Chemia organiczna

Jacek Młynarski

Zakład Chemii Organicznej

hormony

testosteron

estradiol

Hormon (od gr.

ὁρμάω hormao - rzucam się naprzód, pędzę) – związek chemiczny, który jest

wydzielany przez

gruczoły lub tkanki układu hormonalnego. Funkcją hormonu jest regulacja czynności i

modyfikacja cech strukturalnych tkanek

leżących w pobliżu miejsca jego wydzielania lub oddalonych, do

których dociera poprzez krew. Istnieją także takie hormony, które wywierają wpływ na funkcjonowanie
wszystkich tkanek organizmu.

alkany

C

n

H

2n+2

cykloalkany

C

n

H

2n

struktury homologiczne różnią się grupą 

-CH

2

-

cyklopropan

alkany

C

n

H

2n+2

cykloalkany

C

n

H

2n

cyklobutan

cyklopentan

cykloheksan

cykloheptan

cyklooktan

cykloalkany – nazewnictwo

CH

3

CHCH

3

Cl

Cl

CH

3

CH

2

CH

3

CH

2

CH

2

CH

2

CH

2

CH

3

izopropylocykoheksan

chloro

cyklopentan

4-

chloro

-2-etylo-

1-metylocykloheksan

1-cyklobutylopentan

1,3-dicykloheksylopropan

1,1’-(propano-1,3-diylo)biscykloheksan

stereoizomery

cis - trans

izomery

stereoizomery

izomery 

konfiguracyjne

izomery 

konformacyjne

izomery 

strukturalne

(konstytucyjne)

stereoizomery

cis - trans

cis

-1,2-dimetylocyklopentan

trans

-1,2-dimetylocyklopentan

izomery

stereoizomery

izomery 

konfiguracyjne

izomery 

konformacyjne

izomery 

strukturalne

(konstytucyjne)

analiza konformacyjna

Sir Derek H. R. Barton (1918-1998) i Odd Hassell (1897-1981) 

Nagroda Nobla w 1969 “for developing and applying the principles of conformation 

in chemistry”

etan – rotacja wokół wiązań

możliwy obrót

rotacja

etan – rotacja wokół wiązań

możliwy obrót

rotacja

projekcja Newmana

bliższe wiązanie C-H

dalsze wiązanie C-H

dalszy atom C

bliższy

atom C

konformacja

naprzemianległa

konformacja

naprzeciwległa

etan – analiza konformacyjna

en

erg

ia

 kJ

mol

-1

konformacja

naprzemianległa

konformacja

naprzeciwległa

odpychanie

zapełnionych orbitali

oddziaływanie

stabilizujące

etan – analiza konformacyjna

energia potencjalna układu

propan – analiza konformacyjna

konformacja

naprzeciwległa

konformacja

naprzemianległa

konformer

butan – analiza konformacyjna

konformacja

naprzemianległa

konformacja

naprzemianległa

konformacja

naprzemianległa

konformacja

synperiplanarna

konformacja

synklinalna

konformacja

antyklinalna

konformacja

antyperiplanarna

konformacja

antyklinalna

konformacja

synklinalna

energia 

kJ

mol

-1

butan – analiza konformacyjna

synperiplanarna

synperiplanarna

synklinalna

gauche

synklinalna

gauche

antyperiplanarna

antyklinalna

antyklinalna

konformer

(CH

2

)

n

kąt 

wewnętrzny

109.5-

a

naprężenia kątowe

ciepło spalania

zapis reakcji chemicznych

CH

4

+ 2 O

2

CO

2

+ 2 H

2

O    

D

H° = –803 kJ mol

–1

cykloalkan (CH

2

)

n

n

ciepło spalania

kJ mol

–1

ciepło spalania na

grupę CH

2

kJ mol

–1

(kcal mol

–1

)

napięcie pierścienia

kJ mol

–1

(kcal mol

–1

)

cyklopropan

3

2091

697.0

(166.59)

115 (27.49)

cyklobutan

4

2744

686.0

(163.96)

109 (26.05)

cyklopentan

5

3320

664.0

(158.70)

27

(6.45)

cykloheksan

6

3952

658.7

(157.43)

0

(0)

cykloheptan

7

4637

662.4

(158.32)

27

(6.45)

cyklooktan

8

5310

663.8

(158.65)

42

(10.04)

cyklononan

9

5981

664.6

(158.84)

54

(12.91)

cyklodekan

10

6636

663.6

(158.60)

50

(11.95)

(CH

2

)

n

+ 3n/2 O

2

n CO

2

+ n H

2

O

+ ciepło

mniej energii

przy spalaniu

więcej energii

przy spalaniu

pierścień

bez napięć

ciepło spalania
naprężenia kątowe dla płaskich pierścieni

ilość atomów węgla

ciepło spalania

na grupę CH

2

naprężenia kątowe
na

grupę CH

2

cyklopropan

C

C

C

H H

H

H

H

H

wiązania

zgięte

cyklobutan i cyklopentan

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

cykloheksan

cykloheksan

energia 

kJ

m

ol

-1

cykloheksan

krzesło A

krzesło B

łódź

skręcona łódź

półkrzesło

atomy/podstawniki aksjalne i ekwatorialne

nad ‘płaszczyzną’

pierścienia

pod ‘płaszczyzną’

pierścienia

ekwatorialne

aksjalne

aksjalne

atomy/podstawniki aksjalne i ekwatorialne

niższa energia konformerów z podstawnikami ekwatorialnymi

nad ‘płaszczyzną’

pierścienia

pod ‘płaszczyzną’

pierścienia

oddziaływania 

1,3-dwuaksjalne

wiązania w układzie 

synklinalnym

wiązania w układzie 

antyperiplanarnym

równowaga

stężenie konformeru

ekwatorialnego

stężenie konformeru

aksjalnego

ta konformacja

ma niższą energię

50% udziału

95% udziału

oddziaływania 1,3-diaksjalne

cis-1,3

trans-1,3

naprężenie jednego 

oddziaływania: 3.8 kJ/mol

naprężenie jednego 

oddziaływania: 11.4 kJ/mol

równowaga

oddziaływania 1,3-diaksjalne

podstawnik

mniejszy

większy

grupa tert-butylowa

zajmuje położenie ekwatorialne

konformer skręconej łodzi

duże podstawniki w pozycjach

pseudoekwatorialnych

różnice w reaktywności aksjalnie i ekwatorialnie 

podstawionych pierścieni

reakcja przebiega 31 razy szybciej niż 

z ekwatorialnie ułożoną grupą odchodzącą

więcej na wykładzie dotyczącym substytucji nukleofilowej

nukleofil

ekwatorialnie ułożony

nowy podstawnik

kotwica konformacyjna

chlorek p-toluenosulfonowy (TsCl)

dekalina

steroidy

cholestanol

kaprostanol

bicyklo[4.4.0]dekan

konformacja vs. konfiguracja

izomery

stereoizomery

izomery 

konfiguracyjne

izomery 

konformacyjne

izomery 

strukturalne

(konstytucyjne)

konformacja:

konfiguracja: