1

METODE GENERALE DE OBŢINERE A COMPUŞILOR ORGANICI.

ALCANI

1. Adiţia hidrogenului la alchene, diene, alchine , catalizatori Ni, Pt,Pd.

• CH2 = CH – CH3 + H2 → H3C – CH2 – CH3

propenă propan

• H2C = CH – CH = CH2 + 2H2 → H3C – CH2 – CH2 – CH3

butadienă butan

• HC Ξ CH + 2H2 → H3C – CH3

acetilenă etan

2. Hidroliza derivaţilor organo magnezieni :

H3C – CH2 –MgCl + H2O → H3C –CH3 + HOMgCl

clorură de etilmagneziu etan clorură bazică de Mg

3. Hidroliza carburilor de Al si Be → CH4

Al4C3 +12 H2O →3 CH4 +4 Al(OH)3

4. Reacţia derivaţilor halogenati cu Na (sinteza Wurtz):

2 CH3–Cl + 2 Na → H3C–CH3 + 2 NaCl

5. Reacţia derivaţilor halogenaţi cu zinc:

2 H3C–CH2 – Cl + Zn → H3C–CH2 –CH2 –CH3 + ZnCl2

cloroetan butan

6. Electroliza sărurilor de Na ale acizilor carboxilici:

H3C –COONa → H3C – COO- + Na+

acetat de Na

H3C–COO- →H3C – COO· →CH3· +CO2 ; 2 CH3· → H3C – CH3

etan

7. Decarboxilarea acizilor organici:

R – COOH → R – H + CO2

8. Obtinerea benzinei sintetice (amestec de hidrocarburi ce contine alcani) din C si H2

sau din CO si H2.

ALCHENE.

1. Deshidratarea alcoolilor (in prezenta H2SO4, la 150 – 200oC) :

H3C –CH2 –OH → H2C = CH2 + H2O

etanol etenă

2. Dehidrohalogenarea compuşilor halogenati ( NaOH / eter anhidru, toC)

H3C – CH2– Cl → H2C = CH2 + HCl

cloroetan etenă

2

3. Dehidrogenarea si cracarea alcanilor :

H3C – CH2 – CH2 – CH3 → CH4 + H2C = CH – CH3

butan metan propenă

H3C – CH2 – CH2 – CH3 → H2C = CH – CH2 –CH3 + H2

butan 1- butenă

4. Adiţia unui mol de H2 la alchine ( Pd / Pb2+) si diene (Ni ) :

HC Ξ CH + H2 → H2C = CH2

acetilenă etenă

H2C = CH – CH= CH2 + H2 → H3C –CH=CH– CH3

butadienă 2 – butenă

DIENE (alcadiene)

1. Dehidrogenarea alcanilor si alchenelor:

H3C – CH2 – CH2 – CH3 → H2C = CH –CH = CH2 + 2H2

butan butadienă

CH3 –CH = CH– CH3 → H2C = CH –CH = CH2 + H2

2 – butena butadienă

2. Deshidratarea 1,3 sau 1,4 diolilor (H2SO4,toC):

H3C – CH(OH) – CH2 –CH2(OH) → H2C = CH –CH = CH2 + 2 H2O

1,3-butandiol butadienă

3. Dehidrohalogenarea compuşilor 1,3 sau 1,4 dihalogenati (NaOH / alcool):

ClH2C – CH2 –CH2–CH2Cl → H2C = CH – CH= CH2 + 2 HCl

1,4-diclorobutan butadienă

4. Din etanol ( Al2O3, 400oC ) – metoda Lebedev

2 H3C – CH2 – OH → H2C = CH –CH = CH2 + 2 H2O + H2

ALCHINE

1. Obtinerea acetilenei (etina): - din carbid (acetilură de calciu)

CaC2 + H2O →C2H2 + Ca(OH)2

- Din metan prin piroliză (descompunere termică la

1500oC); procedeele arderea incompletă si în arc

electric.

2 CH4 → C2H2 + 3 H2

2. Aditia halogenilor la alchene urmată de dehidrohalogenare:

H2C = CH2 + Cl2 →ClH2C – CH2Cl → HC Ξ CH + 2 HCl

etenă 1,2-dicloroetan etină

3

3. Omologii superiori ai acetilenei se obtin din acetilură de Na si un derivat halogenat:

HC Ξ CNa + CH3 – Cl → HC Ξ C – CH3 + NaCl

clorometan propină

ARENE (hidrocarburi aromatice)

1. Din gudroanele rezultate la distilarea uscată a carbunilor.

2. Din petrol : a) extracţie cu solvent selectiv.

b) reformare catalitică – alcani si cicloalcani cu 6 -8 atomi de carbon sunt

ciclizati si aromatizati,prin dehidrogenare

H3C – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 –CH3 → C6 H12 + H2 ; C6H12 → C6H6 + 3 H2

hexan ciclohexan ciclohexan benzen

3. Reactia Friedel – Crafts – se obtin omologi superiori ai benzenului.

a) Alchilarea cu derivati halogenati ( AlCl3, anhidră):

C6H6 + CH3 – Cl → C6H5 – CH3 + HCl

toluen

b) Alchilarea cu alchenă (acizi tari, sau AlCl3/urme de apa):

C6H6 + H2C = CH2 → C6H5 – CH2 – CH3

Etilbenzen

COMPUSI HALOGENATI

1. Substituţia hidrogenului din alcani ,alchene ( în poziţie alilică), arene (la catena lateral

sau la nucleu) cu halogeni ( Cl, Br )

CH4 + Cl2 alu min CH3Cl + HCl

H2C = CH – CH3 + Cl2 alu min H2C = CH– CH2 – Cl + HCl

C6H6 + Cl2 3FeCl C6H5 – Cl + HCl

C6H5 – CH3 + Cl2 alu min C6H5 –CH2Cl + HCl

clorură de benzil

2. Aditia halogenilor la alchene, diene, alchine si arene:

H2C = CH2 + Cl2 → ClH2C – CH2Cl

HC Ξ CH + Cl2 → ClHC = CHCl ( in solvent inerti)

1,2-dicloroetenă

H2C = CH –CH = CH2 + Cl2 → ClH2C – CH =CH – CH2Cl

1,4 – dicloro-2-butenă

C6H6 + 3 Cl2 alu min C6H6Cl6

Hexaclorociclohexan (HCH)

4

3. Din alcooli prin reactia cu PCl3 sau HCl :

3 H3C – CH2 – OH + PCl3 → 3 H3C – CH2 –Cl + P(OH)3

etanol cloroetan

H3C – CH2 – OH + HCl → H3C – CH2 –Cl + H2O

4. Reactia compusilor carbonilici cu PCl5 :

H3C – CHO + PCl5 → H3C – CHCl2 + POCl3

acetaldehidă 1,1-dicloroetan

H3C –CO – CH3 + PCl5 → H3C – CCl2 –CH3 + POCl3

acetonă 2,2-dicloropropan

5. Halogenarea cu N-bromosuccinimidă :

+ N

O

O

Br

Br

O

O

NH+

ciclohexenă N-bromosuccinimidă 3-bromo-1-ciclo succinimidă

hexenă

6. Obţinerea cloroformului din acetonă;

H3C – CO – CH3 + 3 Cl2 HClalu 3/min H3C – CO – CCl3

OH 2 H3C – COOH + CHCl3

acetonă 1,1,1-tricloroacetonă acid acetic cloroform

ALCOOLI

1. Alcooli monohidroxilici:

a) Adiţia apei la alchene :

H2C = CH2 + H2O → H3C – CH2–OH

etanol (alcool etilic)

b) Hidroliza derivaţilor monohalogenaţi (NaOH / H2O ):

H3C – CH2 – Cl + H2O → H3C – CH2–OH + HCl

c) Hidrogenarea compuşilor carbonilici (Ni):

H3C – CH=O + H2 → H3C – CH2–OH

etanal

H3C – CO – CH3 → H3C– CH(OH)–CH3

propanonă izopropanol

d) reducerea acizilor carboxilici cu LiAlH4 :

R – COOH + 6 *H+ → R – CH3 +2 H2O

e) diazotarea aminelor alifatice primare,în prezenţă de HCl:

5

R – NH2 + HONO → R – OH + N2 + H2O

amină alcool

a) Obţinerea etanolului prin fermentaţia glucozei;

C6H12O6 → 2 H3C –CH2 – OH + 2 CO2

2. Alcooli polihidroxilici:

b) Oxidarea blandă a alchenelor ( KMnO4 / Na2CO3)

H2C = CH2 + [O] + H2O → H2C – CH2

l l

OH OH

1,2 etandiol (glicol)

c) Oxidarea alchenelor cu oxigenul din aer in prezentă de Ag la încălzire:

H2C = CH2 + ½ O2 → H2C – CH2 OH 2 H2C – CH2

\ ⁄ l l

O OH OH

oxid de etenă

d) Hidroliza derivaţilor polihalogenati vicinali sau izolati :

ClH2C – CH2Cl + 2 H2O → HOH2C – CH2OH

1,2-dicloroetan etandiol

e) Obtinerea glicerinei din propenă :

H2C = CH – CH3 + Cl2 alu min H2C = CH – CH2–Cl

OH 2 H2C = CH – CH2 –OH

Propenă clorura de alil alcool alilic

2Cl H2C – CH – CH2

OH 2 H2C – CH – CH2 OHSOH 2/42 H2C = CH –CHO

L l l l l l acroleină

Cl Cl OH OH OH OH

2,3-dicloro-1-propanol glicerină

FENOLI

1. Topirea alcalină ( NaOH, 300oC)

C6H6 + HOSO3H OH 2

C6H5 – SO3H OHNaOH 2/ C6H5 – SO3Na

CNaOH 300/

benzen acid benzensulfonic benzensulfonat de Na

→C6H5 – OH + Na2SO3

fenol sulfit de sodiu

2. Alchilarea benzenului cu propenă ( reactia Friedel-Crafts):

6

C6H6 + H2C = CH – CH3 → C6H5 – CH – CH3 2O C6H5 C(OOH)–CH3

42 SOH

L l

CH3 CH3

izopropilbenzen(cumen) hidroperoxid de cumen

→C6H5 – OH + H3C – CO – CH3

fenol acetonă

3. Hidroliza sărurilor de diazoniu :

C6H5 – NΞN++Cl- + H2O → C6H5 – OH + N2 + HCl

clorura de fenildiazoniu fenol

AMINE

1. Alchilarea amoniacului cu derivaţi halogenaţi:

NH3 + CH3 –Cl →CH3 –NH4]+ Cl-

clorură de metilamoniu

CH3 –NH4]+ Cl- + NH3 → CH3 – NH2 +NH4Cl

metilamină

CH3 – NH2 + CH3– Cl → (CH3)2NH2]+Cl-

clorură de dimetilamoniu

(CH3)2NH3]+Cl- + NH3 → (CH3)2NH + NH4Cl

dimetilamină

(CH3)2NH + CH3 – Cl → (CH3)3NH]+Cl-

Clorură de trimetilamoniu

(CH3)3NH]+Cl- + NH3 → (CH3)3N + NH4Cl

trimetilamină

(CH3)3N + CH3–Cl → (CH3)4 N]+Cl-

clorură de tetrametilamoniu

Rezultă întotdeauna un amestec de amine primară,secundara,tertiara si sare cuaternara

de amoniu. Se aplică pentru obtinerea amineler mixte.

C6H5 – NH2 + CH3 – Cl → C6H5 –NH– CH3 + HCl

Anilină fenil-metilamină

2. Reducerea nitroderivatilor – cu Fe / HCl (6e-/6H+) sau H2 / cat.

Ar – NO2 + H2 → Ar – NH2 + 2 H2O

3. Reacţia derivaţilor halogenaţi cu NH3

CH3 –Cl + NH3 → CH3 – NH2 + HCl

4. Reducerea nitrililor cu Na /alcool

CH3 – CN + 4 *H+ → CH3 – CH2 –NH2

acetonitril etilamină

5. Reducerea amidelor cu H2 / cat.,P

7

CH3 – CONH2 +2H2 → CH3 – CH2 – NH2 + H2O

acetamidă

NITRODERIVATI

a) Nitrarea alcanilor – in fază gazoasă

CH4 + HONO2 → CH3 – NO2 + H2O

nitrometan

b) Nitrarea arenelor – cu amestec sulfonitric (soluţie ce contine HNO3 si H2SO4)

C6H6 + HONO2 → C6H5 – NO2 + H2O

Nitrobenzen

COMPUŞI CARBONILICI

1. Hidroliza derivatilor dihalogenati geminali

CH3 – CHCl2 + 2 HOH HCl2

[ CH3 – CH(OH)2+ → CH3 – CHO + H2O

1,1-dicloroetan diol germinal, instabil acetaldehidă

2. Aditia apei la alchine în prezentă de HgSO4 / H2SO4

HC ΞCH + HOH →* H2C = CHOH] tautomerie H3C – CH = O

alcool vinilic acetaldehidă

HC Ξ C – CH3 + HOH → *H2C = C(OH) – CH3] tautomerie H3C –CO – CH3

propinp propanonă

3. Oxidarea energică a alchenelor care au ramificaţie la carbonul sp2 :

H3C –C= CH–CH3

l + 3 [O] 42?4 SOHKMnO H3C – CO –CH3 + CH3 –COOH

CH3 acetonă acid acetic

2-metil-2-butenă

4. Oxidarea alchenelor cu ozon: O

⁄ \

H2C = CH –CH3 + O3 → H2 C CH –CH3 22/2 OHOH H2C = O + H3C – CH= O

propenă l l metanal etanal

O – O (formaldehidă)

ozonidă

5. Oxidarea blândă a alcoolilor – K2Cr2O7 / H2SO4

H3C – CH2 – OH + *O+ → H3C –CHO + H2O

etanol etanal

H3C – CH(OH) –CH3 + *O+ → H3C – CO – CH3 + H2O

izopropanol propanană

8

6. Dehidrogenarea alcoolilor în prezenţă de catalizatori:

CH3 – OH → CH2 = O + H2

metanol formaldehidă

7. Obţinerea acetonei ca produs secundar la sintaza fenolului din izopropilbenzen.

COMPUŞI CARBOXILICI

1. Oxidarea alcanilor superiori, în prezentă de catalizatiri:

R –CH3 + O2 → R – COOH + H2O

2. Oxidarea alchenelor cu KMnO4 / H2SO4 sau K2Cr2O7 / H2SO4

H3C – CH= CH– CH2 –CH3 + 4 *O+ → H3C – COOH + H3C – CH2 – COOH

2 – pentenă acid acetic acid propanoic

3. Oxidarea alchinelor:

HC Ξ CH + 4 *O+ 4KMnO HOOC – COOH

Acid oxalic

4. Oxidarea arenelor:

a) La nucleu C6H6 + 9/2 O2 COV 500/52 HOOC – CH= CH– COOH + 2 CO2 + H2O

acid maleic

b) La catena lateral:

C6H5 – CH3 + 3 [O] 42/4 SOHKMnO C6H5 –COOH + H2O

Toluen acid benzoic

c) Oxidarea alcoolilor cu KMnO4 / H2SO4

H3C – CH2 – OH +2 *O+ → H3C – COOH + H2O

etanol acid etanoic

d) Oxidarea aldehidelor cu: O2 din aer, KMnO4 / H2SO4 , reactiv Tollens, reactiv Fehling,

apa de brom.

H3C – CHO + *O+ → H3C – COOH

e) Hidroliza derivatilor trihalogenati geminali ( NaOH / H2O)

H3C – CCl3 + 3HOH HCl3

[ H3C – C(OH)3+→H3C – COOH + H2O

1,1,1-tricloroetan

f) Hidroliza derivatilor funcţionali ai acizilor carboxilici:

H3C – COCl + H2O → H3C – COOH + HCl

clorura de acetil

H3C – COOCH3 + H2O → H3C – COOH + CH3 – OH

acetat de metil

(H3C – CO)2O + H2O →2 H3C – COOH

Anhidridă acetică

9

H3C – CONH2 + H2O → H3C – COOH + NH3

Acetamidă

H3C – CN + 2 H2O → H3C – COOH + NH3

Acetonitril

g) Reacţia compuşilor organo magnezieni cu CO2 , urmată de hidroliză:

CH3 –Cl + Mg → CH3 – MgCl 2CO CH3 –COOMgCl

OH 2 CH3 – COOH +

+ HOMgCl

DERIVATI FUNCTIONALI AI ACIZILOR CARBOXILICI

1. Cloruri acide

H3C– COOH + PCl5 → H3C – COCl + POCl3 + HCl

clorură de acetil

2. Anhidride.

2 H3C– COOH → (H3C – CO)2O + H2O

Anhidridă acetică

3. Esteri

H3C– COOH + CH3 – OH → H3C – COOCH3 + H2O

acetat de metil

C6H5 – COCl + C6H5 – ONa →C6H5 – COOC6H5 + NaCl

clorură de fenoxid benzoat de fenil

benzoil de Na

(H3C – CO)2O + CH3 – OH → H3C – COOCH3 + H3C– COOH

4. Amide

H3C– COOH +NH3 → H3C– COONH4 OHtC 2/ H3C – CONH2

acetat de amoniu acetamidă

C6H5 – COCl + NH3 → C6H5 – CONH2 + HCl

benzamidă

H3C – CN + HOH → H3C – CONH2

H3C – COOCH3 + NH3 → H3C – CONH2 + CH3 – OH (amonoliză)

5. Nitrili

CH3 – Cl + KCN → H3C – CN + KCl

acetonitril

H3C – CONH2 tCOP /52 H3C – CN + H2O