19 Příklad syntézní reakce: Podrobné vysvětlení

by

V tomto článku jsou stručně popsány příklady syntézní reakce, různé typy syntézy (Williamsonova syntéza, vyvážená syntéza a syntéza peptidů) s podrobným vysvětlením.

Příklady jsou -

  1. Syntéza ethylmethyletheru
  2. Syntéza anisolu
  3. Syntéza 2-ethoxynaftalenu
  4. Syntéza fenylpropyletheru
  5. Syntéza benzyl-terc-butyletheru
  6. Syntéza terc-butylmethyletheru
  7. Syntéza ethoxybenzenu
  8. Syntéza cyklopentylmethyletheru
  9. Syntéza vody
  10. Syntéza oxidu uhličitého
  11. Syntéza amoniaku
  12. Syntéza oxidu hlinitého
  13. Syntéza sulfidu železitého
  14. Syntéza chloridu draselného
  15. Tvorba rzi
  16. Syntéza uhličitanu vápenatého
  17. Syntéza oxidu zinečnatého
  18. Syntéza dipeptidu (Gly-Ala)
  19. Syntéza peptidů na pevné fázi

Co je syntézní reakce?

Syntetická reakce je jeden typ chemické reakce, při které se do reakce zapojují dva různé atomy, reagují spolu za vzniku zcela odlišné molekulární sloučeniny. Ve většině syntézních reakcí se energie uvolňuje z reakčního média a je známá jako exotermická reakce.

příklad syntézní reakce
Syntetická reakce

Příklad Williamsonovy syntézy

Syntéza ethylmethyletheru

Williamsonův proces syntézy je nejlepší metodou syntézy ethylmethyletheru (CH3-O- CH2CH3). Tato reakce probíhá přes SN2 cesta. K získání ethylmethyletheru jako syntetizovaného produktu se používá methoxid sodný (CH3ONa) a ethylchlorid (C2H5Cl) vzájemně reaguje. Methoxid sodný působí jako nukleofil a napadá elektrofilní centrum ethylchloridu, aby eliminoval odcházející skupinu (Cl-). Ethylmethylether se získá jako Williamsonův syntetizovaný produkt.

obrázek 93
Syntéza ethylmethyletheru

 

Syntéza anisolu

Tento éter může být také syntetizován Williamsonovou etherovou syntézou. K získání anisolu, fenoxidu sodného (C5H5ONa) bude reagovat s methyljodidem (CH3I) a fenoxid sodný (nukleofil) napadá elektrofilní centrum methyljodidu. Jodid (I-) bude eliminován, protože jde o dobrou odcházející skupinu a vytvoří se anisol.

Anisol
Syntéza anisolu

Chcete-li vědět více, zkontrolujte: 12+ Příklady exotermických reakcí: Podrobné vysvětlení

Syntéza 2-ethoxynaftalenu

K provedení této reakce by měla být hydroxylová skupina vložena do polohy 2 naftalenové skupiny a reagovat s bromethanem. Reakční médium by mělo být základem. Používá se tedy hydrid sodný (NaH). Nukleofilní atom kyslíku OH skupiny v naftalenu napadá CH2 centrum CH3CH2Br a Br- je eliminována jako odcházející skupina.

obrázek 92
Syntéza 2-ethoxynaftalenu

Syntéza fenylpropyletheru

Pro syntézu fenylpropyletheru jsou vybrány reaktanty fenol, kovový sodík a n-propylbromid. Rozpouštědlo, které se používá v této syntézní reakci, je polární aprotické rozpouštědlo. Prvním krokem je reakce fenolu se sodíkem za vzniku fenoxidu sodného (aktivní nukleofil). Tento nukleofil reaguje s n-propylbromidem (elektrofilem) za vzniku fenylpropyletheru po odstranění bromidového iontu.

obrázek 91
Syntéza fenylpropyletheru

 Chcete-li vědět více, postupujte takto: 11+ Příklad reakce prvního řádu: Podrobné vysvětlení

Syntéza benzyl-terc-butyletheru

Pro tvorbu benzyl-terc-butyletheru se sleduje Williamova syntéza. Jako reakční složky se použije terc-butoxid sodný a benzylbromid. Ó- iont z terc-butoxidu sodného napadá elektronově deficitní centrum benzylbromidu Br- se odstraní jako odstupující skupina za vzniku požadovaného produktu.

obrázek 90
Syntéza benzyl-terc-butyletheru

Syntéza terc-butylmethyletheru

Tento proces syntézy je téměř podobný syntéze benzyl-terc-butyletheru. Jedna z reaktantů je také stejná, terc-butoxid sodný a další reaktant je methylbromid (CH3Br). Terciární terc-butoxid sodný reaguje jako nukleofil a napadá methyl uhlíkové centrum, aby se odstranil bromidový iont.

obrázek 89
Syntéza t-butylmethyletheru

Chcete-li vědět více, projděte si: 10+ typů prvků kovalentní vazby: Podrobné poznatky a fakta

Syntéza ethoxybenzenu

V tomto procesu syntézy ethoxybenzenu se postupuje podle Williamsonova procesu syntézy. Ethoxid sodný reaguje s fenylbromidem za vzniku ethoxybenzenu. Ó- atakuje elektrofilní centrum fenylbromidu a získá se ethoxybenzen.

obrázek 88
Syntéza ethoxybenzenu

Syntéza cyklopentylmethyletheru

Při této Williamsonově syntéze etheru spolu reagují cyklopentanol a methylbromid v zásaditém prostředí. V přítomnosti báze je vodík ve vazbě OH eliminován a O- atakuje methylbromid za vzniku cyklopentylmethyletheru.

obrázek 87
Syntéza cyklopentylmethyletheru

Příklad vyvážené syntézy

Syntéza vody

Vodík a kyslík – tyto dva plyny jsou dva hlavní reaktanty této syntézy. Molekula vody, která se tvoří, je také v plynném stavu. Dvě molekuly vodíku reagují s jednou molekulou kyslíku za vzniku molekuly vody. Disociace vody probíhá průchodem elektrického proudu vodou.

 2H2 +O2 = 2H2O

Výsledky elektrolýzy vody -

  • Redukce na katodě: 2H+ (aq) +2e- = H2 (G)
  • Oxidace na anodě: 2H2O = O2 (g) + 4H+ (aq) + 4e-
  • Čistá vyvážená rovnice: 2H2O = 2H2 + O.2

Syntéza oxidu uhličitého

Oxid uhličitý se syntetizuje během různého procesu rozkladu různých materiálů a fermentací cukrů. Může být vyroben procesem spalování dřeva nebo jiných organických materiálů. Dalším postupem je reakce uhličitanů kovů se zředěnou kyselinou za vzniku vody. Například oxid uhličitý může být syntetizován pomocí reakce mezi uhličitanem sodným se zředěnou HCl.

Syntéza amoniaku

Haber-Boschův proces je nejznámějším procesem syntézy amoniaku. Vysoký tlak a vysoká teplota jsou dvě nejdůležitější hnací síly výroby amoniaku. Jde o exotermický proces (del H= -91.8 KJ/mol). Amoniak je široce používán jako hnojivo.

N2(g) + 3H2 (g) = 2NH3

Chcete-li vědět více, zkontrolujte: Redukce disulfidů: Jak, co, metody a několik faktů

Syntéza oxidu hlinitého

Hydroxid hlinitý je hlavní reaktant pro tvorbu oxidu hlinitého. Pevný Al(OH)3 se rozloží přes 11000C a tvoří oxid hlinitý (Al2O3). Kromě toho se hliník oxiduje v přítomnosti kyslíku za vzniku oxidu hlinitého.

2 Al (OH)3 = (Al2O3+ 3H2O

4Al (s) + 32 (g) = 2 AI2O3

Syntéza sulfidu železitého

Železo po reakci se sírou tvoří za přítomnosti tepelné energie sulfid železa (pyrhotit). Sulfid železa (FeS) má zcela odlišné fyzikální a chemické vlastnosti s ohledem na dvě reakční složky, železo a síra. Poměr železa se sírou je 1:1. Stejné množství železa reaguje se stejným množstvím síry za vzniku sulfidu železa.

Fe + S = FeS

Syntéza chloridu draselného

Chlorid draselný je v podstatě iontová sůl. Může být syntetizován reakčními bázemi draslíku, jako je hydroxid draselný (KOH) se silnou kyselinou, kyselina chlorovodíková. Při této syntézní reakci je silná kyselina (HCl) zcela neutralizována silnou bází (KOH). Spolu s KCl se vyrábí také voda.

KOH (aq) + HCl (aq) = KCl (s) + H2O (liq)

Tvorba rzi

Rez je červenohnědý oxid železa, který vzniká reakcí železa s kyslíkem. Voda nebo vzduch se účastní této syntézní reakce jako katalyzátor. Chemický vzorec rzi je Fe2O3.Nh2O a hydroxid železitý (FeO (OH), Fe (OH)3).

  • Fe (OH)2 = FeO + H2O
  • Fe (OH)3 = FeO(OH) + H2O
  • 2FeO(OH) = Fe2O3 +H2O

Syntéza uhličitanu vápenatého

Při této syntéze reagují oxid vápenatý (CaO) a oxid uhličitý za vzniku uhličitanu vápenatého. V prvním kroku se reakcí oxidu vápenatého s vodou připraví hydroxid vápenatý. Poté Ca(OH)2 se nechá reagovat s oxidem uhličitým a jako produkt se získá uhličitan vápenatý.

  • CaO + H2O = Ca(OH)2
  • Ca (OH)2 + CO2 = CaCO3 +H2O

Syntéza oxidu zinečnatého

Vysoká teplota je jednou z nejdůležitějších hnacích sil. Páry zinku reagují se vzduchem (kyslíkem) při 9100 C. Jde především o oxidační proces a vzniká ZnO.

Příklad syntézy peptidů

Syntéza dipeptidu (Gly-ala)

Při syntéze dipeptidu je třeba dodržet následující kroky:

  • Nejprve by měla být alfa aminoskupina glycinu blokována terc-butyloxykarbonylchloridem.
  • Po poskytnutí ochrany alfa aminokyselina glycinu, bude alanin reagovat s dříve vytvořenou sloučeninou.
  • Potom se terc-butyloxykarbonylchloridová skupina eliminuje reakcí se zředěnou kyselinou a jako konečný produkt se získá dipeptid (ala-gly).
obrázek 86
Syntéza Gly-Ala

Syntéza peptidů na pevné fázi

Tento postup syntézy je známý jako Merrifieldova syntéza objevená vědcem R. Brucem Merrifieldem. V tomto postupu syntézy peptidu se pro deprotekci nepoužívá homogenní roztok. Tato deprotekce se provádí na povrchu nerozpustného polymeru nebo jakéhokoli pevného nosiče.

Karboxylový terminál aminokyselina je kovalentně spojen s Merrifieldovou pryskyřicí a délka peptidového řetězce se zvyšuje. Činidla se používají k odstranění pryskyřice s rozpustnými vedlejšími produkty z peptidového řetězce a na konci se získá požadovaný peptidový řetězec.

Syntéza peptidů na pevné fázi
Syntéza peptidů na pevné fázi.
Kredit: Wikimedia Commons.

Také čtení: