כיצד לסנתז תרכובות אורגניות?
לשם כך, אין קיצור דרך: עליכם ללמוד כיצד מגיבות הקבוצות הפונקציונליות השונות.
אם אתה עובד כימאי, כנראה שתצטרך להכין תרכובת אורגנית בשלב כלשהו. מאמר זה דן בשיטות שיכולות לעזור לך להגיע ממתחם מתחיל למתחם היעד שלך. כדוגמה, מאמר זה דן כיצד להכין אקמול משמן גולמי.
חלק 1 מתוך 4: ניתוח הכימיקלים שלך
- 1בדוק אם הכימיקל ההתחלתי הוא תערובת. אם הכימיקל ההתחלתי שלך הוא משהו כמו נפט גולמי, תצטרך להשתמש בזיקוק או בזיקוק חלקי כדי להפריד אותו לחלקים.
- 2בדוק אם לכימיקלים ההתחלתיים והמטוריים יש קבוצות משותפות. לדוגמא, הם עשויים להכיל קבוצת אמין או קבוצת קרבוקסיל וכו '.
- 3אם הכימיקל ההתחלתי הוא תערובת, בדוק באילו חלקים ניתן להשתמש. ייתכן שיהיה עליך לפצח את הכימיקל ההתחלתי לחלקים קטנים יותר. בדוגמה שלנו, עלינו לפצח את הנפט הגולמי כדי להשיג בנזן ואתן.
- 4צייר תרשים עכביש. עבור הכימיקל ההתחלתי, שים את הכימיקל באמצע, ואז צייר חצים שיוצאים ממנו ומציגים את כל התגובות שבהן ניתן להשתמש. עבור כימיקל היעד, צייר חצים פנימה, והראה את כל התגובות שיכולות לגרום לו.
חלק 2 מתוך 4: החלפת קבוצה אחת לאחרת
- 1למד כיצד מגיבות הקבוצות הפונקציונליות. לעיתים קרובות יותר, יהיה עליכם לשנות קבוצה פונקציונאלית אחת לקבוצה אחרת. לשם כך, אין קיצור דרך: עליכם ללמוד כיצד מגיבות הקבוצות הפונקציונליות השונות.
- 2נסה בדוגמה. בדוגמה שלנו, עלינו לשנות את אתן לאתנואיל כלוריד. איך לעשות את זה? הגיבו עליו עם מים כדי לשנות אותו לאתנול, ואז תחמצנו אותו לחומצה אתנואית. לאחר מכן, הגיב עליו עם תיוניל כלוריד כדי להפוך אותו לאתנואיל כלוריד. אין קיצורי דרך; פשוט ללמוד את התגובות.
לדוגמא, הם עשויים להכיל קבוצת אמין או קבוצת קרבוקסיל וכו '.
חלק 3 מתוך 4: הוספה והסרה של קבוצות
- 1הסר קבוצות פונקציונליות מיותרות. יש קבוצות פונקציונליות שאינן מיותרות. צריך להסיר אותם. כנראה שהדרך הקלה ביותר לעשות זאת היא להמיר אותם לקבוצת אלקנים, ואז להגיב עליה במימן כדי להיפטר מהקשר הכפול.
- אם אתה צריך להסיר שרשראות פחמן, סדוק אותו. ניתן לבצע פיצוח בעזרת זרז זאוליט ולחץ קל.
- 2הוסף קבוצות במידת הצורך. עבור שרשראות פחמן, דרך אחת היא להשתמש בתחליף רדיקלים חופשיים כדי להוסיף הלוגן (כלור, ברום וכו '), ואז להשתמש בתגובות אחרות כדי להחליף אותו בקבוצה שאתה זקוק לה. עבור תרכובות ארומטיות (למשל בנזן) יש תגובות מתמחות (ניטרציה, פרידל-ומלאכות acylation וכו ') כדי להוסיף קבוצות טבעת ארומטית.
- בדוגמה שלנו, עלינו להוסיף טבעת בנזין קבוצת OH וקבוצת NH2. אם היינו מתחילים בכומן, היינו יכולים לחמצן אותו לפנול ואצטון. זוהי הדרך הנפוצה ביותר להוסיף קבוצת OH לטבעת בנזן. עם זאת, אנו מתחילים בבנזן, ולא בקומן. למרבה המזל, יש דרך אחרת: לחמצן את הבנזן ישירות באמצעות תחמוצת החנקן, N2O. לאחר מכן, פשוט הגיב את הפנול עם חומצה חנקתית וגופרית, ואז צמצם אותו כדי להעביר את קבוצת NH2 למתחם.
אם אתה עובד כימאי, כנראה שתצטרך להכין תרכובת אורגנית בשלב כלשהו.
חלק 4 מתוך 4: הדבקת מולקולות זו לזו
- 1הצטרף לקבוצות שלך. לאחר שתכין את חלקי המולקולה שלך, תצטרך להדביק אותם יחד.
- אצטיל כלורידים יגיבו במגוון קבוצות: אלכוהול, מים, אמוניה ואמינים, בעיקר. זה מאפשר לך להצטרף לשתי קבוצות באמצעות אטום חמצן או חנקן. בדוגמה שלנו, האמין על התרכובת הארומטית מגיב עם הכלור באתנואיל כלורי כדי לתת אקמול וחומצה הידרוכלורית.
- 2השתמש במגיב גריגנארד אם אתה צריך להצטרף ישירות לשתי שרשראות פחמן. ריאגנט גריגנארד מורכב משרשרת אורגנית, R, קשורה לאטום מגנזיום, קשורה לאטום ברום, כך: R - Mg - Br. התגובה תגיב עם קרבוניל, R - C (= O) - R, ליצירת אלכוהול, R - C (-OH) (- R) - R. שימו לב כי לתרכובת זו יש קבוצה אורגנית נוספת. קבוצה זו נוספה על ידי ריאגנט הגרינארד.
- נניח שכל הכימיקלים רעילים, מאכלים ודליקים. נקוט אמצעי זהירות מתאימים.
- קבוצות פונקציונליות מסוימות, למשל ניטרו, NO2, ואזיד, N3, שימושיות בתגובות מסוימות. עם זאת, קבוצות אלה הן פיצוציות: יש להן נטייה להתפוצץ. היזהר מאוד בעת שימוש בפיצוציות.
קרא גם: איך מקבלים שיזוף יפה?
