Karbonylové sloučeniny

O kurzu

Tento kurz je zaměřen na karbonylové sloučeniny, tedy na adice na nenasycený atom uhlíku. Je stručně zopakována reaktivita karbonylů v rámci OCH1 a poté se student dozví mnoho informací potřebných k úspěšnému zvládnutí zápočtů a zkoušky z OCH2. Jsou rozebírána témata, která odpovídají tomuto předmětu:

Nukleofilní adice k nenasycenému atomu uhlíku. Hydratace karbonylové skupiny, acetaly, ketaly (opakování). Adice amoniaku a aminů, hydroxylaminu a hydrazinu na aldehydy a ketony. Kyanhydriny a aminonitrily. Reakce zahrnující alfa-vodík: Kysele a bazicky katalyzovaná enolizace, stabilita enolů, alfa-halogenace aldehydů a ketonů, haloformová reakce, důsledky enolizace (výměna vodíků v alfa-poloze s rozpouštědlem, racemizace chirálního centra na alfa-uhlíkovém atomu, aldolizace aldehydů, aldolová kondenzace ketonů, smíšená aldolová kondenzace, alkylace enolátů). Redukce aldehydů a ketonů (opakování), reduktivní aminace, Wittigova reakce. Konjugovaná adice na alfa,beta-nenasycené karbonylové sloučeniny - adice halogenovodíků, alkoholů, thiolů a aminů. Michaelova adice, adice organokuprátů.

Tyto témata jsou probírána na konkrétních příkladech, a proto je tento kurz vhodnou přípravou k zápočtovím testům, ke zkouškové písemce, i na zkoušku samotnou. 

Probírané příklady:

Karbonylové sloučeniny 1:

• Seřaďte následující sloučeniny podle reaktivity: (nukleofilní adice) 
• formaldehyd, aceton, acetaldehyd 
• acetaldehyd, trifluoroacetaldehyd, trichloroacetaldehyd (chloral), 
• Napište mechanismus kysele katalyzované hydratace formaldehydu 
• Napište mechanismus bazicky katalyzované hydratace formaldehydu 
• Napište poměr hydratované a nehydratované formy formaldehydu v kyselém vodném prostředí  
• Napište poměr hydratované a nehydratované formy acetonu v kyselém vodném prostředí  
• Napište mechanismus reakce acetaldehydu s ethanolem za katalýzy PTSA. O jakou reakci se jedná. 
• Napište mechanismus reakce p-methyl benzaldehydu s ethylen glykolem za kyselé katalýzy. K čemu je možno využít daný produkt. 
• Napište chemickou transformaci hex-5-yn-3-onu na oct-5-yn-3-on. Při syntéze využijte chemii acetalů. 
• Napište produkt reakce 5-hydroxypentanalu v kyselém prostředí. 

Karbonylové sloučeniny 2:

• Napište mechanismus kysele katalyzované reakce benzaldehydu s obecným thiolem a následnou transformaci produktu pomocí RaNi. (Jak je možno tuto reakci provést jinak). 
• Napište mechanismus reakce acetaldehydu s amoniakem za kyselé katalýzy. 
• Napište mechanismus reakce ethyl(fenyl)ketonu s anilinem za kyselé katalýzy. 
• Napište mechanismus reakce ethyl(methyl)ketonu s hydrazinem za kyselé katalýzy. 
• Napište mechanismus reakce benzaldehydu s 2,4-dinitrofenylhydrazinem za kyselé katalýzy.
•  Napište mechanismus reakce benzaldehydu s hydroxylaminem za kyselé katalýzy a následnou dehydrataci produktu. (Za tvorby nitrilu)

Karbonylové sloučeniny 3:

• Napište mechanismus reakce acetofenonu s piperidinem za kyselé katalýzy. 
• Napište mechanismus reakce acetofenonu s ethan-1,2-dithiolem za kyselé katalýzy. 
• Napište mechanismus reakce benzaldehydu s HCN. 
• Napište mechanismus reakce benzaldehydu s amoniakem a poté s HCN. 
• Napište reakci oximu, odvozeného od acetaldehydu s acetanhydridem a octanem sodným. 
• Napište mechanismus reakce benzaldehydu chloridem amonným a HCN.
• Napište mechanismus reakce acetofenonu s NaBH4 v methanolu
• Napište mechanismus reakce acetofenonu s LiAlH4 v etheru. 
• Napište mechanismus reakce acetofenonu s EtMgBr. 
• Napište mechanismus reakce acetofenonu s MeLi. 
• Napište mechanismus  Beckmannova přesmyku cyklohexanonu. 

Karbonylové sloučeniny 4:

• Napište mechanismus reakce acetofenonu s NaOH (Které částice budou přítomny v reakční směsi, kromě hydrátu).  
• Napište mechanismus reakce acetofenonu s LDA. 
• Napište mechanismus reakce acetofenonu s deuterovanou vodou za kyselé katalýzy. 
• Napište mechanismus reakce (S)-feny(1-fenylethyl)lketonu s methanolem a KOH. 
• Napište mechanismus reakce acetonu s bromem v kyselém prostředí. 
• Napište mechanismus reakce acetofenonu s bromem v bazickém prostředí (haloformová reakce). 
• Napište mechanismus reakce acetofenonu s chlorem v bazickém prostředí. (haloformová reakce). 

Karbonylové sloučeniny 5:

• Napište mechanismus reakce acetaldehydu s MeONa v MeOH. 
• Napište mechanismus reakce acetonu s MeONa v MeOH. 
• Napište mechanismus reakce acetonu s formaldehydem v bazickém prostředí. 
• Napište mechanismus reakce acetonu s benzaldehydem v EtONa v EtOH. 
• Napište mechanismus reakce acetonu s acetaldehydem v bazickém prostředí. 
• Napište mechanismus reakce propanalu s acetaldehydem v bazickém prostředí. 
• Napište mechanismus reakce 2,3-dimethyl butanaldehydu s MeONa v MeOH. 
• Napište mechanismus reakce acetofenonu s benzaldehydem v bazickém prostředí. 
• Připravte LDA. 
• Proveďte reakci acetaldehydu s LDA v THF a produkt nechte reagovat s propanalem. 

Karbonylové sloučeniny 6:

• Připravte fenyl(2-hydroxypropyl) keton
• Proveďte reakci acetonu s H2SO4
• Z cyklohexanonu připravte 2-methylcyklohexanon
• Z but-2-onu připravte methyl(sec-butyl) amin
• Z fenolu připravte benzyl(cyklohexyl)amin

Karbonylové sloučeniny 7:

• Napište reakci acetonu s LiAlH4 v Et2O.
• Napište reakci acetonu s Zn(Hg)x a HCl
• Napište reakci acetonu s NaH.
• Pomocí Wittigovi reakce připravte acetaldehyd z propenu. 
• Pomocí Wittigovi reakce připravte methylencyklohexan z cyklohexanu. 
• Pomocí Wittigovi reakce připravte 2-methyl-pent-2-en. 

Karbonylové sloučeniny 8:

• Nakreslete následující sloučeniny akrolein, kys. akrylová, akrylonitril, ethyl akrylát
• Nakreslete reakci akroleinu s MeLi
• Nakreslete reakci akroleinu s MeNH2

Karbonylové sloučeniny 9:

• Napište mechanismus reakce pent-1-en-3-onu s vodou v bazickém prostředí. 
• Napište mechanismus reakce pent-1-en-3-onu s EtMgBr v etheru. 
• Napište mechanismus reakce pent-1-en-3-onu s NaBH4 za -20°C. 
• Napište mechanismus reakce pent-1-en-3-onu s LiAlH4 za zvýšené teploty. 
• Napište mechanismus reakce but-1-en-3-onu s methanthiolem. 
• Napište mechanismus reakce but-1-en-3-onu s ethylaminem. 
• Připravte 4-methyl hex-2-on z acetonu. 
• Proveďte reakci 2-methylcyklohexa-1,3-dionu s ethyl(vinyl) ketonem  v EtONa a EtOH.