organickÁ chemie – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

114
ORGANICKÁ CHEMIE Mgr. IrenaŠlamborová, Ph.D. katedra chemie, Fakulta přirodovědně- humanitní a pedagogická, 485353169

Upload: fraley

Post on 14-Feb-2016

42 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

ORGANICKÁ CHEMIE Mgr. IrenaŠlamborová, Ph.D. katedra chemie, Fakulta přirodovědně-humanitní a pedagogická, 485353169. ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti. - plasty - výbušniny - léčiva - barviva - detergenty - rozpouštědla - syntetická vlákna - aditiva - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ORGANICKÁ CHEMIEMgr. IrenaŠlamborová, Ph.D.

katedra chemie, Fakulta přirodovědně-humanitní a pedagogická, 485353169

Page 2: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ORGANICKÁ CHEMIE –zasahuje prakticky do všech oblastí lidské

činnosti- plasty- výbušniny- léčiva- barviva- detergenty- rozpouštědla- syntetická vlákna- aditiva- nátěrové látky- pesticity a další

Page 3: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti
Page 4: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

VAZNOST UHLÍKU

Vaznost – počet vazeb, které může atom prvku vytvořit. atom uhlíku – čtyřvazný atom dusíku – trojvazný atom kyslíku – dvojvazný atomy halogenů – jednovazné atom vodíku - jednovazný

Page 5: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

VZORCE V ORGANICKÉ CHEMII

• Strukturní (konstituční)• ¨ vzorec ethanu

Racionální vzorec ethanu

Page 6: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

VZORCE V ORGANICKÉ CHEMII

C2H6 Molekulový vzorec - ethanu

H H H – C – C – H – O – H Elektronový vzorec – ethanolu

H H

Page 7: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Organické sloučeniny

Uhlovodíky Deriváty uhlovodíků

Sloučeniny obsahující jen uhlík a vodík

Sloučeniny obsahují C, H a další prvky

Page 8: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

TŘÍDĚNÍ ORGANICKÝCH SLOUČENIN

A) Uhlovodíky

Page 9: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

TŘÍDĚNÍ ORGANICKÝCH SLOUČENIN

B) Deriváty uhlovodíků- halogenderiváty- hydroxyderiváty- karbonylové deriváty- ethery- karboxylové kyseliny- deriváty karboxylových kyselin (funkční a substituční driváty)MAKROMOLEKULÁRNÍ LÁTKY- proteiny, lipidy, sacharidy, enzymy- polymery

Page 10: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

NÁZVOSLOVÍ

Nasycené uhlovodíky – ALKANY – homologická řada 

CH4 methan C6H14 hexan

C2H6 ethan C7H16 heptan

C3H8 propan C8H18 oktan

C4H10 butan C9H20 nonan

C5H12 pentan C10H22 dekan

Page 11: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ALKANY

Page 12: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

TVORBA NÁZVU CH3 – methyl (methan)

C2H5 – ethyl (ethan)

C3H7 - propyl (propan)

   1 2 3 CH3 – CH2 – CH – CH3

CH2 – CH2 – CH3

4 5 6  3-methylhexan

Page 13: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ALKENY

dvojná vazba – umístěna na konci, na začátku nebo uvnitř řetězce alken dvě dvojné vazby – alkadieny vazby umístěny jako: KUMULOVANÉ KONJUGOVANÉ IZOLOVANÉ

Page 14: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Kumulované dvojné vazby: CH2 = C = CH – CH2 – CH3

 Konjugované dvojné vazby: CH2 = CH – CH = CH – CH2

 

Izolované dvojné vazby: CH2 = CH – CH2 – CH = CH2

Kumulované dvojné vazby: CH2 = C = CH – CH2 – CH3

 Konjugované dvojné vazby: CH2 = CH – CH = CH – CH2

 

Izolované dvojné vazby: CH2 = CH – CH2 – CH = CH2

Page 15: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti
Page 16: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

NÁZVOSLOVÍ

CH2 = CH – CH2 - CH = CH2 

1, 4 -pentadien

1 2 3 4 5

CH2 = C – CH2 – C = CH2

  CH3 CH3

  2,4 – dimethyl, 1,4 - pentadien

Page 17: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ALKYNY

- trojná vazba - název - alkyn – koncovka – yn- triviální názvy CH = CH acetylen

Page 18: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ARENY

Aromatické uhlovodíky – základem struktury: aromatické jádro – benzen – C6H6

Page 19: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ARENY

Toluen xyleny

Page 20: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ARENY

Naftalen

Page 21: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ARENY

Anthracen Fenanthren

Page 22: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

KLASIFIKACE ORGANICKÝCH REAKCÍ

1. Podle způsobu štěpení vazby

2. Dle typu reagujících částic

3. Dle změny struktury reagujících sloučenin

Page 23: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Způsob štěpení vazby

a) Homolytické reakce - vazba je štěpena symetricky za vzniku RADIKÁLŮ CH3 – CH3 = CH3. + .CH3

b) Heterolytické reakce - vazba je štěpena asymetricky za vzniku IONTŮ kladný náboj záporný náboj CH3 – Cl = CH3 (+) + Cl (-)

Page 24: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Typ reagujících částicReakce: • ELEKTROFILNÍ REAKCE – reakce se účastní

částice přitahující elektrony, které nesou kladný náboj nebo jsou elektroneutrální: H(+), Cl(+), CH3(+), SO3

• NUKLEOFILNÍ REAKCE – reakce se účastní částice poskytující elektrony, které nesou záporný náboj nebo jsou elektroneutrální: H(-), Cl(-), CH3(-), NH3

• RADIKÁLOVÉ REAKCE – reakcí se účastní částice nesoucí nepárový elektron:

H. , Cl . , CH3 .

Page 25: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Změna struktury

ADICE (štěpení násobné vazby)

Page 26: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Změna struktury

ELIMINACE (vznik násobné vazby – opak adice)SUBSTITUCE – náhrada (substituce) atomu nebo funkční skupiny v molekule reaktantuMOLEKULOVÝ PŘESMYK – přeskupení atomů v molekule jedné sloučeniny za vzniku jiné sloučeniny

Page 27: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

UHLOVODÍKY

1. Alkany, cykloalkany2. Alkeny, alkadieny3. Alkyny4. ArenyZdrojem: ropa – směs různých uhlovodíkůrektifikace (opakovaná destilace)petrochemiefrakce ropy: benzin, petrolej, plynový olej, mazut

Page 28: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ROPA

Krakování ropy – štěpící procesy jednotlivých frakcí ropy – štěpí se dlouhé C řetězce na řetězce kratší – vznik dalších produktů

Page 29: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ALKANY, CYKLOALKANY - mezi atomy C – jednoduché vazby (sigma) – možná vnitřní rotace kolem vazeb C-C

Vlastnosti:1. C1- C4 : plyny (methan, ethan, propan, buthan) C5 – C15: kapaliny (penthan , hexan, heptan,...) nad C15 : pevné látky 2. Nepolární sloučeniny – ve vodě se nerozpouštějí, rozpustnost pouze v nepolárních rozpouštědlech3. V porovnání s ostatními uhlovodíky – nejméně reaktivní4. Nejvýznamnější reakce – SUBSTITUCE, ELIMINACE

Page 30: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

KONFORMACE

• model vnitřní rotace• kolem vazby C-C• molekula ethanu

Page 31: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

METHAN – CH4

Page 32: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

METHAN – CH4

- součástí zemního plynu (až 90% methanu) + ethan, propan, butan- použití k různým syntézám: 1. výroba acetylenu (ethynu) 2 CH4 = C2H2 + 3 H2

2. výroba ethenu 2 CH4 + O2 = CH2=CH2 + 2 H2O 3. výroba kyanovodíku 2 CH4 + 2 NH3 + 3 O2 = 2 HCN + 6 H2O

Page 33: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

PROPAN, BUTAN

• - jako směs – palivo

• - katalytickou• hydrogenací –• nenasycené• uhlovodíky –• výroba PLASTŮ

Page 34: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

CYKLOHEXAN

- nejvýznamnější cykloalkan- rozpouštědlo- suroviny pro výrobu benzenu

===Ni=== + 3 H2O

Page 35: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ALKENY, ALKADIENY - obsahují dojnou vazbu (sigma, pí) - reaktivnější - dvě dvojné vazby – alkadieny - kolem dvojné vazby není možná volná rotace – cis a – trans izomery - geometrické izomery 2-butenu

Page 36: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

PŘÍPRAVA ETHENU

CH2=CH2 CH3-CH2-OH + katalyzátor (H+), - H2O CH3-CH3 + katalyzátor (Pt), -H2

CH2Br-CH2Br + katalyzátor (Zn), - ZnBr2

CH3-CH2-Cl + katalyzátor (OH-), - HCl

Page 37: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

REAKCE - typické reakce : 1. Adice (hydrogenace) – probíhá na dvojné vazbě (radikálová adice) - jedná se nejčastěj i o reakci alkenů s halogeny - 2.Oxidační reakce – vnikají alkoholy, ethery, aldehydy, karboxylové kyseliny (oxidační činidlo KMnO4, organické kyseliny nebo peroxokyseliny) - 3. Polymerace molekuly alkenů v přítomnosti katalyzátorů reagují za vzniku makromolekulárních látek (polymerů) -[ CH2-CH2]-n n – počet makromolekulárních jednotek – polymerační stupeň

Page 38: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ALKADIENY

- v molekule dvě dvojné vazbynejvýznamnější:1,3 – butadien – základ pro výrobu syntetického kaučuku2-methyl-1,3-butadien (isopren) – základem přírodního kaučuku

Page 39: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

VÝZNAM ALKENŮ A ALKADIENŮ

Ethen, propen, alkadieny a další látky – výchozí pro výrobu polymerů - polyethylen (PE), polypropylen (PP) a kaučuky

Page 40: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ALKYNY

- acyklické uhlovodíky s trojnou vazbou, která tvoří reakční centrum molekuly - jedna vazba sigma, dvě vazby pí - vazba pí způsobuje, že pí elektrony jsou silněji poutány v prostoru mezi atomy uhlíku – reakce tady probíhají snadněji (vyšší reaktivita)

Page 41: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Ethin (acetylen) – bezbarvý plyn bez zápachu, adice

Page 42: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

POUŽITÍ

Acetylen – (stlačený a rozpuštěný v acetonu v tlakových nádobách) - ke svařování - chemická surovina pro výrobu vinylchloridu, akrylonitrilu a acetaldehydu

Page 43: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ARENY

- základem je šestičlenný uhlíkový cyklus, v němž se střídají jednoduché a dvojné vazby BENZEN C6H6

Page 44: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

AROMATICITA

- v molekule benzenu nejsou elektrony dvojných vazeb lokalizovány v kruhu, ale jsou rozprostřeny – DELOKALIZOVÁNY po celé molekule - systém s delokalizovanými pí elektrony má menší energii, proto je stabilnější

Page 45: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

PRAVIDLA AROMATICITY

1. Molekula je cyklická.

2. Obsahuje konjugované pí vazby.

3. Jádra atomů v molekule leží v jedné rovině.

4. Vůně – aroma sloučenin.

Page 46: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Benzen a jeho deriváty – monocyklické uhlovodíky - číselné indexy kruhu nebo triviální předpony: - ortho (o) – poloha 1,2 - meta (m) – poloha 1,3 - para (p) – poloha 1,4

Page 47: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

DERIVÁTY BENZENU

Page 48: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Kyselina ftalová, kyselina tereftalová

naftalen kyselina ftalová ox.

ox.

p-xylen kyselina tereftalová

Page 49: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ZDROJE, VLASTNOSTI

- zdrojem: černouhelný dehet, ropa- benzen, toluen a xyleny – kapaliny- vícecyklické areny – pevné látky (naftalen

anthracen,...) – sublimace- areny – strategické suroviny - výchozí látky

pro výrobu barviv, léčiv, pesticidů, tenzidů, plastů, syntetických vláken

Page 50: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

REAKCE BENZENU

SUBSTITUČNÍ REAKCE1. Halogenace - chlorace, bromace

2. Nitrace ( nitrobenzen)

Page 51: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

REAKCE BENZENU

3. Sulfonace ( benzensulfonová kyselina)

Nitrace toluenu – 3 stupňová reakce - vznik 2 – nitrotoluen, 2,4 – dinitrotoluen, 2,4,6 – trinitrotoluen (TNT)

Page 52: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

BIOLOGICKÉ VLASTNOSTI

Benzen a jeho homology (toluen, xyleny ) – rozpouštědla a výchozí látky pro různé syntézy. Benzen – toxická látka s prokazatelnými kancerogenními účinky. V organismu se přeměňují na epoxidy, které snadno reagují s DNA – ovlivnění biologických funkcí. Vdechování par benzenu– porušení krvetvorby. Vícecyklické areny (benzopyren) – obsažený v dehtu, ve výfukových plynech a v cigaretovém kouři.

Page 53: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

HALOGENDERIVÁTY

- jeden nebo více atomů vodíku jsou nahrazeny halogenem – F, Cl, Br, I

- název: název uhlovodíku + předpona halogen-

- CH3Cl – methyl chlorid (chlormethan) organické syntézy, chladící zařízení

- CH2Cl2 - methyl dichlorid (dichlormethan) rozpouštědlo

Page 54: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Halogenderiváty

- CCl4 – tetrachlormethan• rozpouštědlo- CCl2=CHCl – trichlorethen• rozpouštědlo – např. čištění textilií- CH2=CH-Cl - chlorethen (vinylchlorid)• plasty PVC- C6H5Cl – chlorbenzen • organické syntézy

Page 55: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Halogenderiváty

CF2=CF2 – tetrafluorethylen• výroba teflonuCHI3 – trijodmethan (jodoform)• dezinfekceDDT (dichlor difenyl trichlor ethan) pesticid – kancerogenní látka

Page 56: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

IZOMERIE halogenderivátů

GEOMETRICKÁ izomerie cis 1,2 – dibromrethen trans 1,2 - dibromethen

Page 57: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Příprava halogenderivátů

1. z uhlovodíků – adičními reakcemi

2. z uhlovodíků – substitučními reakcemi

3. reakcí alkoholu s halogenvodíkem

Page 58: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Vlastnosti

Závislost fyzikálních vlastností halogenderivátů je zřejmá z hodnot teplot varu, které závisejí na druhu halogenu, počtu jeho atomů a typu uhlovodíkového zbytku v molekule.- typické reakce: 1. eliminace 2. substitucetyto reakce často probíhají souběžně – záleží na reakčních podmínkách

Page 59: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Biologické vlastnosti, význam

- rozpouštědla, chladící kapaliny, monomery při výrobě plastů - některé – kancerogenní účinky – nesprávné odstraňování odpadů – do ovzduší, do vody nebo do půdy - příkladem : DDT (insekticid), PCB , FREONY

Page 60: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

DDT

LD50 – 87 mg/g (člověk) - vyroben už roku 1874 - od 2.světové války – používán jako insekticid na hubení komárů a moskytů - r. 1972 – v USA – zakázán - bílý krystalický prášek, špatně rozpustný ve vodě, dobře rozpustný v organických rozpouštědlech nebo v tucích

Page 61: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

PCB- polychlorované bifenyly- 1929 – poprvé výroba USA- nehořlavé, mimořádně tepelně a chemicky stálé kapaliny- hydraulické kapaliny, přísady do nátěrových směsí, plastifikátory - r. 1968 Japonsko – hromadná úmrtí – sledována výroba - dnes výroba omezována – rezidua přetrvávají v prostředí a v tukových tkáních (desítky let)

Page 62: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

FREONY

- plynné nebo kapalné chlorfluorderiváty methanu a ethanu

- výroba – první polovina 20.století- stálé, nejedovaté, nehořlavé v chladící technice, jako hnací plyny v aerosolových výrobcích- nebezpečí spočívá v jejich chemické stálosti- halogenované freony – spočívají v troposféře desítky let a vzdušnými proudy se do stratosféry dostávají postupně- zde účinkem UV ( 240 nm) – z freonů odštěpují radikály chloru, které štěpí molekuly ozónu- jeden radikál chloru může rozštěpit až 100 000 molekul ozónu

Page 63: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti
Page 64: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

KYSLÍKATÉ DERIVÁTY

- obsahují kromě vodíku a uhlíku kyslík, vázaný v různých funkčních skupináchhydroxylové – OH : alkoholy, fenoly

karbonylové = C = O: aldehydy, ketonykarboxylové – COOH: karboxylové kyselinyKe kyslíkatým derivátům patří také ethery a

deriváty karboxylových kyselin

Page 65: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ALKOHOLY, FENOLY

- OH funkční skupinu mají vázanou na acyklický (alkoholy) nebo cyklický (fenoly) zbytek- název – koncovka – ol

Page 66: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ALKOHOLY- deriváty vody:

H-O-H R-O-H voda alkohol- podle počtu -OH skupin : jednosytné a vícesytné alkoholy CH3CH2OH – jednosytný alkohol (ethanol) OH - CH 3 – CH2- OH – dvojsytný alkohol (1,2- ethandiol, ethylenglykol)

Page 67: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ALKOHOLY

Primární, sekundární a terciární alkoholy (dle toho s kolika sousedními atomy je vázán atom

uhlíku se skupinou -OH)

Page 68: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

PŘÍPRAVA, VÝROBA, VLASTNOSTI

- příprava: z alkenů, halogenderivátů, aldehydů nebo ketonů- ethanol vzniká kvašením cukerných roztoků- nižší alkoholy: kapaliny (methanol, ethanol, propanol, butanol)- alkoholy s více, než 12 atomy C: pevné látky- teplota varu: poměrně vysoká (způsobeno vodíkovými vazbami, které se tvoří mezi molekulami)- methanol, ethanol a propanol se s vodou mísí neomezeně- počínaje butanolem mísitelnost klesá

Page 69: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

REAKCE- SUBSTITUCE- ELIMINACE

- z primárních alkoholů vznikají ALDEHYDY- dehydrogenací sekundárních alkoholů vznikají KETONY- esterifikace : reakce kyseliny s alkoholem za vzniku esteru a vody- oxidací primárních alkoholů – aldehydy až karboxylové kyseliny - oxidací sekundárních alkoholů - ketony

Page 70: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

VLASTNOSTI, VÝZNAM

METHANOL

Page 71: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

METHANOLmethylakohol

- kapalina, rozpouštědlo, pro výrobu formaldehydu, různých esterů a etherů- výroba: CO + 2H2 = CH3 – OH- nebezpečný jed – poškození zraku až oslepnutí

Page 72: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ETHANOL (ETHYLALKOHOL)

Page 73: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Ethanol – C2H5OH

- působí neurotoxicky- patří mezi psychotropní látky, požíváním vzniká závislost- v organismu se metabolizuje na acetaldehyd až karboxylové kyseliny- polární rozpouštědlo, nutný k mnoha syntézám- pro potravinářské účely: kvasné procesy – destilace- pro technické účely: hydratací ethenu

Page 74: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

DALŠÍ ALKOHOLY1-butanol – rozpouštědlo, k výrobě esterůcyklohexanol – výroba syntetických vlákenethylenglykol – jedovatá kapalina, dobře se mísí s vodou, jako nemrznoucí směs (automobily), pro výrobu syntetických vláken a plastůglycerol – kapalina nasládlé chuti, nejedovatá, mísí se s vodou, kosmetický průmysl, farmaceutický průmysl, potravinářské účely, jeho esterifikací vzniká nitroglycerin (dynamit, kardiotonikum)

Page 75: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti
Page 76: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

FENOLY, C6H5OH

- OH skupina je vázána na benzenovém jádře- bezbarvá krystalická látka na vzduchu hnědne, ve vodě se rozpouští pouze nepatrně

Page 77: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ZDROJ, VLASTNOSTI

- zdrojem: černouhelný dehet- další zdroj: tavením sulfonových kyselin s hydroxidem sodným- vlastnosti: fenoly- pevné látky nepříjemného zápachu, leptají sliznice, některé mají použití jako dezinfekční látky

Page 78: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

REAKCE

- SUBSTITUCE - OXIDACE – vznikají chinony (základ

černobílé fotografie)- NEUTRALIZACE – vznik fenolátů

Page 79: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

VÝZNAM

- výroba barviv, léčiv, pesticidů, plastů

Page 80: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ALDEHYDY A KETONY

- funkční skupina : =C=O- karbonylová skupina - karbonylové deriváty- názvy: aldehydy – koncovka – al ketony – koncovka – on

Page 81: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

REAKCE

- aldehydy a ketony – reaktivní sloučeniny- reakce : adice a oxidačně-redukční reakce1. REDUKCÍ aldehydů a ketonů – vznikají

ALKOHOLY2. OXIDACÍ aldehydů a ketonů vznikají

KARBOXYLOVÉ KYSELINY

Page 82: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Formaldehyd (methanal) - plynná látka- 4% roztok - formalín- dobře rozpustný ve vodě - výroba fenolfomaldehydových pryskyřic- výroba močovinoformaldehydových pryskyřic ( fenoplasty, aminoplasty) – výroba dřevotřísek – uvolnění formaldehydu- možná příčina závažných onemocnění

Page 83: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

FORMALDEHYD- zapáchající látka, leptá a dráždí sliznice a dýchací cesty- kancerogenní látka- jedná se o tzv. protoplazmatický jed – denaturuje proteiny – využití: fixace biologického materiálu (4% roztok – formalín)- textilní průmysl: fixace barviv – nebezpečí uvolnění – levný textil

Page 84: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ACETON

- výroba z cyklohexanolu – významný meziprodukt při výrobě polyamidů- ACETON – kapalina, rozpouštědlo1. REDUKCÍ aldehydů a ketonů vznikají ALKOHOLY2. OXIDACÍ aldehydů a ketonů vznikají KETONY

Page 85: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ACETON, 2-PROPANON, DIMETHYLKETON

Page 86: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

CYKLOHEXANON

- výroba z cyklohexanolu- významný meziprodukt při výrobě polyamidů (polyamid 6)

Page 87: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

KARBOXYLOVÉ KYSELINY

- kyslíkaté deriváty uhlovodíků, obsahující funkční skupinu -COOH : karboxylovou skupinu- podle počtu karboxylových skupin v molekule: mono-, di- a tri- karboxylové kyseliny, nasycené, nenasycené, aromatické

Page 88: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

NÁZVOSLOVÍ

H-COOH : methanová kyselina (kyselina mravenčí)CH3-COOH: ethanová kyselina (kyselina octová)

C6H5-COOH: benzenkarboxylová kyselina ( kyselina benzoová)

HOOC-COOH: ethandiová kyselina (kyselina šťavelová)CH3-CH=CH-CH=CH-COOH: 2,4 – hexandienová

kyselina (kyselina sorbová)

Page 89: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

VLASTNOSTI

- kapalné nebo pevné látky- s rostoucí délkou řetězce klesá rozpustnost ve vodě a zvyšuje se rozpustnost v nepolárních rozpouštědlech- dikarboxylové kyseliny se rozpouštějí lépe než monokarboxylové kyseliny

Page 90: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

REAKCE

ESTERIFIKACE – reakce alkoholu s kyselinou za vzniku esteru a vody- reakce probíhají v přítomnosti kyselého katalyzátorHYDROLÝZA ESTERU – opačný proces esterifikacePOLYKONDENZACE – vznik polyesterů (PET)

Page 91: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

PŘÍPRAVA, VÝROBA- syntéza karboxylových kyselin vychází z alkoholů nebo aldehydů- používají se různá oxidační činidla (KMnO4, O2)- aromatické karboxylové kyseliny se získávají také oxidací uhlovodíků- kyselina octová se vyrábí z ethanolu biochemickou oxidací (octové kvašení)

Page 92: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

KYSELINA MRAVENČÍ- methanová

H-COOH

Page 93: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

KYSELINA OCTOVÁ- ethanová

CH3COOH

Page 94: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Kyselina šťavelová

Page 95: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Kyselina ftalová

Page 96: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Kyselina benzoová a sorbová

Page 97: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

Kyselina adipová a akrylová

Page 98: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ETHERY

- kyslíkaté deriváty, ve kterých jsou na atomu kyslíku vázány dva uhlovodíkové zbytky

H-O-H R-O-R R1-O-R2

voda ether se stejnými ether s různými uhlovodíkovými zbytky uhlovodík. zbytky funkční skupina: -O-R : alkoxyskupina

Page 99: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

PŘÍKLADY ETHERŮ

Diethylether (ethoxyethan) CH3-CH2-O-CH2-CH3

Dimethylether (methoxymethan)

CH3-O-CH3

Page 100: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

VLASTNOSTI A POUŽITÍ- kapalné látky (dimethylether – plynná látka)- teploty varu – velmi nízké ve srovnání s alkoholy- chemicky málo reaktivní- snadno reagují s HCl, NH3 – vznikají substituované

alkoholy- použití: jako rozpouštědla, sterilizace lékařských nástrojů

(ethylenoxid) - mají narkotické účinky- diethylether: se vzduchem snadno výbušnou směs -

hořlavina

Page 101: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

ESTERY

funkční deriváty karboxylových kyselin, kde je karboxylová skupina nahrazena

alkoxyskupinou – OR- systematický název: - název alkylu a zakončení – oat- přírodní i syntetické látky- nejznámější estery jsou tuky,oleje a vosky- jako esence – potravinářský průmysl (ananasová,

rumová...)

Page 102: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

PŘÍKLADY ESTERŮ

1. methylacetát methylethanoát octan methylnatý

CH3-CO-OCH3

Page 103: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

PŘÍKLADY ESTERŮ

2. Ethylmethanoát ethylformiát mravenčan ethylnatý H-CO-OCH2CH3

3. dimethylftalát

Page 104: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

HYDROLÝZA ESTERŮ

Page 105: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

VÝZNAM, POUŽITÍ

- výroba mýdla- rozpouštědla (ethylacetát)- základem makromolekulárních látek –

polyesterů (PES)- potravinářský průmysl – součást vonných

látek (esencí)- dimethylftalát – základ repelentu

Page 106: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

DUSÍKATÉ DERIVÁTY

- sloučeniny obsahující atom dusíku1. aminy2. diazoniové soli3. azosloučeniny4. nitrosloučeniny5. nitrososloučeniny

Page 107: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

AMINY

- dusíkaté deriváty, v jejichž uhlovodíkovém zbytku je vázáná aminoskupina – NH2

- můžeme je považovat za deriváty amoniaku NH3 R-NH2 R-NH-R R-N-R R primární sekundární terciární amin amin amin

Page 108: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

NÁZVOSLOVÍ

CH3NH2 - methanamin - methylaminC6H5NH2 - benzenamin - anilinNH2-(CH2)6-NH2 - 1,6-hexandiamin - hexamethylendiamin - pyridin

Page 109: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

VLASTNOSTI AMINU

- methylamin, ethylamin – plynné látky- anilin – kapalina- aminy s krátkým uhlovodíkovým řetězcem

jsou rozpustné ve voděrozpustné ve vodě- reakcí s kyselinami vznikají AMONIOVÉ

SOLI - nejdůležitější reakcí aminů – DIAZOTACE

Page 110: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

REAKCE- produktem diazotace primárních aminů-DIAZONIOVÉ SOLI – meziprodukty při výrobě azobarviv- produktem diazotace sekundárních aminůNITROSAMINY – kancerogenní látky, reagují s bázemi

nukleových kyselin - dostávají se do ovzduší, z kouření, z potravy, z kosmetiky- obsah nitrosaminů v potravinách – zejména mastné

výrobky, uzeniny- toxické účinky mají i jiné aminy (zejména aromatické) –

př. anilin – způsobuje cyanózu

Page 111: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

POUŽITÍ

- výroba barviv, léčiv, plastů, pesticidů, tenzidů

- 1,6-hexandiamin s kyselinou adipovou – první syntetické polyamidové vlákno – NYLON

- jako kationaktivní tenzidy – kvarterní amoniové soli

Page 112: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

NITROSLOUČENINY,NITROSOSLOUČENINY

- NO2 : nitrosloučeniny- NO : nitrososloučeniny- názvy: přidáním předpon nitro- a nitroso-CH3 – NO2 nitromethanCH3 – CH2 – NO2 nitroethanC6H5NO2 nitrobenzenC6H5NO nitrosobenzen

Page 113: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

VZNIK, VLASTNOSTI

- aromatické nitrosloučeniny – reakcí arenů s nitrační směsí (koncentrovaná kyselina dusičná a sírová)

- alifatické nitrosloučeniny a nitrobenzen – kapalné látky

- vyšší nitrované areny a nitrosobenzen – pevné látky

Page 114: ORGANICKÁ CHEMIE – zasahuje prakticky do všech oblastí lidské činnosti

VÝZNAM, POUŽITÍ

- aromatické nitrosloučeniny – významné meziprodukty výroby AZOBARVIV

- redukcí nitrosloučenin – získávají se aminy, které jsou výchozí látky pro výrobu DIAZONIOVÝCH SOLÍ

- TNT a mnohá léčiva