Z tą książką każdy naprawdę polubi chemię organiczną. Autorzy przedstawiają nowe podejście do eksperymentalnej chemii organicznej dla początkujących tak, aby zilustrować eksperymentami cały, typowy materiał wykładowy podstawowego kursu chemii organicznej, nauczyć syntezować i charakteryzować związki organiczne oraz przedstawić typowe techniki laboratoryjne. Preparaty zostały pogrupowane odpowiednio do typów reakcji organicznych, a każdy rozdział zawiera krótki wstęp teoretyczny. Mapy transformacji i ciągi syntetyczne pokazują powiązania między preparatami oraz pozwalają usystematyzować wiedzę z chemii organicznej i dostrzec piękno syntezy organicznej, w której cel syntetyczny można osiągnąć różnymi sposobami. Książka zawiera także opis typowych technik laboratoryjnych wraz z praktycznymi wskazówkami dla studentów oraz opisy najważniejszych baz danych niezbędnych dla chemika-organika. Dodatkowo, dla wygody prowadzących pracownię oraz studentów, oznaczony został stopień trudności i czas wykonania każdego preparatu.
Od autorów
Przedmowa
CZĘŚĆ I
Co należy wiedzieć przed przystąpieniem do pracy eksperymentalnej w laboratorium chemii organicznej
1. Praca i zasady bezpieczeństwa w laboratorium chemicznym
1.1. Regulamin organizacyjny ćwiczeń laboratoryjnych w pracowni chemii organicznej
Wydziału Chemii UAM
1.2. Zalecenia ogólne
1.3. Postępowanie w razie wypadku
1.4. Oznaczenia na odczynnikach
1.5. Oznaczenia spotykane na gaśnicach
2. Techniki laboratoryjne
2.1. Pomiary
2.2. Sprzęt laboratoryjny
2.3. Podstawowe techniki laboratoryjne
Literatura
3. Bazy danych i użyteczne oprogramowanie dla chemika organika
3.1. Bazy danych płatne
3.2. Bazy danych bezpłatne
CZĘŚĆ II
Preparatyki
Mapy przekształceń syntetycznych
Preparaty jednoetapowe
1. Addycja do wiązań wielokrotnych węgiel–węgiel
1.1. Otrzymywanie chlorków alkilów
1.2. Uwodnienie alkenów
1.3. Otrzymywanie alkoholi metodą hydroborowania
1.4. Otrzymywanie dibromopochodnych
1.5. Otrzymywanie bromohydryn i ich pochodnych
1.6. Otrzymywanie wicynalnych dioli
1.7. Addycja do wiązania potrójnego
1.1.1. (R)-5-(2-Chloroprop-2-ylo)-2-metylocykloheks-2-en-1-on (addycja HCl do karwonu)
1.2.1. rac-(R)-Heksan-2-ol
1.3.1. rac-(1R,2S)-2-Fenylocykloheksanol
1.3.2. 2,3-Dihydro-1H-inden-2-ol (indan-2-ol)
1.4.1. rac-(R)-1,2-Dibromo-1-fenyloetan (dibromostyren)
1.4.2. rac-(3R,4S)-3,4-Dibromo-4-fenylobutan-2-on (dibromek benzylidenoacetonu)
1.4.3. rac-(2R,3S)-2,3-Dibromo-1,3-difenylopropan-1-on (dibromek benzalacetofenonu) 160
1.4.4. (1R,2S)-1,2-Dibromo-1,2-difenyloetan (dibromostilben)
1.4.5. Kwas rac-(2R,3S)-2,3-dibromo-3-fenylopropionowy
1.5.1. rac-(R)-1-Bromo-2-fenylopropan-2-ol
1.5.2. rac-(1R,2S)-2-Bromo-1-fenylocykloheksanol
1.5.3. rac-(1R,2S)- 2-Bromo-1,2-difenyloetanol (erytro-2-bromo-1,2-difenyloetanol)
1.5.4. rac-(1R,2R)-2-Bromo-2,3-dihydro-1H-inden-1-ol (1-hydroksy-2-bromoindan)
1.5.5. rac-(1R,2R)-2-Bromo-1-metoksy-2,3-dihydro-1H-inden (1-metoksy-2-bromoindan) 176
1.5.6. rac-(1R,2S)-1-Bromo-1,2-difenylo-2-metoksyetan (1-metoksy-2-bromostilben) 178
1.6.1. 1,2-Dihydroksycykloheksan (cykloheksano-1,2-diol)
1.6.2. rac-(1R,2R)-1,2-Dihydroksycykloheksan (trans-1,2-dihydroksycykloheksan,trans-cykloheksano-1,2-diol)
1.7.1. Acetylobenzen (acetofenon)
1.7.2. 1,2-Difenyloetan-2-on (2-fenyloacetofenon)
2. Reakcje rodnikowe w preparatyce organicznej
2.1. Kwas 4-(bromometylo)benzoesowy (kwas α-bromo-p-toluilowy)
2.2. rac-(R)-1-Bromo-1-fenyloetan
2.3. 2,3-Dimetylobutano-2,3-diol (hydrat pinakolu)
2.4. rac-(2R,3R)-2,3-Difenylobutano-2,3-diol
3. Reakcja substytucji nukleofilowej przy nasyconym atomie węgla
3.1. Jednocząsteczkowa substytucja nukleofilowa SN1
3.2. Dwucząsteczkowa substytucja nukleofilowa SN2
3.1.1. 2-Chloro-2-metylopropan (chlorek t-butylu)
3.1.2. Chlorek tritylu
3.1.3. Trifenylometanol
3.1.4. Azydek tritylu (azydotrifenylometan)
3.1.5. Eter metylowo-trifenylometylowy (eter metylowo-tritylowy)
3.2.1. rac- (R)-2-Chloro-2-fenylooctan etylu
3.2.2. rac- (R)-2-Chloro-2-fenyloacetofenon (chlorek desylu)
3.2.3. 1-Chloro-2-metylopropan (chlorek izobutylu)
3.2.4. 1-Jodo-3-metylobutan (jodek izoamylu)
3.2.5. Tosylan (–)-(1R,2S,5R)-mentylu
3.2.6. Eter allilowo-2-metoksyfenylowy (eter allilowy gwajakolu)
3.2.7. Kwas 4-(metoksymetylo)benzoesowy (kwas α-metoksy-p-toluilowy)
3.2.8. Eter metylowo-naft-2-ylowy (nerolina)
3.2.9. rac-(1R,2R)-1-Fenylo-1-hydroksy-2-(2-hydroksyetyloamino)etan
3.2.10. rac-(1R,2R)-2-Azydocykloheksanol
3.2.11. Chlorek N-benzylocynchonidyniowy
3.2.12. Bromek benzylotrifenylofosfoniowy
3.2.13. Bromek 4-karboksybenzylotrifenylofosfoniowy
4. Reakcje eliminacji
4.1. Jednocząsteczkowa reakcja eliminacji E1
4.2. Dwucząsteczkowa reakcja eliminacji E2
4.1.1. 1,1-Difenyloeten (1,1-difenyloetylen)
4.1.2. 1-Fenylocykloheks-1-en
4.1.3. Cykloheksen
4.1.4. 1,1,4,4-Tetrafenylobutadien
4.2.1. (R)-1-Metylo-4-izopropylocykloheks-3-en (ment-3-en)
4.2.2. (3R,6S)-3-metylo-6-(1-metyloetylo)cykloheksen [(3S,6R)-ment-2-en]
4.2.3. (2-Bromowinylo)benzen (β-bromostyren)
4.2.4. Fenyloacetylen (metoda 1)
4.2.5. Fenyloacetylen (metoda 2)
4.2.6. Difenyloacetylen
5. Syntezy z wykorzystaniem związków Grignarda
5.1. Difenylometanol (benzhydrol)
5.2. Trifenylometanol
5.3. rac-1-Fenylocykloheksan-1-ol
5.4. 1,1-Difenyloetanol
5.5. Trifenylometanol
5.6. 1,1,4,4-Tetrafenylobutano-1,4-diol
5.7. Kwas benzoesowy
5.8. rac-(1R,2S)-2-Fenylocykloheksanol (trans-2-fenylocykloheksan-1-ol)
6. Substytucja nukleofilowa w grupie karbonylowej, przebiegająca z utratą karbonylowego atomu tlenu
6.1. Acetal cykloheksanonu
6.2. Bis-(O-izopropylideno)-d-mannitol
6.3. Bis-(O-izopropylideno)-d-glukoza
6.4. Acetal 3-nitrobenzaldehydu
6.5. N-Benzylidenoanilina
6.6. (E)-N-Benzylidenometyloamina
6.7. N-(3-Nitrobenzylideno)anilina
6.8. Oksym cykloheksanonu
6.9. Oksym d-kamfory
6.10. Oksym benzofenonu
6.11. Fenylohydrazon cykloheksanonu
6.12. (E)-1-Fenylo-2-(1-fenyloetylideno)hydrazyna (fenylohydrazon acetofenonu)
6.13. Kwas 4-winylobenzoesowy
7. Substytucja nukleofilowa w grupie karbonylowej
7.1. Synteza chlorków kwasowych
7.2. Synteza bezwodników kwasowych
7.3. Estryfikacja Fischera
7.4. Estryfikacja z wykorzystaniem DCC/DMAP
7.5. Estryfikacja z użyciem chlorków kwasowych
7.6. Estryfikacja z użyciem bezwodników kwasów karboksylowych
7.7. Synteza amidów i imidów
7.8. Hydroliza estrów i amidów
7.1.1. Dichlorek tereftaloilu
7.1.2. Dichlorek sukcynylu
7.2.1. Bezwodnik bursztynowy
7.3.1. Otrzymywanie estrów kwasów karboksylowych metodą Fischera (przepis ogólny)
7.3.2. Octan izopentylu (octan izoamylu)
7.3.3. Bursztynian dietylu
7.3.4. Salicylan izopentylu (salicylan izoamylu)
7.3.5. 4-Hydroksybenzoesan metylu (metylparaben)
7.3.6. Nikotynian etylu
7.4.1. Przepis ogólny na syntezę estrów z wykorzystaniem DCC/DMAP
7.5.1. Tereftalan dimetylu
7.5.2. Bursztynian dietylu
7.5.3. Benzoesan etylu
7.5.4. Nikotynian etylu
7.6.1. Kwas 2-acetoksybenzoesowy (kwas acetylosalicylowy, aspiryna)
7.6.2. 1,2,3,4,6-Penta-O-acetylo-α-d-glukopiranoza
7.7.1. N-Benzoiloglicyna (kwas hipurowy)
7.7.2. N-Fenyloacetamid (acetanilid)
7.7.3. 4-Hydroksyacetanilid (paracetamol)
7.7.4. 2-Hydroksybenzamid (salicylamid)
7.7.5. Nikotynoamid (amid kwasu nikotynowego, witamina B3)
7.7.6. N-Fenylomaleimid
7.8.1. Kwas 3-nitrobenzoesowy (kwas m-nitrobenzoesowy)
7.8.2. Kwas tetradekanowy (kwas mirystynowy)
7.8.3. 4-Nitroanilina (p-nitroanilina)
8. Aromatyczna substytucja elektrofilowa (SEAr)
8.1. Nitrowanie związków aromatycznych
8.2. Sulfonowanie związków aromatycznych
8.3. Halogenowanie związków aromatycznych
8.4. Acylowanie Friedela–Craftsa
8.5. Alkilowanie Friedela–Craftsa
8.1.1. 4-Bromonitrobenzen (p-nitrobromobenzen)
8.1.2. 2,4-Dinitrobromobenzen
8.1.3. 4-Nitroacetanilid (p-nitroacetanilid)
8.1.4. Aldehyd 3-nitrobenzoesowy (m-nitrobenzaldehyd)
8.1.5. 3-Nitrobenzoesan metylu/etylu (m-nitrobenzoesan metylu/etylu)
8.1.6. Kwas 5-nitrobarbiturowy
8.1.7. Kwas 3,5-dinitrobenzoesowy
8.2.1. Kwas 4-metylobenzenosulfonowy (kwas p-toluenosulfonowy)
8.2.2. Kwas 4-aminobenzenosulfonowy (kwas sulfanilowy)
8.3.1. 4-Bromoacetanilid (p-bromoacetanilid)
8.3.2. 2,4,6-Tribromoanilina
8.3.3. 2,4,6-Tribromofenol
8.3.4. Aldehyd 2,5-dibromotereftalowy
8.3.5. 4-Jodoanilina (p-jodoanilina)
8.4.1. Kwas 4-(4-bromofenylo)-4-oksobutanowy [kwas 3-(4-bromobenzoilo)propanowy]
8.5.1. 4,4’-(Cykloheksano-1,1-diylo)difenol (bisfenol Z)
8.5.2. 4-(Trifenylometylo)anilina (p-trityloanilina)
8.5.3. 4-(Trifenylometylo)anilina (p-trityloanilina)
9. Aromatyczna substytucja nukleofilowa (SNAr)
9.1. N-(2,4-Dinitrofenylo)glicynian etylu
9.2. 2,4-Dinitrofenylohydrazyna
9.3. 2,4-Dinitro-N-fenyloanilina
9.4. 1-(2,4-Dinitrofenylo)piperydyna
10. Sole diazoniowe i ich zastosowanie w syntezie organicznej
10.1. Podstawienie soli diazoniowych
10.2. Sprzęganie soli diazoniowych – barwniki diazowe
10.1.1. Kwas 2-chlorobenzoesowy
10.1.2. 4-Jodonitrobenzen (p-jodonitrobenzen)
10.1.3. Kwas 2-jodobenzoesowy
10.1.4. 2-Azydotereftalan dimetylu
10.1.5. 3-Nitrofenol (m-nitrofenol)
10.1.6. 1,3,5-Tribromobenzen
10.2.1. Oranż metylowy {[4-(4-dimetyloaminofenylo)azo]benzenosulfonian sodu, heliantyna}
10.2.2. Żółcień alizarynowa {sól sodowa kwasu 5-[(3-nitrofenylo)azo]salicylowego}
10.2.3. Czerwień p-nitroanilinowa [1-(p-nitrofenyloazo)naft-2-ol, czerwień para]
11. Podstawowe reakcje kondensacji związków karbonylowych
11.1. 1,3-Difenyloprop-2-en-1-on (benzylidenoacetofenon, chalkon)
11.2. (E)-4-Fenylobut-3-en-2-on (benzylidenoaceton)
11.3. Dibenzylidenoaceton
11.4. Kwas trans-cynamonowy
11.5. Kwas barbiturowy
11.6. Kwas benzylidenobarbiturowy
11.7. 4-Benzylideno-2-fenylooksazol-5-on
11.8. Acetylooctan etylu
11.9. Cynamonian etylu
11.10. Alkohol benzylowy i kwas benzoesowy
11.11. Alkohol 4-metylobenzylowy (alkohol p-metylobenzylowy)
12. Wybrane reakcje alkilowania enolanów
12.1. Reakcje alkilowania malonianu dietylu i kwasu malonowego
12.2. Reakcje alkilowania acetylooctanu etylu
12.1.1. Ester dietylowy kwasu cyklobutano-1,1-dikarboksylowego
12.1.2. Kwas cyklopropano-1,1-dikarboksylowy
12.1.3. Kwas cykloheksano-1,1-dikarboksylowy
12.1.4. Kwas 3,3,3-trifenylopropionowy
12.2.1. 2-Acetyloheksanian etylu (2-acetylokapronian etylu)
12.2.2. Heptan-2-on
13. Utlenianie związków organicznych
13.1. Utlenianie węglowodorów (wiązania C–H)
13.2. Utlenianie alkoholi
13.3. Utlenianie z rozszczepieniem szkieletu węglowego
13.1.1. Kwas 4-nitrobenzoesowy (kwas p-nitrobenzoesowy)
13.1.2. Kwas 2-chlorobenzoesowy (kwas o-chlorobenzoesowy)
13.1.3. Kwas nikotynowy (kwas pirydyno-3-karboksylowy)
13.1.4. Aldehyd 4-nitrobenzoesowy (aldehyd p-nitrobenzoesowy)
13.1.5. 1,4-Naftochinon
13.1.6. Antrachinon
13.2.1. Dekan-1-al
13.2.2. (2S,5R)-2-Izopropylo-5-metylocykloheksanon [(–)-menton)]
13.2.3. Benzofenon
13.2.4. Maślan n-butylu
13.3.1. Kwas homoftalowy
13.3.2. Aldehyd (R)-2,3-O-izopropylidenoglicerynowy
13.3.3 1,2-O-Izopropylideno-α-d-ksylo-pentodialdo-1,4-furanoza
14. Redukcja związków organicznych
14.1. Redukcja związków organicznych zawierających grupę karbonylową
14.2. Redukcja związków organicznych zawierających azot w grupie funkcyjnej (imin, związków nitrowych i azydków)
14.3. Redukcja związków organicznych zawierających wiązanie wielokrotne węgiel–węgiel
14.1.1. (S)-1,2-O-Izopropylidenoglicerol
14.1.2. 1,2-O-Izopropylideno-α-d-ksylofuranoza
14.1.3. Difenylometanol (benzhydrol)
14.1.4. Cykloheksanol
14.1.5. 1-Fenyloetanol
14.1.6. Izoborneol
14.2.1. N-Benzyloanilina
14.2.2. N-(3-Nitrobenzylo)anilina
14.2.3. Anilina
14.2.4. 5-Aminopirymidyno-2,4,6(1H,3H,5H)-trion (kwas aminobarbiturowy, uramil)
14.2.5. Kwas 4-aminobenzoesowy (kwas p-aminobenzoesowy)
14.2.6. 3-Nitroanilina (m-nitroanilina)
14.2.7. Trifenylometyloamina (trityloamina)
15. Reakcja Dielsa–Aldera
15.1. Cyklopentadien
15.2. Bezwodnik kwasu endo-norborn-5-eno-2,3-dikarboksylowego
15.3. Bezwodnik kwasu endo-7-oksabicyklo[2.2.1]hept-2-eno-5,6-dikarboksylowego
15.4. Bezwodnik kwasu cis-9,10-dihydro-9,10-etanoantraceno-11,12-dikarboksylowego
15.5. Kwas 5-metylo-3-okso-1,3,3a,4,5,7a-heksahydroizobenzofurano-4-karboksylowy
15.6. (cis,cis,cis)-3a,4-Dihydro-3-hydroksy-3H-cyklopenta[b]furan-2(6aH)-on
15.7. (±)-2,3;5,6 Dibezwodnik kwasu 8-fenylo-(4ar)-1,2,3,4,4a,5,6,7-oktahydro-1t,4t-
-etynylonaftaleno-2t,3t,5t,6t-tetrakarboksylowego
15.8. Bezwodnik 1,2,3,6-tetrahydroftalowy
16. Przegrupowania związków organicznych
16.1. 3,3-Difenylobutan-2-on
16.2. 3,3-Dimetylobutanon (pinakolina, pinakolon)
16.3. Kwas 2-hydroksy-2,2-difenylooctowy (kwas benzilowy)
16.4. Kaprolaktam
16.5. N-Fenylobenzamid (benzanilid)
16.6. Kwas antranilowy
