STRUCTURA & REACTIVITATEA

COMPUŞILOR ORGANICI

Alcaniconţin numai legături simpleCH3 – CH3

Alcheneconţin cel puţino legătură dublăCH2=CH2

Alchineconţin cel puţino legătură triplăHC≡CH

Alcooli

Halogenuri

ROH CH3CH2OH Etanol (Alcool etilic)

RCl

(Cl, Br, F, I)CH3CH2 Cl Cloroetan (Clorură de etil)

R O H

R Cl

Amine R NH

H RNH2 CH3CH2NH2Aminoetan (Etil-

amină)Aldehide R C

OH RCHO

Cetone

CH3CO

H Etanal (Acetaldehidă)

R CO

R,RCOR, CH3C

OCH3 Propanonă (Acetonă)

Acizi carboxilici R CO

OH RCOOH CH3COOH Acid etanoic (Acid acetic)

REACŢIILE COMPUŞILOR ORGANICI

se desfăşoară cu ruperea unor legături covalente şi formarea altora noi

în general sunt procese lente realizate – cu absorbţie de energie (reacţii endoterme) – cu degajare de energie (reacţii exoterme)

reacţii de substituţiereacţii de substituţie**

reacţii de adiţiereacţii de adiţie: : HH2 2 , X, X2 2 (X=Cl, Br, I), HX, H(X=Cl, Br, I), HX, H22O, HO, H22SOSO44 , RCOOH , RCOOH

reacţii de eliminarereacţii de eliminare

reacţii de transpoziţiereacţii de transpoziţie

ALCANIhidrocarburi aciclice saturate

liniare / ramificate

Formula brută CnH2n+2

n = 1 CH4

metan

n = 2C2H6

etan

n = 3 C3H8

propan

n = 4C4H10

butan

C

H

H

H HCH3–CH3 CH3–CH2–CH3 CH3–CH2–CH2–CH3

n 5 6 7 8 9 10 11 12

nume pentpentanan hexhexanan heptheptanan octoctanan nonnonanan decdecanan undecundecanan dodecdodecanan

radical metil

C primar

C terţiar izoizobutan(metil-propan)

C secundar

C cuaternar nn-pentan

izoizopentan (2-metil-butan)

neoneopentan(2,2-dimetilpropan)

CH3HCH3C

CH3

CH3CH3C

CH3

CH3

H3C CH2 CH2 CH2 CH3 CH2HCH3C

CH3

CH3

Csp3

109o20

compuşi organici nepolari, între molecule…forţe de atracţie van der Waals C1 – C4 alcani gazoşi; C5 – C15 alcani lichizi; > C15 alcani solizi to

f şi tot cresc odată cu nr. atomilor C şi scad cu ramificarea catenei (l.v.w)

insolubili în apă, solubili în solvenţi organici ρ < ρapă (plutesc) alcanii gazoşi şi solizi sunt inodori; alcanii lichizi – miros caracteristic

Proprietăţi fiziceProprietăţi fizice

Proprietăţi chimiceProprietăţi chimice

inerţi chimic până la 300-400oC……«parafine» reacţii specifice:

- substituţie - substituţie (regioselectivă)*- descompunere termică -- combustiecombustie- izomerizare

• ulei de parafină – amestec alcani lichizi cu tof >

350oC• vaselină – amestec alcani solizi cu to

t ~ 50oC• parafină – amestec alcani solizi cu to

t ~ 60oC

CICLOALCANIhidrocarburi ciclice saturate

Formula brută CnH2n

lipsa celor 2 atomi H induce o nesaturare care determină închiderea catenei

n = 3

alcan CH3–CH2–CH3 propan C3H8 CnH2n+2

cicloalcan

H2C

H2C CH2

ciclopropan C3H6 CnH2n

n = 4

alcani

CH3–CH2–CH2–CH3 butan C4H10 CnH2n+2

H3C CH

CH3

CH3metil-propan C4H10 CnH2n+2

cicloalcani

H2C

H2C CH2

CH2

HC

H2C CH2

CH3

ciclobutan C4H8 CnH2n

metil-ciclopropan C4H8 CnH2n

Proprietăţi chimiceProprietăţi chimice reactivitate diferită în funcţie de valoarea tensiunii Baeyer în ciclu (tB)

→ cu cât tensiunea Baeyer este mai mare, molecula este mai instabilă. ciclopropanul şi ciclobutanul au tB mari → caracter nesaturat (reacţii

adiţie): - adiţie de hidrogen → alcanii corespunzători - adiţie de halogen → derivaţi dihalogenaţi vicinali saturaţi - adiţie de hidracizi → derivaţi monohalogenaţi saturaţi

ciclopentanul şi ciclohexanul au tB mici → caracter saturat (reacţiile alcanilor):

- reacţia de halogenare → derivaţi halogenaţi corespunzători - reacţia de izomerizare → cicloalcani mai mici, cu catenă laterală

Proprietăţi fiziceProprietăţi fizice

ciclopropanul şi ciclobutanul – cicloalcani gazoşi C5 – C10 cicloalcani lichizi; > C10 cicloalcani solizi to

f şi tot sunt mai mari ca ale alcanilor corespunzători

ρalcani< ρcicloalcan < ρapă insolubili în apă, solubili în hidrocarburi lichide şi derivaţi

halogenaţi ciclopropanul şi ciclobutanul au miros caracteristic; omologii –

inodori

ALCHENEhidrocarburi aciclice nesaturate

liniare / ramificate

Formula brută

CnH2n

lipsa celor 2 atomi H induce o nesaturare care determină o legătură π

→ legătură covalentă dublă C=C C=C (legătură etilenică σπ) n = 2C2H4

etena

n = 3 C3H6

propena

n = 4C4H8

butene

CH2=CH2 CH2=CH–CH3 CH2=CH–CH2–CH3

CH3–CH=CH–CH3

H2C C

CH3

CH3

1-butena2-butenaizobutena (2-metilpropena)

C2 – C4 alchene gazoase; C5 – C15 alchene lichide; >C15 alchene solide

tof şi to

t mai mici decât ale alcanilor corespunzători ρalcani< ρalchene < ρapă

incolore, inodore, insolubile în apă, solubile în solvenţi organici

Proprietăţi fiziceProprietăţi fiziceIzomerieIzomerie

Proprietăţi chimiceProprietăţi chimice reactivitate – mai mare decât a alcanilor reacţia specifică hidrocarburilor nesaturate: reacţii de

adiţie hidrogenare (catalitică Ni, Pt, Pd) → alcanialcani

halogenare → derivaţi dihalogenaţi vicinaliderivaţi dihalogenaţi vicinali adiţia hidracizilor (regioselectivă) → derivaţi monohalogenaţi saturaţiderivaţi monohalogenaţi saturaţi adiţia apei (regioselectivăregioselectivă, catalitică, H2SO4) → alcoolialcooli polimerizare → compuşi macromoleculari = polimeripolimeri – polietilenă*

– polipropilenă – polistiren – politetrafluoroetena

reacţii de oxidare oxidare blândă* – hidroxilare (reactiv Baeyer KMnO4 / Na2CO3) → dioli vicinali oxidare energică* (KMnO4 / H2SO4) → acizi carboxilici / cetone

reacţii de substituţie în poziţie alilică halogenarea (termică) → derivaţi monohalogenaţi

nesaturaţi

ALCADIENEhidrocarburi aciclice nesaturate Formula

brută CnH2n-2

lipsa celor 4 atomi H induce două nesaturări care determină două legături π

→ două legături covalente duble C=C (σπ) cele două legături C=C pot fi cumulate, conjugate sau disjuncte

n = 3 C3H4

propadiena (alenă)

CH2 =C=CH2

n = 4 C4H6

butadiene

CH2=C=CH–CH3 1,2-butadienaCH2=CH–CH=CH2 1,3-butadiena

n = 5 C5H8

pentadiene

CH2=C=CH–CH2–CH3 1,2-pentadienaCH2=CH–CH=CH–CH3 1,3-pentadienaCH2=CH–CH2–CH=CH2 1,4-pentadiena

C

CH3

CH CH2H2C 2-metil-1,3-butadiena (izopren) propadiena şi 1,3-butadiena – gazoase

1,2-butadiena şi dienele până la C14 – lichide; omologii superiori – solide

insolubile în apă, solubile în solvenţi organici to

f şi tot mai mici decât ale alcanilor corespunzători

reacţii de adiţie 1,4 (cap la coadă)

TERPENITERPENI- compuşi organici naturali- poliene cu structură izoprenică, aciclice şi ciclice- au în moleculă 2, 3, 4 sau 6 unităţi izoprenice →

(C5H8)n H2C C

CH3

CH CH2 H2C CCH3

CH CH2+ H3C C CHCH3

CH2cap

coadãCH C

CH3

CH CH2

- au miros plăcut, pătrunzător - prezente în alimentele din materii prime vegetale - utilizate în industria produselor alimentare (aromatizanţi,

conservanţi)- rol biologic important terpenoide: hidrocarburi poliizoprenice terpenice (C10 – C30) şi derivaţii lor

oxigenaţi carotenoide: hidrocarburi carotenoidice (C40) şi derivaţii lor oxigenaţi - xantofile steroide: au în moleculă un schelet tetraciclic - steran

TERPENOIDTERPENOIDE E

n=2 → monoterpene (C10H16) şi monoterpenoide

→ hidrocarburi terpenice (C(C55HH88))nn şi derivaţii lor oxigenaţi→ constituente ale uleiurilor esenţiale (fructe, seminţe)

CH3

CH3C CH3OH

terpineol

CH3C CH2

CH3

limonen

CH2

CH2C CH3

CH3

mircen

dafin,cimbrişor,hamei, ylang-ylang

pin, rozmarin, nucşoară,anason, măghiran, salvie

CH2OH

CH3

H3C CH3citronelol

ulei de trandafir, muşcate

CH3

OH

H3C CH3

mentol

CH3

H2C CH3

carvona

O

chimen, mărar

n=4 → diterpene (C20H32) şi diterpenoide

H3CCH2OH

CH3 CH3 CH3 CH3

fitol

OH

CH3

H3C CH3 CH3 CH3

retinol (vitamina A)clorofilă, vitamina K, vitamina E

peşte, lactate, ouă, morcovi, spanac, varză

n=6 → triterpene (C30H48) şi triterpenoide

H3C CH3

CH3

CH3

CH3

H3C

CH3H3C

squalen

ulei din ficat de rechin, măsline, germeni grâu, germeni porumb, tărâţe de orez, seminţe ştir

CAROTENOIDE CAROTENOIDE → caroteni (CC4040HH6464) şi derivaţii lor oxigenaţi (xantofilexantofile)→ se găsesc în regnul vegetal şi animal→ culoarea galben-portocaliu…roşu (nr. legături C=C conjugate)

licopen

pătlăgele roşii, pepene verde, piersici.ser sanguin, ficat, unt

alfa-caroten

morcovi, plante verzi, urzici, ardei,bacterii

luteina

OH

OH

varză, spanac, gălbenuş de ou

→ potenţiatori de aromă, pigmenţi alimentari→ au rol fiziologic (antioxidanţi şi provitamine ale vitaminelor A)

STEROIDE STEROIDE → au în structură un schelet tetraciclic – steran (1,2-ciclopentanoperhidrofenantren)

→ sterolisteroli, acizi biliari, hormoni sexuali şi corticosteroizi – alcooli cristalizaţi din grăsimi vegetale sau animale

– 27 - 29 atomi de carbon – o legătură dublă între C5 – C6 – o grupare hidroxil la atomul C3 – o catenă laterală de 7 – 8 atomi de carbon la atomul C17 zooste

roli fitoste

roli micosteroli

steroli marini

colesterol

HO

CH3

CH3

H3C CH3

CH3

HO

CH3

CH3

H3C CH3

CH3

stigmasterol

CH2 CH3

HO

CH3

CH3

H3C CH3

CH3

CH3

ergosterol (provitamina D2)

lapte, unt, creier, gălbenuş ulei de soia

drojdia de bere

12

34

56

7

89

10

1112

13

14 15

1617

VITAMINEVITAMINE - componente naturale a produselor alimentare (q.min) - esenţiale pentru funcţii fiziologice normale - nesintetizate de organismul uman în cantităţi adecvate- absenţa lor → sindrom deficitar specific

• vitamine hidrosolubile

- conţin grupe polare/ionizabile -COOH, -N H2,-CO

- vitaminele grupului B, vitamina C, vitamina P (C2)

• vitamine liposolubile

- au în structură unităţi izoprenice legate cap-coadă - au caracteristicile hidrocarburilor alifatice /

aromatice- vitaminele A, vitamina D, vitamina E, vitamina K

CH2OHCH3

CH3

CH3 CH3H3C

Vitaminele AVitaminele A (retinozi)

CCH3

CH3

CH3 CH3H3C O

H

CCH3

CH3

CH3 CH3H3C O

OH

Retinol (vitamina A1) Retinal

Acid retinic