9. Organische reactiviteit – Reactiviteit van de carbonylgroep
1. Reactie met nucleofielen: additie van alcoholen en amines
Inleiding
Sterke polarisatie carbonyl (-CO-) ⇒ koolstof voldoende elektronenarm om doelwit te zijn
van nucleofiele reagentia (alcoholen & amines)
Additie van water
In waterig milieu: hydratatie aldehyden en ketonen
o ⇒ additiereactie met water
o ⇒ vorming geminaal/gem-diol (zijn weinig stabiel ontbinden als je water
verwijdert)
= inplanten van 2 hydroxylfuncties op hetzelfde C-atoom
Vicinaal
= inplanting gebeurt op naburige C-atomen
Formaldehyde
Aldehyden K-waarden dalen door afzwakkende pos polarisatie ifv het aantal
Ketonen elektronenduwende (+I) substituenten
Algemeen:
H-OH + R-CO-R (keton) ↔ R-C-(OH)2-R
H-OH + R-CO-H (aldehyde) ↔ R-C-(OH)2-H
Verwijdering water: ontbinding van gem-diol tot oorspronkelijk aldehyde/keton
1
, Reactiemechanisme wateradditie in zurig milieu:
Additie van water kan op zich ook MAAR de evenwichtsinstelling gebeurt sneller in
zuur/basisch waterig midden dan in neutraal milieu
STAP 1: Zure katalyse = Voorafgaande binding met H+
o Daardoor ontstaat een sterk gepolariseerde carbonylverbinding
o Hierdoor verhoogt de nucleofiliciteit
STAP 2: Nucleofiele aanval van water gaat gepaard met kleinere activeringsenergie
& gaat nu sneller
o + H2O
STAP 3: Verwijdering katalyserend proton
o - H+
o vormen van een gem-diol
Reactiemechanisme hydroxyladditie in basisch milieu:
STAP 1: basische katalyse = Voorafgaande binding (als reagens) met OH-
o Daardoor ontstaat een alcoholaat anion (heel sterke base)
STAP 2:
o Die onttrekt een H+ van een watermolecule
o Hierdoor komt dan een OH- vrij (katalyse)
OH- als reagens gebruikt maar er wordt ook één gevormd: dus NETTO = 0!
2
1. Reactie met nucleofielen: additie van alcoholen en amines
Inleiding
Sterke polarisatie carbonyl (-CO-) ⇒ koolstof voldoende elektronenarm om doelwit te zijn
van nucleofiele reagentia (alcoholen & amines)
Additie van water
In waterig milieu: hydratatie aldehyden en ketonen
o ⇒ additiereactie met water
o ⇒ vorming geminaal/gem-diol (zijn weinig stabiel ontbinden als je water
verwijdert)
= inplanten van 2 hydroxylfuncties op hetzelfde C-atoom
Vicinaal
= inplanting gebeurt op naburige C-atomen
Formaldehyde
Aldehyden K-waarden dalen door afzwakkende pos polarisatie ifv het aantal
Ketonen elektronenduwende (+I) substituenten
Algemeen:
H-OH + R-CO-R (keton) ↔ R-C-(OH)2-R
H-OH + R-CO-H (aldehyde) ↔ R-C-(OH)2-H
Verwijdering water: ontbinding van gem-diol tot oorspronkelijk aldehyde/keton
1
, Reactiemechanisme wateradditie in zurig milieu:
Additie van water kan op zich ook MAAR de evenwichtsinstelling gebeurt sneller in
zuur/basisch waterig midden dan in neutraal milieu
STAP 1: Zure katalyse = Voorafgaande binding met H+
o Daardoor ontstaat een sterk gepolariseerde carbonylverbinding
o Hierdoor verhoogt de nucleofiliciteit
STAP 2: Nucleofiele aanval van water gaat gepaard met kleinere activeringsenergie
& gaat nu sneller
o + H2O
STAP 3: Verwijdering katalyserend proton
o - H+
o vormen van een gem-diol
Reactiemechanisme hydroxyladditie in basisch milieu:
STAP 1: basische katalyse = Voorafgaande binding (als reagens) met OH-
o Daardoor ontstaat een alcoholaat anion (heel sterke base)
STAP 2:
o Die onttrekt een H+ van een watermolecule
o Hierdoor komt dan een OH- vrij (katalyse)
OH- als reagens gebruikt maar er wordt ook één gevormd: dus NETTO = 0!
2
