1. Napisz i omów mechanizm nitrowania benzenu.
Katalizujący kwas siarkowy protonuje kwas azotowy, który po odłączeniu wody przechodzi w jon nitroniowy, zawierający dodatnio naładowany atom azotu. Elektrofil (NO2) wiąże się z jednym z atomów węgla pierścienia benzenowego zużywając dwa elektrony π z chmury elektronów π i tworzy wiązanie σ z tym atomem węgla. Atom węgla uzyskuje hybrydyzację sp3. Pierścień benzenowy działa tu jako donor elektronów π, czyli nukleofil. W wyniku reakcji powstaje jon benzenowy, w którym ładunek dodatni jest zlokalizowany pomiędzy atomy węgla orto i para względem atomu węgla w stanie hybrydyzacji sp3. Substytucję kończy utrata protonu z atomu węgla sp3, tego samego do którego został przyłączony elektrofil (NO2). Powstaje nitrobenzen.
2. Napisz i przedstaw mechanizm przyłączenia HBr do 2-butenu. Podaj nazwę powstającego produktu.
Podwójne wiązanie C=C ze swoimi elektronami pi jest nukleofilem. Proton (H+) jest atakującym elektrofilem. Gdy proton zbliża się do wiązania π, dwa elektrony pi tworzą wiązanie σ pomiędzy protonem a jednym z dwóch atomów węgla. Ponieważ to wiązanie wykorzystuje oba elektrony pi, drugi atom węgla uzyskuje ładunek dodatni tworząc karbokation . Karbokation reaguje gwałtownie z czynnikiem który może przekazać mu dwa elektrony, czyli nukleofilem (Br:-) Powstaje 2-bromobutan.
3. Właściwości chemiczne alkoholi i fenoli. Napisać reakcję alkoholu z kwasem i fenolu z zasadą.
Alkohole ulegają reakcji z metalami aktywnymi tworząc alkoholany, ulegają reakcji dehydratacji do alkenów, reakcji estryfikacji, utleniania, reakcji substytucji tworząc halogenki. Fenole reagują z aktywnymi metalami, wodorotlenkami i z tlenkami zasadowymi, ulegają reakcji nitryfikacji i sulfonowania podobnie jak benzen, ulegają reakcji estryfikacji, łatwo ulegają utlenianiu do chinonów, łatwo ulegają elektrofilowej aromatycznej substytucji.
(tylko tu trzeba dopisać jeszcze przykładowe reakcje, bo ich wymaga chyba; w Harcie powinny być str.227)
4. Opisać kwasy tłuszczowe. Podział tłuszczy i narysować dipalmitooleinian glicerolu itp.
Kwasy tłuszczowe są to wyższe kwasy karboksylowe, które w połączeniu z glicerolem dają estry- tri estry glicerolu- czyli tłuszcze. Kwasy tłuszczowe dzielimy na nasycone i nienasycone. Kwasy tłuszczowe nasycone mają wszystkie wiązania między atomami węgla pojedyncze. Są zazwyczaj ciałami stałymi, a ich tłuszcze są tłuszczami zwierzęcymi. Przykładem są kwas palmitynowy i kwas stearynowy. Kwasy tłuszczowe nienasycone zawierają wiązania podwójne. Wyróżniamy wśród nich kwasy o jednym wiązaniu podwójnym i kwasy z kilkoma wiązaniami, czyli kwasy wielo nienasycone. Kwasy tłuszczowe nienasycone są zazwyczaj bezbarwnymi cieczami, a ich tłuszcze to oleje pochodzenia roślinnego. Przykładem jest kwas oleinowy. Tłuszcze dzielimy na proste, w których wszystkie trzy reszty kwasu tłuszczowego są identyczne i mieszane z różnymi resztami kwasów tłuszczowych.
5. Reakcja kwasu salicylowego z bezwodnikiem kwasu octowego. Napisz jaki to typ reakcji i podpisz powstały produkt.
Jest to reakcja nukleofilowej substytucji w grupie acylowej. Reakcja bezwodnika octowego z kwasem salicylowym wykorzystywana jest do syntezy kwasu acetylosalicylowego (aspiryny). W reakcji tej fenolowa grupa hydroksylowa jest acetylowana (przechodzi w jej ester acetylowy). (Hart str. 303)
6. Co to jest wiązanie peptydowe. Napisz tretrapeptyd na podstawie Cys, Tyri Leu.
Wiązanie peptydowe jest to wiązanie amidowe łączące dwie reszty aminokwasowe, pomiędzy grupą karboksylową jednego aminokwasu i grupą aminową drugiego. Wiązanie peptydowe umożliwia tworzenie się peptydów i białek. ( o geometrii wiązania peptydowego Hart str. 502)
7. Polimeryzacja wolnorodnikowa;5 polimerów- ich wzory i zastosowanie.
Wolnorodnikowy łańcuch polimeryzacji wymaga rodnikowego inicjatora, takiego jak nadtlenek organiczny. Pojedyncze wiązanie między atomami tlenu jest słabe, w czasie ogrzewania pęka, przy czym każdy z elektronów tego wiązania dostaje się na jeden atom tlenu. Następnie rodnik katalityczny przyłącza się do podwójnego wiązania C=C wytwarzając rodnik węglowy. Węglowy rodnik utworzony w etapie inicjowania ulega addycji do drugiej cząsteczki monomeru, a powstały ad dukt (produkt) przyłącza się do następnej cząsteczki itd. Cząsteczki monomeru łączą się ze sobą sposobem „głowa-ogon” dając łańcuch z podstawnikiem przy kolejnych tworzących wiązania atomach węgla. Łańcuch węglowy rośnie dopóki nie zajdzie reakcja zakończenia (terminacji). Dwie typowe reakcje zakończenia to sprzęganie rodników i dysproporcjonowanie rodników. Sprzęganie rodników daje połączenie typu „głowa-głowa” dwóch monomerów. W dysproporcjonowaniu rodników jeden rodnik odrywa atom wodoru od atomu węgla sąsiadującego z rodnikiem centrum drugiej cząsteczki rodnika dając nasycony i nienasycony polimer.
Polietylen stosuje się do produkcji opakowań (np. torebek śniadaniowych), błon filmowych, wytłaczanych i wydmuchiwanych butelek, zabawek, sprzętów domowych, powłok drutów i kabli, kontenerów transportowych.
Polistyren stosuje się do produkcji opakowań i pojemników, styropianu, zabawek, wyposażenia turystycznego, części urządzeń, pojemników i naczyń do przechowywania żywności, izolacji (pianek).
Polichlorek winylu (PCV) stosowany jest do wyrobu wykładzin podłogowych, winylowych pokryć (imitacja skóry), rur plastikowych, wytłaczanych plastikowych butelek, filmów i błon, taśm magnetycznych.
Polioctan winylu wykorzystywany do produkcji klejów i farb lateksowych.
Politetrofluoroetylen (teflon) używany do produkcji pokryć różnych sprzętów (np. patelnie), a także w produkcji izolatorów elektrycznych.
8. Na podstawie mechanizmu addycji nukleofilowej napisz reakcję alkohol etylowy + propanal.
Hemiacetale (półacetale) powstają w reakcji addycji nukleofilowej do grupy karbonylowej, podczas addycji alkoholi do aldehydu. Mechanizm powstawania hemiacetalu przebiega w trzech etapach. W pierwszym etapie karbonylowy tlen jest protonowany kwasowym katalizatorem. Następnie atom tlenu cząsteczki alkoholu atakuje karbonylowy węgiel i następuje odłączenie protonu od dodatnio naładowanego tlenu. Każdy z tych etapów jest odwracalny. Powstaje hemiacetal, który reaguje dalej w nadmiarze alkoholu. Oba atomy tlenu hemiacetalu mogą być protonowane. Jeżeli protonowany jest tlen grupy hydroksylowej to następne odłączenie wody prowadzi do powstania karbokationu stabilizowanego rezonansem. Reakcja tego karbokationu z alkoholem daje acetal.
9. Zdefiniuj karbokation i karboanion, narysuj i opisz ich strukturę przestrzenną
KARBOKATION to dodatnio naładowany atom węgla, związany z trzema innymi atomami. Może być pierwszo- drugo- lub trzeciorzędowy (najbardziej stabilny). Dodatnio naładowany atom węgla ma tylko trzy elektrony walencyjne do wykorzystania w tworzeniu wiązań. Każdy z tych elektronów zajmuje orbital sp2. Trzy orbitale sp2 leżą w jednej płaszczyźnie pod kątem 120o pomiędzy nimi. Ułożenie to zmniejsza odpychanie się elektronów tych trzech wiązań. Pozostały orbital p jest prostopadły do tej płaszczyzny i pozostaje pusty.
KARBOANION to alkilowa lub arylowa grupa zawierająca ujemnie naładowany atom węgla. Karboaniony są mocnymi zasadami sprzężonymi z węglowodorami.
R-MgX + H-OH -> R-H + Mg2+ (OH)- X-
10. Narysuj i napisz czym są dla siebie, jakie zjawiska zachodzą
-alfa-glukopiranoza i beta-glukopiranoza
-kwas maleinowy i kwas fumarowy
- L-serynai D-seryna
-α-D-glukopiranoza i β-D-glukopiranoza Anomery to odmiany monosacharydu różniące się tylko konfiguracją anomerycznego atomu węgla. Mutadoracja jest to zmiana skręcalności płaszczyzny światła spolaryzowanego roztworu, spowodowana wzajemnym przekształcaniem się anomerów. Formy α i β D-glukozy są także diastereoizomerami, mają różne właściwości fizyczne np. temperaturę topnienia i skręcalność właściwą.
- L-seryna i D-seryna Enancjomery to pary cząsteczek pozostających w stosunku do siebie jak przedmiot i jego lustrzane odbicie. Posiadają identyczne właściwości achiralne (temperatura wrzenia, gęstość, widma), różnią się właściwościami chiralnymi (kierunek skręcalności płaszczyzny światła spolaryzowanego)
- kwas maleinowy i fumarowy Związki te są izomerami konfiguracyjnymi, czyli stereo izomerami które mogą być przekształcone wzajemnie wyłącznie przez rozerwanie i odtworzenie wiązania.
prezes-miau