biotehniška fakulteta oddelek za živilstvo · ·...
Post on 25-Apr-2018
228 Views
Preview:
TRANSCRIPT
KEMIJA
Iztok PrislanBiotehniška fakultetaOddelek za živilstvo
Nenasičeni ogljikovodiki
Vsebujejo eno ali več dvojnih ali trojnih vezi. Poznamo:• alkene,• alkine,• aromatske ogljikovodike.
http://tikalon.com/blog/blog.php?article=2013/carbyne
Kemijske lastnosti so zelo različne. Dodatni vezi med ogljikovima atomoma stanezaščiteni in zato predstavljata reaktivno mesto.
Fizikalne lastnosti (vrelišče, tališče) so podobne.
ΔHvezi = 347 kJ / molΔHvezi = 612 kJ / molΔHvezi = 838 kJ / mol
https://jahschem.wikispaces.com/electronic+structure?responseToken=b78a8cee107a5c0983dadf16991ebc8a
Različni tipi hibridizacij
etan – sp3 hibridizacija
eten – sp2 hibridizacija
etin – sp hibridizacija
http://academics.keene.edu/rblatchly/Chem220/hand/prop/PhysPropOrganics.html
Primerjava vrelišč
Med vrelišči ni veliko razlik. Najnižja vrelišča imajo alkeni, sledijo alkani, najvišjavrelišča imajo alkini. Ker so alkini linearni, alkeni pa pod kotom 120 °, se alkini lažjezložijo drug zraven drugega.
T v/ °C
število atomov C
‐ karboksilne kisline ‐ alkoholi ‐ ketoni ‐ estri ‐ amini ‐ alkeni ‐ alkini ‐ alkani
Cis – trans izomerija
Ena izmed posledic dvojne vezi alkenov je prisotnost cis in trans izomerov.
Cis izomer ima enake ali podobne skupine na isti strani pi vezi, trans izomer pa imaenake ali podobne skupine na nasprotnih straneh.
Cis‐ izomer ne more prehajati v trans‐izomer, ne da bi se prekinila dvojna vez, kar pa sepri sobni temperaturi ne more zgoditi. Cis‐ in trans‐ izomera imata različne fizikalne inkemijske lastnosti (temperaturo vrelišča, gostoto,...).
http://web.bf.uni‐lj.si/zt/kemija/katedra/slo/studenti/AGRONOMIJA%20UNI/KEMIJA%20AGR%20UNI/2.predavanje.ppt
http://2012books.lardbucket.org/books/introduction‐to‐chemistry‐general‐organic‐and‐biological/s16‐02‐cis‐trans‐isomers‐geometric‐is.html
cis‐2‐buten trans‐2‐buten
Nomenklatura alkenov
http://web.bf.uni‐lj.si/zt/kemija/katedra/slo/studenti/AGRONOMIJA%20UNI/KEMIJA%20AGR%20UNI/2.predavanje.ppt
Izberemo najdaljšo verigo, ki vsebuje dvojno vez.
Oštevilčimo osnovno C verigo, pri čemer začnemo na tistem mestu, da ima dvojna veznajmanjšo številko.
Dvojne vezi pripišemo tistemu C atomu, ki ima nižjo številko.
Uporabimo končnice –dien, ‐trien, ‐tetren, če je prisotnih več dvojnih vezi.
12
3
42‐metilbut‐1‐en
Če je na voljo dovolj informacij, uporabimo oznake cis oz. trans.
Kemijske reakcije alkenov
Izpostavljeni pi elektroni povečajo reaktivnost alkenov. Glavne štiri vrste reakcij so:• gorenje• adicija• oksidacija• polimerizacija
Gorenje
CnH2n + 1,5n O2 → n CO2 + n H2O
Če ni na voljo dovolj kisika, bodo alkeni goreli do ogljikovega monoksida.
Alkeni imajo malo višjo sežigalno entalpijo (etan/eten = ‐1559,7/‐1410,8 kJ mol‐1),a jih ne uporabljamo za pridobivanje energije, saj so dražji od alkanov.
Alkeni gorijo z bolj sajastim dimom.
Kemijske reakcije alkenov
Adicije
Pomembnejša reakcija od gorenja je adicija. Reakcije adicije razdelimo v dve podvrsti:a) adicije z enakimi substituenti,b) adicije z različnimi substituenti.
Splošna reakcija adicije se glasi:
Hidrogeniranje je adicija vodika na dvojno vez:
Pt
Kemijske reakcije alkenov
Hidrogeniranje se uporablja za pridobivanje trdnih margarin iz tekočih olj.
Ko se število dvojnih vez zmanjšuje, se zvišuje temperatura tališča.
Trdne margarine so bolj zaželene pri peki zaradi načina mešanja z moko – boljšatekstura.
Delno hidrogenirana olja so cenejša od živalskih maščob in imajo daljši rok trajanja.
https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogenation#/media/File:H2forMargerin.png
linolna kislina
oleinska kislina
stearinska kislina
linolna kislina
oleinska kislina
oleinska kislina
Kemijske reakcije alkenov
Halogeniranje je reakcija adicije, pri čemer se halogen (F2, Cl2, Br2, I2) adira na dvojnovez. Najpogostejši sta kloriranje in bromiranje, za kateri ne potrebujemokatalizatorja.
Reaktivnost halogenov pada v naslednjem zaporedju: F2 > Cl2 > Br2 > I2.
Fluor reagira eksplozivno z alkeni, jod pa pod standardnimi pogoji ne bo reagiral zalkeni.
Reakcijo z bromom (temno rjava tekočina) uporabljamo za dokaz za prisotnostalkenov.
Kemijske reakcije alkenov
V okviru asimetričnih reakcij adicije sta najpomembnejši reakciji hidrohalogeniranje inhidracija.
Hidrohalogeniranje je reakcija, pri kateri se na dvojno vez adira halogenovodik (HCl,HBr, HI). Katalizator ni potreben.
Hidracija je reakcija, pri kateri se na dvojno vez adira voda. Potreben je katalizator(kislina)
Tekom hidracije nastane alkohol.
Markovnikovopravilo
Kemijske reakcije alkenov
Oksidacije so tretja vrsta reakcij, ki so značilne za alkene.
Dvojne vezi so zelo primerna tarča za oksidante (kisik, ozon, kalijev permangenat,kalijev kromat)
Vrsta oksidacije je odvisna od moči oksidanta. Razredčena vodna raztopina KMnO4reagira z alkeni po naslednji enačbi:
KMnO4 MnO2
Iz etena po oksidaciji nastane etan‐1,2‐diol. Ta spojina je bolj poznana pod imenometilenglikol.
Uporablja se kot surovina za izdelavo poliestrskih vlaken v tekstilni industriji inpolietilentereftalatnih (PET) smol (plastenke). Uporablja se tudi kot sredstvo protizmrzovanju.
Kemijske reakcije alkenov
Za alkene so značilne tudi reakcije polimerizacije.
Polimeri so izredno velike molekule, ki jih lahko sestavlja več tisoč enakih majhnihmolekul, imenovanih monomere.
Polimere najdemo v naravi, lahko pa jih tudi sintetiziramo.
3000‐15000
guma
amiloza
amilopektin
Kemijske reakcije alkenov
Alkeni so čudoviti gradniki za polimere, saj ima π vez dve možnosti za vezavo ssosednjimi molekulami. Polimerizacija etena poteka po naslednji enačbi:
katalizator
Nastali polieten je mešanica različno dolgih verig atomov ogljika. Uporabljamo ga zaizdelavo predmetov iz plastike.
Zanimiv material je tudi politetrafluoroetan (teflon). C‐C vez je še dodatno zaščitena s štirimi fluori.
katalizator
CH
HCH
n C
H
HCH
CH
HCH
Hn C
H
HCH
H
CH
HCH
CH3
n C
H
HCH
CH3
CH
HCH
Cln C
H
HCH
Cl
CF
FCF
Fn C
F
FCF
F
Formula polimerain ime
Formula monomerain ime
Uporaba polimera
polietilen etilen (eten) Plastenke, plastične vrečke, igrače,
električni izolatorji
polipropilen propilen Zunanje, notranje preproge, plastenke,
odlitki (tudi srčne zaklopke)
poli(vinil klorid) (PVC) vinil klorid Plastične vrečke, plastične cevi, umetno
usnje
teflon tetrafluoroetilen Prevleke za posode, električna izolacija, deli
umetnih sklepov in delov telesa
polistiren stiren Igrače, stiropor, skodelice, pohištvo
Pomembnejši sintetični polimeri
http://web.bf.uni‐lj.si/zt/kemija/katedra/slo/studenti/AGRONOMIJA%20UNI/KEMIJA%20AGR%20UNI/2.predavanje.ppt
Kemijske reakcije alkinov
Za alkine so značilne vse reakcije, opisane pri alkenih. Razlika je v tem, da imajo alkinina voljo 2 π vezi.
Tudi pri alkinih velja Markovnikovo pravilo:
2HBr
pent‐1‐in 2,2‐dibromopentan
S pomočjo določenih katalizatorjev lahko ustavimo adicijo na trojno vez na stopnji, kozreagira le ena π vez. Tako nastane spojina z dvojnimi vezmi in določeno geometrijskoizomerijo (cis, trans).
H2
katalizator
Nastanek feromona za privabljanje ene izmed vrst moljev:
Koristni spojine alkinov
Najenostavnejši alkin je acetilen (etin) – zelo koristna kemikalija v industriji.
Uporablja se tudi za pospeševanje zorenja plodov, saj deluje podobno kot eten.
Acetilen nastane pri reakciji med vodo in kalcijevim karbidom:
CaC2 + H2O → H‐C≡C‐H + CaO
Včasih so ga uporabljali za rudarske svetilke – opustili zaradi eksplozije metana.
Še vedno se uporablja za različne doma izdelane topove (pokanje s karbidom za Veliko noč je prikaz Kristusovega vstajenja).
Sintetični derivati estrogena in progesterona, ki se uporabljajo v kontracepcijskih tabletkah. Skupna značilnost teh derivatov je, da imajo acetilno skupino.
Estrogen Progesteron Etinilestradiol Progestin
Poli‐nenasičeni ogljikovodiki
Ogljikovodike z več kot eno dvojno vezjo imenujemo poli‐nenasičeni ogljikovodiki.
Za njih so značilne enake reakcije, kot so značilne za „običajne“ nenasičeneogljikovodike. Razlika je le v količini porabljenega reagenta:
2Br2
2KMnO4
Konjugirani polieni
Konjugirani polieni so poseben razred znotraj poli‐nenasičenih ogljikovodikov.
Konjugirani polieni imajo alternirajoče zaporedje enojnih in dvojnih vezi (enojne indvojne vezi si izmenično sledijo).
http://chemwiki.ucdavis.edu/?title=Textbook_Maps/Organic_Chemistry_Textbook_Maps/Map:_Smith_4ed_%22Organic_Chemistry%22/Chapter_16:_Conjugation,_Resonance,_%26_Dienes/16.01_Conjugation
Pride do prekrivanja vseh p orbital sp2 hibridiziranih atomov C.
1,3‐dien
p
p
pp
Primer: prekrivanje 4 p orbital 1,3‐diena.
Konjugirani polieni so bolj stabilni od nekonjugiranih.
Zanimivi nenasičeni ogljikovodiki
Terpeni so najpogostejše sestavine eteričnih olj in pogoste sestavine smol. Splošnaformula terpenov je (C5H8)n. Proizvajajo jih rastline, predvsem iglavci.
tujon
TERPENTIN je brezbarvna, lahko tekoča tekočina. Pridobiva se z destilacijo smol iglavcev. Služi kot topilo za smole in maščobe. pinen
ABSINT je alkoholna pijača grenkega in osvežilnega okusa. Vsebuje spojino tujon, zaradi katere je bil celo prepovedan.
Vitamin A je oznaka za skupino nenasičenih ogljikovodikov. Ena izmed bolj prisotnih oblik je retinol, ki je ključna molekule v kemiji vida.
retinol
Zanimivi nenasičeni ogljikovodiki
N
Rodopsinpigmet, občutljiv na svetlobo
Nestabilen kompleks
Opsin
Opsin
Absorpcija svetlobe ‐povzroči izomerizacijo
Kompleks disociira
Sporočilo možganom
trans retinal
Izomerizacija dvojne veziencimska kataliza
11‐cis retinal
Ponoven nastanek kompleksa
Zanimivi nenasičeni ogljikovodiki
Maščobne kisline so v organski kemiji in še posebej biokemiji karboksilne kisline,pogosto z dolgimi alifatskimi verigami, ki so lahko nasičene ali nenasičene
Nekatere maščobne kisline, ko je npr. arahidonska kislina,so esencialne.
Feromoni so kemični signali, ki ga v izredno majhnih količinah izločajo določeniorganizmi in sprožijo naravni odziv pri drugem pripadniku iste vrste organizmov.
Obstajajo mnogi tipi feromonov, kot so t. i. opozorilni feromoni, feromoni zaoznačevanje sledi hrane, spolni feromoni ter mnogi drugi, ki povzročijospremembno v vedenju ali fizioloških procesih.
Feromon moljev(spolna privlačnost)
https://sl.wikipedia.org/wiki/Feromon
top related