Theorie Organische chemie

Jeffrey_Buter

Hallo,

Ik heb even wat enkele vraagjes over organische chemie voor een wat beter begrip.

- Een tertiair carbocation is stabieler dan een secundair carbocation. Komt dit doordat er een klein dipoolmoment is bij het secundair carbocation (veroorzaakt door het H-atoom (?) ) die de lading "onstabiel" maakt?

- Wordt Keto Enol tautomerie veroorzaakt door het zuurstof atoom dat de elektronen van de dubbele binding (van Enol) aantrekt?

-Is een nucleofiel het tegengestelde van een electrofiel?

MVG,

Jeffrey

DrQuico

- Een tertiair carbocation is stabieler dan een secundair carbocation. Komt dit doordat er een klein dipoolmoment is bij het secundair carbocation (veroorzaakt door het H-atoom (?) ) die de lading "onstabiel" maakt?

Daar zijn twee redenen voor te bedenken. Ik neem aan dat het gewoon om alkylcarbokationen gaat. Ten eerste is een H-atoom een mindere electronenstuwer dan een CH_x groep. Dit komt door de betere 'polariseerbaarheid' van de CH_x groep. Een grotere electronenwolk laat makkelijker wat electronendichtheid wegvloeien naar een naburig positief geladen atoom.

Dat is dus een inductief effect.

Hiernaast is er zogenaamde 'hyperconjugatie'. Daarover staat hier op het chemieforum al wat over geschreven.

- Wordt Keto Enol tautomerie veroorzaakt door het zuurstof atoom dat de elektronen van de dubbele binding (van Enol) aantrekt?

Ik begrijp niet helemaal wat je bedoeld met deze verklaring, maar keto-enol tautomerie is een resonantieverschijnsel. Door delokalisatie van de electronen over het geconjugeerde pi-systeem wordt de negatieve lading gestabiliseerd. De lading wordt als het ware uitespreid over de C-C-O atomen.

-Is een nucleofiel het tegengestelde van een electrofiel?

Helemaal goed

Jeffrey_Buter

- Wordt Keto Enol tautomerie veroorzaakt door het zuurstof atoom dat de elektronen van de dubbele binding (van Enol) aantrekt?
Ik begrijp niet helemaal wat je bedoeld met deze verklaring, maar keto-enol tautomerie is een resonantieverschijnsel. Door delokalisatie van de electronen over het geconjugeerde pi-systeem wordt de negatieve lading gestabiliseerd. De lading wordt als het ware uitespreid over de C-C-O atomen.

Ik bedoelde met de vraag of het Electronegatieve zuurstof (EN = 3,44) de electronen van de pi-binding naar zich toe trekt waardoor er een delocalisatie plaats vindt, en de lading zich uitspreid.

En tautomerie mag wel als een resonantieverschijnsel gezien worden?

Resonantie ken ik alleen als een verschijnsel waarbij gedelocaliseerde electronen de stuctuur verandert (de dubbele binding niet localiseerbaar is) maar de stof nog hetzelfde is. Zoals bij een peptidebinding en een aromaat.

rwwh

Tautomerie is inderdaad niet hetzelfde als resonantie.

Jeffrey_Buter

Tautomerie is inderdaad niet hetzelfde als resonantie.

Tautomerie staat dus geheel los van een resonantieverschijnsel.

En wil iemand deze vraag nog beantwoorden:

- Wordt Keto Enol tautomerie veroorzaakt door het zuurstof atoom dat de elektronen van de dubbele binding (van Enol) aantrekt?

Ik bedoelde met de vraag of het Electronegatieve zuurstof (EN = 3,44) de electronen van de pi-binding naar zich toe trekt waardoor er een delocalisatie plaats vindt, en de lading zich uitspreid??

(m.a.w. is het, het zuurstofatoom dat de tautomerie veroorzaakt?) Of staat dit er geheel los van?

rwwh

Volgens mij kun je dit beter zien als een soort zelf-additie. De O-H binding addeert aan de dubbele band. Blijkbaar is voor dit proces:

De aktiveringsenergie laag. Dit is voorstelbaar, omdat de twee reagerende delen al dicht bij elkaar liggen.
Het vrije energieverschil tussen de twee vormen klein.

Jeffrey_Buter

Er is nog een vraagje bij gekomen:

Ik heb nu ook kennis gemaakt met het verschijnsel "umpolung". Ik weet dat de polariteit van de atomen omgedraait (C "normaal" δ+ ..bij umpolung δ- ) worden alleen ik heb nog wat twijfels bij mijn begrip..vandaar deze vragen (de wellicht alleen bevestiging nodig hebben):

- Komt umpolung doordat het carbon atoom electronegatiever is dan een metaal atoom?

- En door een "metaalalkyl" te maken wordt het (naast metaal gelegen) koolstof atoom nucleofiel?

- Dit helpt mij om een groter molecuul te maken? Omdat ik nu een metaalalkyl (nucleofiel) kan laten reageren met een alkylhalide (electrofiel)?

- Kan ik er nog meer mee?

Ik denk dat het allemaal redelijk klopt maar ben nog niet helemaal zeker...hopelijk wil iemand me helpen

Groeten,

Jeffrey

DrQuico

- Komt umpolung doordat het carbon atoom electronegatiever is dan een metaal atoom?

Ja

- En door een "metaalalkyl" te maken wordt het (naast metaal gelegen) koolstof atoom nucleofiel?

Ja, maar naast een nucleofiel is het ook een goede base. De reactiviteit hangt sterk af van het type metaal.

- Dit helpt mij om een groter molecuul te maken? Omdat ik nu een metaalalkyl (nucleofiel) kan laten reageren met een alkylhalide (electrofiel)?

Klopt helemaal. Vaak worden er voor dit type koolstof-koolstof koppelingen ook nog katalysatoren (voornamelijk Pd, Ni of Cu complexen) gebruikt.

- Kan ik er nog meer mee?

Het zijn dus ook sterke basen. Je kunt bijvoorbeeld met butyllithium (evt in combinatie met kalium t-butoxide) gebruiken om een fenylring te deprotoneren.

Jeffrey_Buter

- En door een "metaalalkyl" te maken wordt het (naast metaal gelegen) koolstof atoom nucleofiel?
Ja, maar naast een nucleofiel is het ook een goede base. De reactiviteit hangt sterk af van het type metaal.

Ik mag aannemen dat: des te groter verschil in electronegativiteit (tussen het carbon atoom en metaal atoom) des te reactiever het metaalalkyl?

(Ik wil jullie nog wel allemaal bedanken voor de snelle en duidelijke antwoorden. Het word me steeds duidelijker

)

Jeffrey_Buter

Er is een vraagje bij gekomen...Deze keer gaat het over de zuursterkte van een carbonzuur.

Een gesubstitueerd carbonzuur, waarbij het substituent elektronen naar zich toe trekt, activeerd het carbonzuur om zijn proton sneller af te staan dan bij een substituent wat elektronen stuwend is. Hoe gaat dit precies in zijn werking?

Wordt een carbonzuur geactiveerd om zijn proton af te staan doordat er een δ+ lading op het C atoom komt die weer door werkt naar het waterstofatoom?

DrQuico

Het is misschien handiger om voor iedere nieuwe vraag een nieuw topic te openen. Op die manier krijgt je vraag meer aandacht.

Maar over je vraag. Jouw verklaring klopt. Wanneer een substituent electronen naar zich toetrekt stabiliseert dit een negatieve lading op de carboxylaatgroep. De elektronendichtheid van de negatieve lading wordt als het ware weggezogen. Een gestabiliseerde negatieve lading zorgt ervoor dat het zuur makkelijker dissocieert.

Bij electronstuwende substituenten is het natuurlijk andersom en wordt de negatieve lading op het carboxylaat gedestabiliaseerd.

Jeffrey_Buter

En weer eentje...sorry voor al de vragen hoor

In mijn boek staat een voorbeeld van een reactie waarbij omlegging van een CH₃ groep plaatsvind.

2,2-dimethyl-1-propanol (neopentyl alcohol) + HCl -> tert-pentylchloride

neopentyl alcohol is een primair alcohol...(toch??) en tert-pentylchloride is een tertiaire halide.

Nu vraag ik me af volgens welk mechanisme reageert nou mijn neopentyl alcohol?

Aangezien er een tertiaire halide wordt gevormd mag ik toch aannemen dat het om een S_n1 mechanisme gaat..(want deze moet wel gevormd worden vanuit een tertiar carbokathion)

MAAR dit gaat weer in tegen de regel die ik geleerd heb:

primair alcohol --> S_n2 mechanisme.

Is deze reactie simpelweg een uitzondering op de regel dat een primair alcohol volgens een S_n2 mechanisme moet reageren??

@ DRQuico: Aangezien er steeds vragen bij komen wil ik niet te veel nieuwe topics aanmaken. Dan hebben we straks 10 topics alleen al van mij

. De bovenstaande vraag heb ik getypt terwijl u mijn vraag beantwoorde maar ik zal de volgende keer een nieuw topic aan maken.

Jeffrey_Buter

Ik weet het DrQuico...ik had inderdaad even een nieuwe topic op moeten starten maar zoals ik in mij vorige post als zei:

De bovenstaande vraag heb ik getypt terwijl u mijn vraag beantwoorde maar ik zal de volgende keer een nieuw topic aan maken.

Maar wilt u of iemand anders de laaste (bovenstaande) vraag even beantwoorden??

DrQuico

Het is niet dat ik je vraag niet wil beantwoorden omdat je geen nieuwe topic startte hoor. Ik heb gewoon ook nog een leven naast de chemie

Maar over je vraag. Het draait bij deze reactie om de herordening (rearrangement) van carbokationen. Een minder stabiel carbokation kan omleggen in een stabielere door de verplaatsing (shift) van ofwel een hydride (H^-) ofwel een alkylgroep met zijn electronenpaar (CH₃^-) over een koolstof-koolstof binding.

Nu voor jouw geval. De eerste stap is in ieder geval protonering van het alcohol. Er ontwikkeld zich hierdoor een positieve lading op de koolstof waardoor er twee dingen kunnen gebeuren: Een intramolekulaire 1,2-shift, een soort 'interne' nucleofiele substitutie, of intermolekulaire S_N2 substitutie door een chloride ion. Intramoleculaire reacties zijn vele malen sneller, dus de methylshift vindt plaats. Wanneer het tertiaire carbokation wordt gevormd is er geen weg terug meer en reageert deze met chloride tot tert-pentylchloride

Maar eh, staat dit soort theorie niet ook gewoon in je organische chemie boek?

Jeffrey_Buter

Maar eh, staat dit soort theorie niet ook gewoon in je organische chemie boek?

NEE...Het verhaal van de omlegging staat er wel en dat is ook geheel duidelijk maar het mechanisme bij de reactie die ik gaf stond niet gegeven. En ik zag de reactie staan en was benieuwd volgens welk mechanisme de reactie loopt:

er vormt tertiair halide --> gevormd vanuit carbockathion --> dus S_n1

maar tegelijker tijd:

primair alcohol dat reageert --> vorming partieële bindingen --> dus S_n2.

Dus ik begon wat te twijfelen over hoe de reactie zou verlopen..

Maar achteraf gezien had ik misschien wel wat meer mogen na denken over de opgave.

Wanneer er een S_n2 mechanisme gevolgt wordt verloopt de reactie via een het partieel binden van Cl en ontbinden van OH₂⁺. Dan staat de plaats van het Cl-atoom al vast.

Maar in dit geval is er een ander mechanisme dat sneller verloopt en dat is via de vorming van een carbokathion. En hierbij vind omlegging plaats.

Dus is de reactie met deze primaire alcohol wel een uitzondering op de regel. Deze primaire alcohol zal reageren volgens een S_n1 mechanisme.

Toch bedankt voor je tijd en het beantwoorden van alle vragen...

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Theorie Organische chemie

Theorie Organische chemie

Re: Theorie Organische chemie

Re: Theorie Organische chemie

Re: Theorie Organische chemie

Re: Theorie Organische chemie

Re: Theorie Organische chemie

Re: Theorie Organische chemie

Re: Theorie Organische chemie

Re: Theorie Organische chemie

Re: Theorie Organische chemie

Re: Theorie Organische chemie

Re: Theorie Organische chemie

Re: Theorie Organische chemie

Re: Theorie Organische chemie

Re: Theorie Organische chemie