F8. Koolwaterstoffen en nucleofiele subs4tu4e
Deel A
- Reac&viteit van 3 types koolwaterstoffen: alkanen, alkenen en alkynen
Alkanen (-)
- beva9en uitsluitend CH en CC σ-bindingen
- sterke covalente bindingen
- apolair
- zwakke reac&viteit van verzadigde koolwaterstoffen (‘paraffinen’) die nooit polaire reac&es zullen
aangaan
- enkele reac&es mogelijk: radicalair, berusten op homoly&sche bindingssplitsing
- deze reac&es zijn aspecifiek: gebeuren niet op 1 welbepaalde plaats, sommige plaatsen reac&ever
dan andere
- doel van experiment: H-atoom in alkaan subs&tueren door een halogeenatoom (hier Br) volgens
homoly&sch reac&emechanisme
Alkenen (=) en alkynen (≡)
- 1 of meer π-bindingen
- hoge elektronendichtheid ter hoogte van meervoudige C-C binding
- grotere polariseerbaarheid van de π-elektronen
- π-bindingen gevoelig voor aanval van elektrofiele reagen&a (π-bindingen ondergaan ook →
radicalaire reac&es: hydrogenering met waterstofgas onder metaalkatalyse)
- via heteroly&sche mechanismen essen&eel elektrofiele addi&es
- plaats vd reac&e is hier welbepaald, dubbele en drievoudige bindingen beschouwbaar als
func&onele groepen
- doel van experiment: aanwezigheid van meervoudige binding aan te tonen in cyclohexeen en van
meervoudige bindingen in acetyleen adhv analy&sch kenmerk (reac;e uniek voor bepaalde stof of
func;onele groep die toelaat snel aan/afwezigheid van stof of func;onele groep te beves;gen)
Deel B
- verbinding bekijken die een hetero-atoom bevat
- hetero-atoom maakt deel uit van func&onele groep
- biedt mogelijkheid welbepaalde reac&es uit te voeren, waarbij reac&eve plaats duidelijk bepaald is
en het mechanisme heteroly&sch is
- doel van experiment: halogeenalkaan bereiden uit alcohol, via subs&tu&e wordt alcoholgroep
vervangen door halogeenatoom
,Bromering van petroleumether
(a) Geef de naam van het reac&emechanisme dat deze reac&e volgt.
Radicalaire subs;tu;e
(b) Bij de extrac&e na de bromeringsreac&e laat de experimentator zien hoe hij de waterfase
decanteert. Leg uit waarom water en het reac&emengsel twee verschillende fasen vormen.
Verschillende fasen door verschil in polariteit
Organische fase en waterfasen hebben een verschillende dichtheid
Meestal organische fase boven en waterfase onder; behalve als er effec;eve halogenering heeH
plaatsgevonden; hetero-atomen verhogen dichtheid
Reac;e is radicalair -> polysubs;tu;e mogelijk -> ≠ reac;eproducten
(c) Tot welke klassa van verbindingen behoort petroleumether?
Alifa;sche koolwaterstoffen, alkanen
, Aantonen π-binding in cyclohexeen
(a) Bij bromering van petroleumether werd een oplossing van dibroom in dichloormethaan gebruikt.
Waarom kozen we bij de bromering van cyclohexeen voor waterige dibroomoplossing?
Het eerste is een elektrofiele addi;e, dat gebeurt het best in een polair solvent waardoor we een
waterige dibroomoplossing gebruiken. Het tweede is een radicalaire subs;tu;e en dat gebeurt het
best in een apolaire omgeving waardoor we hier CH2Cl2 gebruiken ipv water.
(b) Het kaliumpermanganaat geeV met cyclohexeen een posi&ef resultaat dat verschillend is voor
permanganaat met of zonder zuur. Wat neem je in beide gevallen waar? Leg aan de hand van de
halfreac&e voor permanganaat het verschil in die waarneming uit.
Zonder zuur:
Met zuur:
(c) Equilibreer de reac&evergelijking voor de reac&e van cyclohexeen met kaliumpermanganaat met en
zonder toegevoegd zuur. Geef telkens beide halfreac&es en de globale reac&evergelijking.
Zonder zuur:
Met zuur:
Reac;e met cyclohexeen:
Deel A
- Reac&viteit van 3 types koolwaterstoffen: alkanen, alkenen en alkynen
Alkanen (-)
- beva9en uitsluitend CH en CC σ-bindingen
- sterke covalente bindingen
- apolair
- zwakke reac&viteit van verzadigde koolwaterstoffen (‘paraffinen’) die nooit polaire reac&es zullen
aangaan
- enkele reac&es mogelijk: radicalair, berusten op homoly&sche bindingssplitsing
- deze reac&es zijn aspecifiek: gebeuren niet op 1 welbepaalde plaats, sommige plaatsen reac&ever
dan andere
- doel van experiment: H-atoom in alkaan subs&tueren door een halogeenatoom (hier Br) volgens
homoly&sch reac&emechanisme
Alkenen (=) en alkynen (≡)
- 1 of meer π-bindingen
- hoge elektronendichtheid ter hoogte van meervoudige C-C binding
- grotere polariseerbaarheid van de π-elektronen
- π-bindingen gevoelig voor aanval van elektrofiele reagen&a (π-bindingen ondergaan ook →
radicalaire reac&es: hydrogenering met waterstofgas onder metaalkatalyse)
- via heteroly&sche mechanismen essen&eel elektrofiele addi&es
- plaats vd reac&e is hier welbepaald, dubbele en drievoudige bindingen beschouwbaar als
func&onele groepen
- doel van experiment: aanwezigheid van meervoudige binding aan te tonen in cyclohexeen en van
meervoudige bindingen in acetyleen adhv analy&sch kenmerk (reac;e uniek voor bepaalde stof of
func;onele groep die toelaat snel aan/afwezigheid van stof of func;onele groep te beves;gen)
Deel B
- verbinding bekijken die een hetero-atoom bevat
- hetero-atoom maakt deel uit van func&onele groep
- biedt mogelijkheid welbepaalde reac&es uit te voeren, waarbij reac&eve plaats duidelijk bepaald is
en het mechanisme heteroly&sch is
- doel van experiment: halogeenalkaan bereiden uit alcohol, via subs&tu&e wordt alcoholgroep
vervangen door halogeenatoom
,Bromering van petroleumether
(a) Geef de naam van het reac&emechanisme dat deze reac&e volgt.
Radicalaire subs;tu;e
(b) Bij de extrac&e na de bromeringsreac&e laat de experimentator zien hoe hij de waterfase
decanteert. Leg uit waarom water en het reac&emengsel twee verschillende fasen vormen.
Verschillende fasen door verschil in polariteit
Organische fase en waterfasen hebben een verschillende dichtheid
Meestal organische fase boven en waterfase onder; behalve als er effec;eve halogenering heeH
plaatsgevonden; hetero-atomen verhogen dichtheid
Reac;e is radicalair -> polysubs;tu;e mogelijk -> ≠ reac;eproducten
(c) Tot welke klassa van verbindingen behoort petroleumether?
Alifa;sche koolwaterstoffen, alkanen
, Aantonen π-binding in cyclohexeen
(a) Bij bromering van petroleumether werd een oplossing van dibroom in dichloormethaan gebruikt.
Waarom kozen we bij de bromering van cyclohexeen voor waterige dibroomoplossing?
Het eerste is een elektrofiele addi;e, dat gebeurt het best in een polair solvent waardoor we een
waterige dibroomoplossing gebruiken. Het tweede is een radicalaire subs;tu;e en dat gebeurt het
best in een apolaire omgeving waardoor we hier CH2Cl2 gebruiken ipv water.
(b) Het kaliumpermanganaat geeV met cyclohexeen een posi&ef resultaat dat verschillend is voor
permanganaat met of zonder zuur. Wat neem je in beide gevallen waar? Leg aan de hand van de
halfreac&e voor permanganaat het verschil in die waarneming uit.
Zonder zuur:
Met zuur:
(c) Equilibreer de reac&evergelijking voor de reac&e van cyclohexeen met kaliumpermanganaat met en
zonder toegevoegd zuur. Geef telkens beide halfreac&es en de globale reac&evergelijking.
Zonder zuur:
Met zuur:
Reac;e met cyclohexeen:
