowa na przykładzie dimeryzacji aldehydu octowego prowadzi do aldolu (3-hydroksybutanalu) bez etapu dehydratacji


    Krzyżowa kondensacja aldolowa[ | edytuj kod]

    Dwa substraty mogą stanowić ten sam związek – reakcję nazywa się wtedy dimeryzacją aldolową. W przeciwnym razie używa się określenia krzyżowa kondensacja aldolowa. W ogólnym wypadku dwa aldehydy mogą reagować tworząc przynajmniej cztery produkty (dwa dimery i dwa produkty krzyżowe). Z tego powodu krzyżową kondensację aldolową przeprowadza się najczęściej między substratami, z których jeden nie zawiera atomów wodoru przy α-atomie węgla (np. formaldehyd lub benzaldehyd). O tym, który produkt powstanie w przewadze decydują również warunki reakcji (użyta zasada, temperatura). Możliwe jest takie dobranie warunków reakcji oraz substratów, aby powstał tylko jeden produkt. Na przykład w reakcji równomolowych ilości benzaldehydu i acetonu w środowisku zasadowym powstaje tylko 4-fenylobut-3-en-2-on, gdyż benzaldehyd nie ma atomów wodoru przy α-atomie węgla, a równowaga reakcji dimeryzacji acetonu jest silnie przesunięta w lewo. Powstający na początku ketol (β-hydroksyketon) ulega dehydratacji.

    Reakcja chemiczna – każdy proces, w wyniku którego pierwotna substancja zwana substratem przemienia się w inną substancję zwaną produktem. Aby cząsteczka substratu zamieniła się w cząsteczkę produktu konieczne jest rozerwanie przynajmniej jednego z obecnych w niej wiązań chemicznych pomiędzy atomami, bądź też utworzenie się przynajmniej jednego nowego wiązania. Reakcje chemiczne przebiegają z reguły z wydzieleniem lub pochłonięciem energii cieplnej, promienistej (alfa lub beta) lub elektrycznej.Aldehyd mrówkowy (formaldehyd, nazwa syst.: metanal), HCHO – organiczny związek chemiczny, pierwszy w szeregu homologicznym aldehydów. Został odkryty przez rosyjskiego chemika Aleksandra Butlerowa w 1859.
    Krzyżowa kondensacja aldolowa acetonu z benzaldehydem daje benzylidenoaceton

    .

    Jeśli reakcję tę przeprowadzi się stosując dwa ekwiwalenty benzaldehydu otrzymuje się dibenzylidenoaceton.

    Synthesis Dibenzylideneaceton.svg


    Mechanizm reakcji[ | edytuj kod]

    Reakcja w środowisku kwaśnym[ | edytuj kod]

    Cząsteczka aldehydu (lub ketonu) ulega w środowisku mocnego kwasu przesunięciu równowagi w stronę formy enolowej przez protonowanie atomu tlenu grupy karbonylowej (C=O). Powstająca sprzężona zasada (np. H2O z H3O lub HSO4 z H2SO4) odrywa proton α tworząc wiązanie podwójne C=C i tym samym formę enolową aldehydu oraz odtwarzając wyjściową cząsteczkę kwasu. Następnie elektrony wiązania π atakują karbonylowy atom węgla drugiej cząsteczki aldehydu (lub ketonu) obdarzony cząstkowym ładunkiem dodatnim (deficytem elektronów) ze względu na sąsiedztwo bardziej elektroujemnego atomu tlenu. Jest to etap addycji - tworzy się nowe wiązanie węgiel-węgiel. Odtworzona wcześniej cząsteczka kwasu ponownie protonuje (oddaje H) atom tlenu grupy hydroksylowej (-OH) tworząc dobrą grupę opuszczającą -OH2. Po odejściu grupy opuszczającej w postaci cząsteczki wody pozostaje protonowana forma α,β-nienasyconego aldehydu (lub ketonu), który po zalkalizowaniu słabą zasadą (najczęściej NaHCO3) tworzy finalny produkt.

    Grupa karbonylowa – grupa funkcyjna występująca w wielu typach związków organicznych, składająca się z atomu węgla połączonego wiązaniem podwójnym z atomem tlenu. Zapisywana skrótowo jako CO, -C(O)- lub >C=O. Atom węgla w grupie karbonylowej ma hybrydyzację sp, w wyniku czego jest ona płaska. Najczęściej kojarzona jest z ketonami i aldehydami, w których połączona jest jedynie z atomami węgla i wodoru.Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 1, niemetal z bloku s układu okresowego. Jego izotop, prot, jest najprostszym możliwym atomem, zbudowanym z jednego protonu i jednego elektronu.
    Uproszczony mechanizm kondensacji aldolowej w środowisku kwaśnym. H symbolizuje mocny kwas

    Reakcja w środowisku zasadowym[ | edytuj kod]

    Silna zasada (np. metanolanu sodu CH3ONa) odrywa proton α cząsteczki adehydu (lub ketonu) wytwarzając jon enolanowy, który następnie atakuje (elektrony wiązania π C=C) karbonylowy atom węgla drugiej cząsteczki związku karbonylowego tworząc nowe wiązanie węgiel-węgiel. Powstający γ-alkoholan odrywa proton od powstałego wcześniej sprzężonego kwasu do wyjściowej zasady (w tym przypadku MeOH). Ponieważ reakcja jest nadal w środowisku silnie zasadowym następuje eliminacja wody. Eliminacja nie przebiega jednak przez prosty mechanizm E2, gdyż grupa hydroksylowa (-OH) jest słabą grupą opuszczającą. Biegnie ona przez mechanizm E1cB. Następuje oderwanie protonu α przez anion metanolanowy, jednak początkowo para elektrnowa wiązania C-H przechodzi na utworzenia stabilizowanego rezonansem anionu enolanowego, który w środowisku zasadowym ulega równowagowej reakcji usuwania grupy -OH jako sprzężonej zasady czyli anionu wodorotlenkowego OH.

    Addycja nukleofilowa – jest to reakcja chemiczna, rodzaj addycji, polegająca na przyłączeniu reagenta nukleofilowego do wiązania wielokrotnego substratu. W reakcji tej rozerwaniu ulega wiązanie π i utworzone zostają dwa nowe wiązania pojedyncze. Reakcji addycji ulegają wyłącznie związki, w których występują wiązania wielokrotne, np. wiązania wielokrotne pomiędzy atomami węgla, a także wiązania wielokrotne pomiędzy atomami węgla i innymi atomami np. siarki, azotu, tlenu.Aldole, β-hydroksyaldehydy, aldehydoalkohole – związki organiczne zawierające grupę aldehydową i alkoholową, otrzymywane w drodze kondensacji aldolowej.
    Uproszczony mechanizm kondensacji aldolowej w środowisku zasadowym. anion metanolanowy (OMe)jest silną zasadą


    Odmiany kondensacji aldolowej[ | edytuj kod]

  • Kondensacja Claisena ester + ester → β-ketoester;
  • - mieszana kondensacja Claisena ester + związek karbonylowy (aldehyd lub keton) → β-ketoester, β-oksoaldehyd lub β-diketon

  • Kondensacja Dickmana diester - wewnątrzcząsteczkowo → cykliczny β-ketoester
  • Kondensacja Knoevenagla - 1,3-diketon lub 1,3-diester + związek karbonylowy → α,β-nienasycony diketon lub diester
  • Kondensacja Perkina bezwodnik kwasowy + aldehyd → α,β-nienasycony kwas karboksylowy

  • Kondensacja Perkina (reakcja Perkina) - reakcja kondensacji aldehydu aromatycznego z bezwodnikiem kwasowym w obecności octanu sodu, prowadząca do utworzenia α,β-nienasyconego kwasu karboksylowego (np. kwasu cynamonowego i jego pochodnych).Kondensacja Claisena – reakcja chemiczna, w której estry ulegają acylowaniu związkami karbonylowymi. Reakcja pomiędzy dwiema cząsteczkami estru prowadzi do utworzenia β-ketoestru, natomiast w reakcji estru z innym związkiem karbonylowym powstają β-diketony bądź β-oksoaldehydy.




    Warto wiedzieć że... beta

    Wiązanie wielokrotne – wiązanie chemiczne między dwoma atomami, w którym bierze udział więcej niż jedna para elektronowa.
    Moc zasady – ilościowa miara chemicznej „siły działania” zasad. Miarą tej mocy jest minus logarytm dziesiętny ze stałej dysocjacji zasady w danych warunkach temperatury i ciśnienia, oznaczany skrótem pKb.
    Kondensacja – reakcja chemiczna, w której substraty łączą się z sobą, tworząc większą od nich cząsteczkę produktu głównego, oraz jedną lub więcej małych cząsteczek produktu ubocznego – najczęściej wody.
    Wodorotlenek sodu, NaOH – nieorganiczny związek chemiczny z grupy wodorotlenków, należący do najsilniejszych zasad.
    Dibenzylidenoaceton, lub dibenzalaceton (w skrócie dba) to organiczny związek chemiczny z grupy ketonów. Jako ciało stałe ma kolor jasnożółty i jest rozpuszczalny w etanolu, ale nie w wodzie. Dibenzalaceton wykorzystywany jest jako składnik środków do opalania, jest również ligandem w związkach metaloorganicznych.
    Tlen (O, łac. oxygenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 8, niemetal z grupy tlenowców w układzie okresowym.
    Kondensacja Knoevenagla – reakcja chemiczna między związkami karbonylowymi, a w szczególności aldehydami i estrami kwasu malonowego, prowadząca do związków nienasyconych.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.682 sek.