Orgaaniline keemia I eksam (kosnpekt) (0)

Org keemia põhisuunad, valemid, Lewise punktvalemid.
- keemia haru, mis käsitleb org üh-d ja tegeleb nende ehituse, omaduste, koostise, saamisviiside ja reaktsioonide uurimisega.
- Omadused:
Sisaldavad süsinikku ja vesinikku
Üldiselt küllaltki suure molaarmassiga
Aatomite vahel on kovalentne side (side, mis tekib ühise elektronpaari moodustumise tõttu)
Vesilahused ei juhi elektrit
Keemilised reaktsioonid kulgevad üldiselt aeglaselt
Lagunevad juba 400 0C juures
Põlevad (saadustena on alati CO2 ja H2O)
- Suunad:
Individuaalsete komponentide eraldamine looduslikest produktidest.
Ühendite süntees ja puhastamine.
Org üh. struktuuri uurimine, struktuuri ja omaduste vahelise sõltuvuse selgitamine .
- Valemid
1. Summaarne 2. Lihtsustatud 3. Klassikaline
4. Stereovalem 5. Lewise punktvalem 6. Graafiline
Lewis ´i struktuurid näitavad küll sidemete ja vabade elektronpaaride ligikaudset paiknemist molekulis, kuid ei kirjelda molekuli kolmedimensionaalset kuju.
Molekuli ruumiline kuju on väga oluline molekulide reakt.võime ja omaduste kirjeldamiseks.
Orgaaniliste ühendite struktuur ja nomenklatuur .
RÜHM
LÕPP
TÄHIS
NÄIDE
Alkaanid
-aan
R-
parafiin
Eetrid
-eeter
R-O-R
CH3CH2-O-CH3
etüülmetüüleeter
Alkeenid
Alküünid
-een
-üün
2-side
3-side
CH3-CH=CH-CH3
but-2-een
Halogeeniüh
Bromo-
jodo-
kloro-
fluoro -
R-Hal
CH3CH2Cl
kloroetaan
Alkoholid
-ool
R-OH
CH3CHCH3
OH
propaan -2-ool
Amiinid
- amiin
-NH2
CH3CH2-NH-CH3
etüülmetüülamiin
CH3CH2-NH2
etüülamiin
NH2-CH2CH2-NH2
etaan -1,2-diamiin
Areenid
Fenoolid
-een
- bensen
( benseen )
Benseen-OH
Karbonüülüh:
Aldehüüdid
Ketoonid
-aal
-oon
-CHO
-CO
3-kloro- butanaal
Butaan -2-oon
propanoon e dimetüülketoon
Karboksüül- happed
- hape
-COOH
CH3-CH2-COOH
Propaanhape
CH3-CH-COOH
NH2
2- aminopropaanhape
Karboksüülhapete derivaadid:
Estrid
Amiidid
-aat
- amiid
R-COO-R
R-CO-NH2
ENNE VT TAGUMI
etüülpropanaat
naatriumetanaat
etaanamiid
Aatomorbitaalid, hübridisatsioon.

• Elektroni olekut kirjeldab olekufunktsioon ( orbitaal ) ja tema pöörlemist iseloomustav spinn .
  
• Molekulorbitaalid:
  - σ-orbitaal ( sigma -orbitaal) koosneb enamasti kahest s-tüüpi orbitaalist
  - Π-orbitaal (piiorbitaal) moodustub kahest paralleelsest p-orbitaalist
  
• Hübridiseerunud orbitaalideks nim orbitaale, mis erinevad aatomi lähteolekust suurema radiaalse suunitluse poolest.
  Need orbitaalid tagavad ulatuslikuma kattumise seotava aatomi orbitaaliga ja vastava sideme suurema tugevuse.
  Hübridisatsioonil tekib s ja p orbitaalidest “segunenud” sp orbitaal.
  Tekkinud orbitaalide ergastatuse tase on madalam kui p- ja kõrgem kui s-orbitaalidel. Esineb kolme liiki hübridisatsiooni:
  

1) sp3- 1s + 3p → 4 sp orbitaali (ühekordsed sidemed alkaanid)
2) sp2- 1s + 2p → 3 sp orbitaali, säilis 1 p orbitaal
3) sp- 1s + 1p orbitaal → 2 sp orbitaali, säilis 2 p orbitaali
Keemilise sideme tüübid.
Keemiline side on viis, kuidas kaks või enam aatomit või iooni on aine molekulis või kristallis omavahel seotud.
Orgaanilises keemias eristatakse kahte erinevat liiki keemilisi sidemeid :

Ühes ruumiosas kattuvad sidemed, nimetatakse σ (sigma) sidemeteks. σ-sideme tekkimiseks on järgnevad võimalused:
a) elektronpaari moodustavatel elektronidel on mõlemal s-orbitaalid
b)Elektronpaari moodustavatel elektronidel on mõlemal sp orbitaalid (või ainult p)
c) Elektronpaari moodustavatel elektronidel on vastavalt s ja sp (p) orbitaalid
2) Kahes ruumiosas kattuvad sidemed, nimetatakse π-(pii)sidemeteks. π-side tekib kahe p orbitaali kattumisel kahes ruumiosas

• Kovalentne side ehk atomaarne side
  - on ühiste elektronpaaride vahendusel aatomite vahele moodustuv keemiline side.
  - Kovalentne side moodustub kas ühe ja sama elemendi aatomite vahel või nende elementide aatomite vahel, mille elektronegatiivsuste erinevus pole Paulingi skaalal väga suur.
  - Kovalentse sideme puhul kumbki aatomitest annab ühe elektroni molekulorbitaali tekkimiseks, järelikult tekib ühine orbitaal
  - Ideaalselt kovalentne side moodustub samaliigiliste, rangelt ekvivalentse elektronegatiivsusega aatomite vahel.
  
• Iooniline side on side, mis on moodustunud erinevate laengutega ioonide vahel
  Iooniline side moodustub eriliigiliste aatomite vahel.
  
• Vesinikside - täiendav side, tekib molekulide vahele, mis sisaldavad F—H, O—H või N—H sidemeid.
  

Orgaaniliste reaktsioonide mehhanismid . (II)
Keemilise reaktsiooni mehhanismiks nimetatakse tema kulgemise viisi, mis viib lähteainetelt produktidele.
Reaktsiooni mehhanismi iseloomustavad vaheproduktid ja protsessid, mis viivad ühelt vaheproduktilt teisele-elementaarreaktsioonid.
Summaarsed e. brutoreaktsioonid koosnevad elementaareaktsioonide ahelast , kus ühe elementaarreaktsiooni produktid on teise reaktsiooni lähteaineks.
Põhilised reaktsioonid:

Liitumisreaktsioonid

Elimineerimisreaktsioonid

Asendusreaktsioonid

Ümberasetusreaktsioonid
Vabad radikaalid on osakesed, mille mõnel aatomil on osaliselt täidetud orbitaal. Neil on omadus moodustada kovalentne side selle orbitaali täitmisega teiste osakeste arvel.

• Dissotsiatsioon- rekombinatsioon -kovalentselt sidestatud molekuli lõhustumine vabadeks radikaalideks ja radikaalide ühinemine kovalentselt sidestatud molekuliks
  
• Liitumis-eraldumisreaktsioon – võimalik ainult kordse sidemega substraadi osavõtul
  
• Vabaradikaalne asendusreaktisoon -protsess, kus vaba radikaal sidestub substraadiga kus on ka teine radikaal, tõrjudes välja mõne teise radikaali.
  

Elektrofiilid ja nukleofiilid ( happelisus ja aluselisus ).
Nukleofiilil on vaba elektronipaariga osake ja kannab negatiivset laengut.
Tugevad: OH-, CN-, OR-, R-NH2
Nõrgad: R-COO-, Hal-, H2O, R-OH
Elektrofiil – tühja orbitaaliga osake, nt: vesinikioon
Elektrofiilse tsentri tunneme ära pos laengu või osalaengu järgi aatomil.
Nukleofiilse tsentri tunneme ära neg laengu või osalaengu järgi aatomil.
Nukleofiil ühineb elektrofiiliga. Mitte vastupidi.
Happed on seda tugevamad, mida hoolsamalt nad prootonit loovutavad ja mida vähem tekkinud anioon seda tagasi liita soovib.
Alused on seda tugevamad, mida hoolsamalt nad prootonit liidavad ja mida vabamalt on selleks kättesaadav elektronpaar .
Elektrofiilsete ja nukleofiilsete reaktsioonide tüübid.
Nukleofiilse asendusreaktsiooni korral: Nukleofiil on ründav osake
Reaktsioonitsenter on elektrofiilne tsenter
Lahkuv rühm eraldub nukleofiilina
Elektrofiilse asendusreaktsiooni korral: Elektrofiil on ründav osake
Elektrofiil ründab nukleofiilset reaktsioonitsentrit
Lahkuv rühm eraldub elektrofiilina
Markovnikovi reegel
Ühinemisreaktsioonil liitub
elektrofiilne osake (prooton) kordse sideme selle C-ga, millega on seotud rohkem vesinikke,
nukleofiilne osake (Hal- või OH-) selle C-ga, mille juures on rohkem C-C sidemeid.
Alkaanid (saamine,omadused).
Alkaanideks nimetatakse lahtise ahelaga küllastunud süsivesinikke, mille süsinikuaatomid on omavahel ühendatud ühekordsete sidemetega. Tehnilises kirjanduses enamasti tuntud parafiinidena.
Süsinike vahel on ainult üksiksidemed (kõik on sp3-süsinikud); üldvalem CnH2n+2
Alkaanist alküülrühma saamiseks tuleb alkaanist üks H ära võtta.
Omadused:

• Ei lahustu vees.
  
• Hargnemata ahelaga alkaanide keemis- ja sulamistemperatuurid ning aurustumisentalpiad on kõrgemad kui hargnenud ahelaga alkaanidel.
  
• Alkaanid on keemiliselt vähereaktiivsed, kuna süsinik-süsinik ja süsinik-vesinik sidemed on piisavalt stabiilsed.
  
• Alkaanidele on omased osküdeerimis- ja asendusreaktsioonid, mis toimuvad radikaalmehhanismiga.
  Oksüdeerumise all mõeldakse siin peamiselt alkaanide põlemist, nis on üheks inimkonna olulisemaks energiaallikaks.
  
• Asendusreaktsioonid alkaanides toimuvad radikaalmehhanismi järgi e ahelreaktsioonina.
  
• Alkaanide optiline isomeeria on võimalik alates homoloogilise rea seitsmendast liikmest C7H16
  
• Saadakse põhiliselt nafta krakkimisel
  

Halogeenimine

Nitreerimine

Liitumisreaktsioonid väikeste tsüklitega
Alkeenid (saamine,omadused).
Üldvalem: CnH2n
Nimetuse lõpp: -een
Omadused:
*kaksiksideme olemasolu molekulis
(kõik 4 sp2 süsinikega seotud aatomid paiknevad samas tasapinnas ja pööre kaksiksideme ümber on praktiliselt võimatu)
* ahelad pole nii paindlikud konformatsiooni muutmiseks
(ahelad ei saa üksteisele piisavalt läheneda, madalam sulamistemperatuur )
*Süsinik-süsinik pii-side on suhteliselt nõrk, kuna p-orbitaalide kattumine on väike.
Alkeemide erinevus alkaanidest tuleneb ka sellest, et kaksikside (pii-side) põhjustab negatiivse laengu koondumise sidemele s.t nukleofiilset tsentrit, mida saab atakeerida elektrofiil.
Alkeenidele on omased elektrofiilsed liitumisreaktsioonid kaksiksidemele, kus pii-sideme asemel moodustub kaks sigma-sidet.
*Halogeenimine:
CH2=CH2 + Cl2Ch2Cl-Ch2Cl
(elektrofiil tekib halogeeni molekuli polarisatsiooni tulemusena, teine halogeeniaatom liitub reeglina trans-asendisse
Saamine:
*saadakse tööstuslikult alkaanide dehüdrogeenimisel:
CH3CH3(g) CH2=CH2(g)+H2(g)
(2 naabersüsinike juures paiknevat rühma eemaldatakse molekulist nii,et tekib kaksikside)
Aromaatsed ühendid. Benseen.
Areenid ehk aromaatsed süsivesinikud on süsivesinikud, mis sisaldavad üht või mitut benseenituuma.
Jaotuvad ühetuumalisteks ja mitmetuumalisteks areenideks.
Süstemaatiline nomenklatuur käsitleb ainult ühte benseenituuma sisaldavaid süsivesi-nikke benseeni derivaatdena.
Elektrofiilne asendusreaktsioon aromaatsetes süsivesinikes:

elektrofiilses asendusreaktsioonis peab olema katalüsaator, mis muudaks reageeriva osakese piisavalt tugevaks elektrofiiliks,

katalüsaator seob reageerivas molekulis oleva nukleofiili,

elektrofiil võtab aromaatsesüsivesiniku vesinikult elektroni, vesinikust tekib prooton, H+ seostub esialgse nukleofiiliga
Isomeeria.

• Hargnevuse alusel jaotatakse süsinikuahelad
  hargnemata e. normaalahelateks ja hargnenud e. isoahelateks.
  
• Isomeerseid struktuure, mis tekivad org ühendi molekulide koostisesse kuuluvate aatomite või aatomite rühmade pöörlemisel ümber üksiksideme, nimetatakse konformatsioonideks.
  
• Struktuuriline isomeeria-
  molekulid koosnevad samadest aatomitest , kuid need aatomid on erineval moel seotud.
  
• Geograafiline isomeeria-aatomid paiknevad erinevalt kaksiksidemete suhtes v siis tsükloalkaanis.
  

• Optomeeriline isomeeria- optilised isomeerid on üksteise peegelpildid ja seetõttu mitteekvivalentsed
  
• Molekul , mis ei ole identne oma peegelpildiga, nim kiraalseks.
  
  
• Akiraalne molekul-langeb oma peegelpildiga kokku
  
• Kiraalne molekul ja tema peegelpilt moodustavad enantiomeeride paari.
  

• Trans-isomeeria – isomeeria, mille puhul kaksiksideme juures asuvad asendajad (nt metüülrühmad, halogeenid jt) on teine teisel pool kaksiksidet.
  
• Cis-isomeeria – isomeeria, mille puhul kaksiksideme juures asuvad asendajad paiknevad ühel pool kaksiksidet.
  

Alkoholid ja fenoolid (saamine,omadused,võrdlus)
Alkoholideks R-OH nim ühendeid, milles OH on seotud esimeses valentsolekus oleva süsinikuaatomiga.
Alkoholi molekulid on polaarsed ja võivad käituda hapetega, vees ei dissotseeru
Füüsikalised omadused:

• Kuna OH-rühma vesinikul on pos osalaeng , võib ta osaleda H- sideme moodustumisel.
  
• Alkoholid võivad moodustada vesiniksidemeid omavahel ja ka vee molekulidega.
  
• Sellest ongi tingitud alkoholide hüdrofiilsus ning hea lahustuvus vees.
  
• Alkoholide lahustuvus vees sõltub süsinikahela pikkusest – lühikese süsinikahelaga alkoholid lahustuvad vees väga hästi, pikema ahelaga halvasti.
  
• Alkoholid on narkootilise toimega ja mürgised.
  
• Süsiniku arvu suurenemise määral kasvab alkoholide keemistemperatuur .
  
• Alkoholid on vedelas olekus assotsieerunud.
  
• Soojendamisel vesinikside katkeb ning alles aurudes esineb alkoholimolekul üksikult.
  
• Vesiniksideme katkemine põhjustab alkoholide suhteliselt kõrgeid keemistemperatuure.
  
• Homoloogilise rea 11 esimest liiget on toatemperatuuril vedelikud, C12 – C20 meenutavad tardunud rasva, C21 alates on alkoholid tahked ained.
  
• Alkoholid on veest kergemad, tihedus alla 1000 kg/m3.
  

Fenoolideks e hüdroksübenseen. Aromaatne tuum on seotud OH-rühmaga.
Termin aromaatne alkohol tähistab aromaatse hüdroksüülühendi isomeeri, milles OH-rühm on seotud küllastunud C-aatomiga (fenüülmetanoolis)
Lihtalkoholid
- Metanool ehk metüülalkohol, CH3OH
- Etanool ehk etüülalkohol, C2H5OH jne
Mitmealuselised alkoholid
- Glütserool, C3H5(OH)3
Lähtudes sellest, mitu rühma on seotud süsinikuga, mis annab C-OH sideme, jagatakse alkohole : primaarseteks (RCH2OH), sekundaarseteks (RRCHOH), tertsiaarseteks (RRRCOH)
Metanooli saadakse tööstuslikult süsinikdioksiidi ja vee reaktsioonil:
CO+2H2CH3OH
Etanooli saadakse suures ulatuses käärimise tulemusena või eteeni hüdraatimisel
Laboratoorselt saadakse alkohole haloalkaanide nukleofiilsel asendusel.
Alkoholide keemilised omadused:

• Täielik põlemine
  

CH3CH2OH + 3O2 ® 2CO2 + 3H2O

• Reageerimine leelismetallidega
  

2CH3CH2OH + 2Na ®2CH3CH2ONa+H2

• Oksüdeerumine (=>aldehüüd)
  

2CH3CH2OH + O2 ® 2CH3CHO + 2H2O

• Dehüdraatimine
  

2C2H5OH ® H2O + C2H5OC2H5 (eeter)
CH3CH2OH ® H2O + CH2=CH2 ( alkeen )
Etanool (CH3CH2OH) (etüülalkohol) on tavakeeles alkohol ehk piiritus .
Valmistatakse põhiliselt
- eteeni (etüleeni) katalüütilisel hüdraatimisel (CH2=CH2 + H2O ® CH3CH2OH),
- sahhariidide kääritamisel (C6H12O6 ® 2 CH3CH2OH + 2 CO2;
- tooraineks kartul, teravili või puidutöötlemisjääkide töötlemisel

• Etanool -värvuseta, iseloomuliku lõhna ja kõrvetava maitsega vedelik.
  
• Keeb 78 oC juures, on veest kergem (794 kg/m3) ja seguneb veega igas vahekorras.
  
• Et C2H5OH keemistemperatuur on madalam kui veel, siis hakkab nende segu keemisel kõigepealt aurustuma etanool.
  Saadud aurud kogutakse ja jahutatakse.
  Nii destilleerimise tulemusel on võimalik saada piiritust , milles on 95% etanooli ja 5% vett.
  Veevaba 100% etanooli nimetatakse absoluutseks etanooliks, mille saamiseks seotakse piirituses olev vesi keemiliselt, näiteks veevaba vasksulfaadiga.
  
• Etanool on hea lahusti, lahustab hästi orgaanilisi ühendeid (rasvu, vaike , bensiini jm.), kuid ka mõningaid anorgaanilisi aineid (joodi).
  
• Etanool on hea sünteeside lähteaine (kummi tootmise, aga ka ravimite, värv- ja lõhnaainete valmistamisel ning alkohoolsete jookide koostisosa, meditsiinis konservandina ja antiseptilise vahendina).
  
• Kasutatakse termomeetrites, sest külmumistemperatuur on –112 oC.
  
• Kõrge kütteväärtuse tõttu kasutatakse kütusena reaktiivmootorites, sisepõlemismootorites.
  
• Etanooli mõju organismile on keerukas.
  Ensüümide toimel oksüdeerub etanool organismis mitmesugusteks ühenditeks ning lõpuks süsihappegaasiks ja veeks.
  
• Alkoholi toime avaldub organismis koheselt, veres leidub 4-5 minuti pärast.
  
• Skemaatiliselt toimub lagunemine järgmiselt: etanool ® etanaal ® etaanhape® ….® ®CO2 ja H2O.
  

Fenool

• keemiatööstuses tähtis tooraine, millest toodetakse plastmasse( fenoplaste),sünteetilisi kiudaineid (nailon, kapron ), mürkkemikaale , ravimeid (atsetüülsalitsüülhape e. aspiriin), parkaineid, värvaineid.
  
• Varem kasutati fenoole tema mikroorganisme hävitava toime tõttu desinfitseerimisvahendina (puit, tuššid, liimid), et vältida roiskumist ja mädanemist.
  
• Põlevkiviõlid sisaldavad fenoole ja sellega on immutatud puitu, et vältida mädanemist.
  

Fenooli saamine:

• Benseensulfoonhappe reaktsioon alusega
  
• Klorobenseeni reaktsioon alusega
  
• Kumeeni happeline oksüdatsioon
  
• Arüüldiasooniumisoolade hüdrolüüs
  

Eetrid.
Eetrid on süsivesinike funktsionaalderivaadid, milles üks või mitu vesinikuaatomit on asendatud alkoksü-rühmadega R-O.

• Liht e. sümmeetrilistes eetrites on mõlemad radikaalid ühesugused R-O-R, sega e. mitte-sümmeetrilistes eetrites aga erinevad R1-O-R2.
  
• Eetreid , milles hapnikuaatom ühendab ühe süsinikuahela kahte süsinikuaatomit nimetatakse epoksü-ühenditeks.
  
• Eetrid on omapärase lõhnaga vedelikud, välja arvatud dimetüüleeter ja metüületüüleeter, mis on toatemperatuuril gaasid.
  
• Eetrid on väga lenduvad .
  
• Vees lahustuvad nad vähe või üldse mitte.
  
• Eetrid on palju lenduvamad kui alkoholid, mille isomeerideks nad on, kuna eetrid ei anna puhtal kujul vesiniksidemeid.
  
• Tänu väikesele reaktiivsusle ja polaarsusele kasutatakse neid teiste orgaaniliste ainete lahustitena . Samas on nad tuleohtlikud!
  
• Eetreid kasutatakse ka orgaaniliste ühendite sünteesis, parfümeerias ja meditsiinis.
  Eetreid kasutatakse veel lõhna- ja soojuskandjatena ning bensiinikatalüsaatori lisandina .
  

• Eetrite saamine: alkohole ja fenoole oksüdeerides.
  Lihtsaim saamisviis on alkoholide ja alküülhalogeniidi reaktsioon:
  

CH3CH2ONa + CH3CH2CH2Br = CH3CH2OCH2CH2CH3 + NaBr
Oksoühendid (aldehüüdide ja ketoonide võrdlus).

• karbonüülrühm CO esineb kahes lähedases ühendite klassis: aldeüüdides(RCHO) ja ketoonides(RCOR).
  
• Lihtsaiom aldehüüd on metanaal e formaldehüüd
  

Ketoonid: Ained, milles karbonüülrühm (ka ketorühm -CO-) pole vahetult seotud ühegi vesiniku aatomiga.
Aldehüüdid: Ained, milles karbonüülrühm on seotud vähemalt ühe vesiniku aatomiga. Aatomite rühmitust H-C=O kutsutakse ka aldehüüdrühmaks ja märgitakse lihtsustatult -CHO
Nimetused : sama süsinike arvuga süsivesiniku nimetus + -aal.
Füüsikalised omadused :

• Lihtsamad aldehüüdid lahustuvad üsna hästi vees, sest tegemist on polaarsete ainetega ja "sarnane lahustub sarnases".
  
• Võrreldes alkoholidega on nad, aga tunduvalt lenduvamad, sest aldehüüdide ja ketoonide molekulide vahel ei teki vesiniksidemeid (pole OH või NH sidemeid)
  
• Vastavatest alkoholidest on nad ka mürgisemad.
  

Aldeüüdide ja ketoonide keem. Omadused

• Vesi liitub lihtsalt aldehüüdide ja ketoonide karbonüülrühmale.
  
• Saadud hüdraat on ebastabiilne võrreldes reaktsiooni lähteainetega ja seda ei saa isoleerida . Erandiks on formaldehüüd.
  
• Sarnaselt liitub ka alkohol (liitub nimetamisväärselt ainult aldehüüdiga), moodustades ebastabiilseid poolatsetaale.
  

Karboksüülhapped (omadused, saamine).
Karboksüülhapeteks nimetatakse süsivesinike derivaate, milles vesinikuaatom on asendatud karboksüülrühmaga –COOH.
Karboksüülrühmade alusel jagatakse karboksüülhapped ühe ja mitmealuselisteks.
*Karboksüülhappe jääki R-CO- nimetatakse atsüülrühmaks.
*Sõltuvalt karboksüülrühmade arvust eristatakse monohappeid ( metaanhape ) ja dihappeid (oblik- ehk etaandihape).
Lisaks on olemas ka aromaatseid karboksüülhappeid (bensoehape), küllastumata karboksüühappeid (süsivesinikahelas on mitmekordsed sidemed, näiteks propeenhape ehk akrüülhape) ja hüdroksühappeid (sisaldavad karboksüülrühmade kõrval hüdroksüülrühmi, näiteks 2-hüdroksüpropaanhape ehk piimhape ).
*Kõrgemaid karboksüülhappeid, mis sisaldavad 4-20 süsiniku aatomit, nimetatakse rasvhapeteks. Üht või mitut aminorühma sisaldavaid karboksüülhappeid nimetatakse aminohapeteks.
Saamine:
*saadakse tavaliselt alkoholide v aldehüüdide oksüdeerimisel
*mõnedel juhtudel saab alküülrühma otse oksüdeerida karboksüülrühmaks
*Estrite hüdrolüüsil. Meetodit kasutatakse looduslike rasvade koosseisu kuuluvate hapete hüdrolüüsil. Hüdrolüüs viiakse läbi kõrgel temperatuuril ja rõhul veega või leelise vesilahusega. Esimesel juhul on produktiks vaba hape, teisel juhul aga happe sool.
*nitriilide hüdrolüüsil
Keemilised omadused:
*Karboksüülhape on happelisem kui alkohol või fenool.
*Karboksüülhape reageerib polaarsete reagentidega raskemini kui oksoühendid.
*Karboksüülhape reageerib süsinikahela kaudu ainult eritingimustes.
*Karboksüülhappe dissotsiatsioonil moodustub karboksülaatioon.
Karboksüülhapetel on hapete üldised omadused:
*vees lahustuvad happed (metaanhape, etaanhape) reageerivad metallidega
2CH3COOH+Zn→( CH3COO )2Zn+H2
*vees lahustuvad happed reageerivad metalli oksiididega
6CH3COOH+Al2O3→2(CH3COO)3Al+H2O
*vees lahustuvad ja lahustumatud happed reageerivad alustega, eriti leelistega C17H35COOH+ NaOH →C17H35COONa+H2O
*Steaarhape + seebikivi → seep +vesi
*vees lahustuvad happed reageerivad sooladega
CH3COOH + NaHCO3 →CH3COONa+H2O+CO2
*vees lahustuvad ja lahustumatud happed reageerivad alkoholidega, tekivad estrid
CH3COOH+CH3CH2OH →CH3COOCH2CH32+H2O
*Karbksüülhapete hüdroksüülrühma asendamisel asub selle kohale polaarse reagendi nukleofiilne fragment.
*Need reaktsioonid kulgevad alati paremini tugeva happe või aluse juuresolekul. Hape tõstab karboksüülrühma elektofiilsust, alus aga liituva reagendi nukleofiilsust. Eriti vajalik on see, kui liituvad reagendid on suuremahulised.
Füüsikalised omadused:
Karboksüülhapete füüsikalised omadused on tingitud nende võimega moodustada oma molekulide vahele vesiniksidemeid. Vesiniksidemete moodustumise tõttu molekulide vahele võivad karboksüülhapped ühineda omavahel dimeerideks (kahekaupa paarideks) ja nii isegi moodustada ahelaid. Vesiniksidemete tekke tõttu on karboksüülhapete sulamis- ja keemistemperatuurid tunduvamalt kõrgemad kui vastavatel alkoholidel.
Väikese süsiniku aatomite arvuga karboksüülhapped on veest tihedamad, kuid süsinikuahela pikenedes väheneb nende tihedus ja lahustuvus vees ja nad muutuvad veest kergemaks.
KARBOKSÜÜLHAPETE DERIVAADID:
Süstemaatilise nomenklatuuris asendatakse liide –hape või –karboksüülhape vastavale derivaadile omase liitega . Soolal ja estril on niisuguseks liiteks –aat või –karboksülaat, amiidil – amiid või karboksamiid, nitriilil – nitriil või karbonitriil ja anhüdriidil – anhüdriid. Halogeniidi nimetamisel lisatakse radikaali R-CO-nimetusele lisatakse liide - fluoriid , -kloriid, - bromiid või –jodiid. Isotsüaniidi nimetamisel lisatakse radikaali nimetusele liide isotsüaniid.
Orgaanilised väävliühendid, tioolid .
Väävel paikneb ühises alarühmas hapnikuga, kuid mitte lühikeses vaid pikas perioodis. Hapnikust on ta suurema aatomiga, väiksema elektronegatiivsusega ja suhteliselt madala energiaga d-orbitaalidega, d-orbitaalide osatähtsus pole praegu veel päris selge.
Väävlil on 3 tüüpilist valentsolekut millest tuleb väävli põhiline iseärasus-võimalus esineda mitme oksüdatsiooniastmega.
*Väävliühenditel oksüdatsiooniastmega IV ja VI hapnikühenditest analoogid puuduvad.
*Väävli oksüdatsiooniaste IV esineb sulfoksiidides.
*Väävli oksüdatsiooniaste VI esineb sulfoonides, sulfoonhapetes ja nende derivaatides.
*Komevalentsena on väävli elektonegatiivsus juba mõnevõrra suurem, tugevate elektrofiilide suhtes võib käituda juba nukleofiilina. Reaksioonis elektofiiliga muutub kolmevalentne väävel neljavalentseks ja tõuseb oksüdatsiooniastmesse VI.
*Neljavalentsel väävlil jagamata elektronpaarid ja nukleofiilsed omadused puuduvad, niisugune väävel on keemilistes reaktsioonides elektrofiilne tsenter. Ühendites saab teda asendada ka nukleofiilga.
*Kuna väävel võtab lahkudes elektronpaari endaga kaasa, langeb tema valents neljalt kolmele ja oksüdatsiooniaste väärtuselt VI väärtuseni IV.
*TIOOLID: Süstemaatilises nomenklatuuris moodustatakse Tiooli RSH nimetus tüviühendi nimetusest liite - tiool lisamise teel
TIOOLIDE OMADUSED:
*Metaantiool on gaas , teised tioolid on vedelikud või tahked ained. Keemistemperatuurid madalamad kui vastavatel alkoholidel, kuna moodustavad ainult nõrku vesiniksidemeid (väävli väike elektronegatiivsus ). Eriti iseloomulik tunnus on vastik lõhn, 3-metüül-1-butaantiooli ja 2-buteen-1-tiooli, on leitud skunksi nõrest.
Tioolid on tugevamad happed kui alkoholid või fenoolid, ,moodustavad tiolaate ka leeliste ja oksiididega
Tioolide oksüdeerumine toimub –SH rühma väävliaatomi arvel ja võib anda mitmesuguse tulemuse. Ettevaatlikul oksüdeerimisel moodustuvad disulfiidid, tugeva oksüdeerija toimel sulfiin ja sulfoonhapped
Tioole saadakse halogenoalkaanidest
CH3-Cl+NaSH→CH3-SH+NaCl
SULFIIDID
Süstemaatilises nomenklatuuris moodustatakse sulfiidi R1-S-R2 nimetus tüviühendi nimetusest eesliite tio- abil.
Sulfiidid on vees lahustumatud vedelikud või tahked ained. Lõhn ei ole nii ebameeldiv kui tioolidel.
Sulfiidid on tugevad nukleofiilid ja moodustavad halogenoalkaaniga sulfooniumisoola.
Oksüdeerumisel annavad sulfiidid sulfoksiide ja sulfoone.
Saadakse halogenoalkaanide reageerimisel naatriumsulfiidiga.
Kasutusalasid vähe, tuntuim ründegaas ipriit.
SULFOONHAPPED
Süstemaatiline nomenklatuur tuletab sulfoonhappe nimetuse tüviühendi nimetusest liitega –sulfoonhape.
Sulfoonhapped moodustavad tugevaid vesiniksidemeid.
Happeliste omadustega ühendid, mis moodustavad mitmesuguseid derivaate.
R-SO3H↔R-SO3-+H+
Enamik sulfoonhappe sooladest-sulfonaatidest lahustub vees hästi.
Halogeenimisel fosforpenta-halogeniidiga moodustab sulfoon-happe halogeenanhüdriidi-sulfonüül-halogeniidi.
Küllastunud sulfoonhappeid saadakse tioolide oksüdeerimisel või halogenoalkaanide sulfoonimisel.
SULFOONHAPETE DERIVAADID:

• Olulisemad on sulfonaadid R-SO2-OM või R-SO2-OR1
  
• Sulfonüülhalogeniidid R-SO2-Hal
  
• Sulfoonamiidid R-SO2-NH2
  
• Sulfoonhalogenoamiidid R-SO2-NHHal
  

Sulfoonamiidid ja sulfoonhalogenoamiidid on enamasti happeliste omadustega.
Sulforühma asendamine toimub naatriumsulfonaadi kokkusulatamisel mingi teise sobiva naatriumisoolaga.
Halogeeni asendamine sulfonüülhalogeniidiga annab sulfoonhapete derivaate: olulisemad on asendamine alkoksürühmaga ja aminorühmaga.
Amiinid, nende saamine, tähtsus ja omadused.
Amiine saab jaotada asendatud vesinikuaatomite arvu järgi:
*primaarsed amiinid: orgaanilise rühmaga on asendatud üks vesinikuaatom ammoniaagi molekulis
*sekundaarsed amiinid: orgaanilise rühmaga on asendatud kaks vesinikuaatomit ammoniaagi molekulis
*tertsiaarsed amiinid: orgaanilise rühmaga on asendatud kolm vesinikuaatomit ammoniaagi molekulis
OMADUSED:
Amiinid on aluselised, enamasti vees lahustuvad ebameeldiva lõhnaga gaasilised (metüülamiin, etüülamiin), vedelad või tahked (alates primaarsest dotetsüülamiinist C12H25NH2) ained, mis moodustavad hapetega sooli. .Hüdrofiilsed. H-sidemed nõrgemad kui alkoholides (polaarsus väiksem), seetõttu lahustuvad vees halvemini kui alkoholid. Samal põhjusel on ka kt° madalamad kui alkoholidel.
Tertsiaarsetel amiinidel (R3N–del) H-sidemed puuduvad ning nende lahustuvus veel kehvem ja kt°-d veel madalamad.
1. Amiin kui alus on võimeline liitma endaga prootoni (H+):
R-NH2+ H+®R-N+H3(alküülammooniumioon)
2. Amiinid kui alused reageerivad hapetega:
CH3NH2 +HCl® CH3N +H3Cl-
3. reag. halogeenoalkaanidega:
CH3NH2+C2H5Cl®CH3N+H2C2H5Cl- Etüülmetüülammooniumkloriid
*Tekkinud ammooniumsoola neutraliseerimisel leelisega saadakse amiin:
CH3N+H2C2H5Cl-+KOH®CH3NHC2H5+KCl+H2O
AMIINIDE SAAMINE
*Ammoniaagi või amiini alküülimine. Selles variandis kasutatakse alküülimisvahendina halogenoalkaani. Saadakse soolade segu, mida töödeldakse leelisega ja seejärel destilleeritakse veeauruga. Tugevad nukleofiilid.
*Lämmastikühendi redutseerimine .
AMIIN KUI ALUS
*Alküülamiinid on alused, sest nad võivad tänu lämmastiku vabale elektronipaarile siduda prootoni
*Aluselisus näitab prootoni sidumise võimet: mida tugevamini alus prootonit seob, seda aluselisem see alus on.
*Aluste aluselisuse võrdlemisel kasutatakse happena hüdrooniumiooni (H3O+).
*Alustele on iseloomulik vaba elektronipaar => sarnased nukleofiilidega.
*Aluselisus on kitsam mõiste, sest aluselisust mõõdetakse ühe konkreetse elektrofiili (H+) suhtes.
AMIINIDE KASUTAMINE
Amiine tarvitatakse värvainete, ravimite, kõrgmolekulaarsete ainete ja muu sellise sünteesimiseks ning floteerimisreagentide ja ekstrahentidena. Looduses tekib amiine valkude koostisesse kuuluvate aminohapete dekarboksüülimisel. Neid amiine tekib eriti mikroobide elutegevuses, kuid ka kõrgemais organismides, loomorganismides nt. seedekulgla anaeroobseis tingimustes. Katabolismis moodustub amiinidest mürgiseid saadusi (nt. jämesooles mikroobide toimel). Amiinid on ka laipade lagunemisel lüsiinist tekkiv kadaveriin ja arginiinist tekkiv agmatiin (tekitavad laibalõhna). Füsioloogiliselt oluline on imetajate maksas, kopsus , pankreases ja spermas leiduv putrestsiin; sellest tekivad membraanistruktuure stabiliseerivad polüamiinid spermidiin ja spermiin.