Nationale Scheikundeolympiade

In het geval van een diatomisch molecuul toont het diagram de energieverschillen tussen de AO's aan weerszijden en de MO's daartussenin. De gemeenschappelijke scheiding van de OT wordt belangrijker naarmate de energieniveaus van de AO's dichter bij elkaar liggen.

Aromatische verbindingen en aromaticiteit

Later toonde spectroscopisch bewijs aan dat alle bindingslengtes gelijk waren met een lengte tussen die van een enkele en dubbele binding (1,39 Å). Omdat een plat systeem geen extra stabiliteit biedt, heeft het de vorm van een badkuip.

Coördinatieverbindingen

Het metaalion speelt de rol van een Lewis-zuur en de liganden spelen de rol van een Lewis-base. Dit komt door de relatieve grootte van de liganden en de positieve lading van het metaalion.

Kristalveldtheorie

In het tetraëdrische complex zijn de drie t-orbitalen meer op de liganden gericht dan de twee e-orbitalen. Bijgevolg hebben de t-orbitalen in het tetraëdrische complex een hogere energie dan de e-orbitalen (Figuur 3b).

Overige onderwerpen

Kern van de theorie

Zachte basen hebben een hogere energie HOMO dan harde basen, zachte zuren hebben een lagere energie LUMO dan harde zuren. Hoog en laag zijn hier relatief binnen de zuren en binnen de basen: de HOMO van een zachte base is nog steeds lager in energie dan de LUMO van het zachte zuur.

Analyse

Infrarood Spectrometrie (IR, vibratiespectroscopie) Inleiding

Het golfgetal  (in cm−1) wordt normaal gesproken gebruikt als maatstaf voor de energie van de straling, waarbij de schaal lineair in golfgetal wordt gekozen (de schaal is dus ook lineair in frequentie). We hebben al gezegd dat de verschillende absorptiebanden in het IR-spectrum van een molecuul overeenkomen met overgangen van de grondtoestand naar de eerste aangeslagen toestand van normale trillingen; onafhankelijke trillingsbewegingen waaraan alle atomen in het molecuul deelnemen.

NMR-Spectrometrie (kernspinresonantie) Inleiding

Ethanol heeft drie verschillende soorten protonen: die van de CH3-, de CH2- en de OH-groep. De intensiteit van de signalen geeft aan hoeveel protonen van elk soort (equivalente protonen) er zijn.

Organische chemie

Terpenen

Suikers

Dit geeft een asymmetrisch molecuul met vijf koolstofatomen in de ring en één koolstofatoom daarbuiten. Glucose wordt in de dunne darm opgenomen en via de poortader naar de lever getransporteerd.

Stereochemie

Hieronder worden een aantal effecten kort beschreven en wordt één voorbeeld gegeven waarbij de groepen de reactiviteit van het molecuul bepalen. Wanneer een groep nabij een reactief centrum een ​​hogere elektronegativiteit heeft dan het koolstofatoom waaraan deze is bevestigd, zal deze groep de elektronendichtheid wegtrekken van het centrum. Als de elektronegativiteit van de groep echter kleiner is dan die van het koolstofatoom waaraan deze is bevestigd, zal de groep de elektronendichtheid aan het centrum doneren.

Wanneer er mogelijkheid is tot het tekenen van meerdere resonantiestructuren waarbij het reactief centrum betrokken is dan kan dat de reactiviteit of aard van het centrum veranderen. Wanneer deze ver weg zit van het atoom en makkelijk kan vervormen (zacht(e) Lewis-base/zuur) dan zal een atoom een betere nucleofiele groep zijn dan een atoom waarbij de elektronenwolk dicht bij het atoom zit en moeilijk kan vervormen (hard(e) Lewis-base/zuur).

Reactieve intermediairen

De reden dat deze deeltjes onstabiel zijn, heeft te maken met het feit dat ze een hoge energie hebben die koste wat kost lager moet worden gemaakt. Dit kan te wijten zijn aan het hebben van een lading, een binding met veel 'spanning', het herwinnen van aromaatiteit na een reactie, of het hebben van vrije elektronen op een atoom dat het niet goed kan stabiliseren. Dit kan op twee manieren worden gedaan met alleen organische moleculen: door een gemakkelijk verwijderbare groep zoals N=N te introduceren.

Voor de internationale ronde zal men alleen vragen kunnen stellen over de producten van een reactie en niet over het mechanisme. Hier reageert een dubbele binding met een perzuur om een ​​cyclische ether (een epoxide) te vormen.

Naamreacties Aldol reactie

De Bartoli-reactie is de reactie tussen een ortho-gesubstitueerd nitrobenzeen en een vinyl-Grignard-reagens. De Clemmensen-reductie is de reductie van een aldehyde of een keton met zinkamalgaam en zoutzuur tot respectievelijk een methyl- (CH3) of een methyleengroep (CH2). De Cope-omlegging is de synchrone conversie (het gebeurt in 1 stap) van een 1,5-dieen naar een isomeer 1,5-dieen.

Fischer-estervorming is de vorming van een carbonzuurester door reactie van een carbonzuur en een alcohol, gekatalyseerd door een zuur. De Grignard-reactie is de synthese van een alcohol door een aldehyde of keton te laten reageren met een organomagnesiumreagens (Grignard-reagens). De reactie vindt gewoonlijk plaats in aanwezigheid van een dehydraterend reagens (zoals MgSO4, moleculaire zeven, TiCl4) om de reactie te voltooien.

Een voorbeeld van een antarafaciale [1,7] waterstofverschuiving wordt gevonden bij de omzetting van lumisterol in vitamine D.

Behandeling van het alkeen met broom produceert een broomion dat een terugaanval ondergaat. Het kan dan worden aangevallen door een aromatische ring, resulterend in elektrofiele aromatische substitutie van H door Br. Bij deze reactie valt het niet-bindende elektronenpaar op stikstof Br aan; dit leidt tot herstructureringen.

Aanval van carbonyl-C door water leidt tot verlies van CO2, waarbij het vrije amine wordt gevormd.

Als de temperatuur laag gehouden wordt, kan DIBAL een ester tot een aldehyde reduceren zonder opeenvolgende reductie tot een alcohol. De eerste stap is de vorming van een ozonide door alkeen te behandelen met O3 (zie Ozonolyse). In de tweede stap wordt het ozonide behandeld met DMS waardoor het ozonide gereduceerd wordt en dimethylsulfoxide (DMSO) gevormd.

Waarvoor: IJzermetaal (Fe) reduceert een nitrogroep tot een aminogroep in aanwezigheid van een sterk zuur zoals HCl.

H+ is een veel gebruikte notatie voor een algemeen zuur waarbij het negatieve tegenion (tribune-ion) geen rol speelt en geen water aanwezig is. Veel reacties vormen anionen, in het bijzonder met O en zure opwerking zorgt voor protonering van zo’n anion zodat een neutrale verbinding verkregen wordt. In het algemeen wordt waterhoudend zuur gebruikt voor veel hydrolysereacties en bij reacties waarvoor zure opwerking nodig is.

Toevoeging van 1 equivalent HBr levert vinylbromide (broomalkeen); toevoeging van een tweede equivalent geeft een naburig dibromide.

Dit is de basis van de oxidatieve behandeling bij de ozonolysereactie, waarbij een aldehyde reageert met verdund H2O2 (let op: toevoeging van een base zoals NaOH versnelt deze reactie). Protonering van een alcohol geeft het geconjugeerde zuur (oxoniumion), dat een veel betere LG (H2O) heeft dan alcohol HO-). Het resonantie-gestabiliseerde anion HSO4 is een slechte nucleofiel en heeft niet de neiging om bij te dragen aan de carbokation (in tegenstelling tot bijvoorbeeld HBr en HCl).

Zoals bij veel door carbokation gemedieerde reacties, kunnen herschikkingen naar een stabieler carbokation plaatsvinden via een hydride- of alkylverschuiving (Wagner-Meerwein-verschuiving). Een echt reagens voor de selectieve verwijdering van een proton uit de minst gehinderde koolstof naast de ketogroep.

Lithiumaluminiumhydride is een zeer krachtig reductiemiddel dat kan reageren met een breed scala aan karakteristieke groepen. Over het algemeen is het niet mogelijk om reacties van LiAlH4 zo te beheersen dat ze halverwege stoppen; de reactie met ester verloopt bijvoorbeeld onder vorming van alcohol. Ten tweede: de reactie met ketonen om esters te vormen in de Baeyer-Villiger-reactie.

Een voordeel van het gebruik van NaH is dat het bijproduct H2 is, een gas dat de verdere reactie niet verstoort. Het voordeel van NaH (en KH) is dat het geconjugeerde zuur een gas (H2) is dat uit het reactievat wegborrelt en de reactie niet verder verstoort.

Waarvoor: Hydroxide-ion (vaak genoteerd als NaOH of KOH) is een sterke base en goed. Het is onmogelijk alle toepassingen ervan te noemen, maar een paar cruciale reacties worden hier benadrukt. Kan ook als nucleofiel optreden in SN2-reacties, vooral als het een primair alkylhalide betreft.

Niet echt een reagens op zichzelf, maar zo dikwijls gebruikt dat het een eigen lemma verdient.

OH hydroxylamine

In aanwezigheid van waterstofgas (H2) zet het alkenen en alkynen om in alkanen door syn-toevoeging van waterstof. Vergelijk: Lindlar-katalysator, palladium (Pd), platina (Pt), platina op koolstof (Pt/C), nikkel (Ni), ruthenium op koolstof (Ru/C), rhodium op koolstof (Rh/C). Wat: Lindlar's katalysator is een vergiftigd palladiummetaal dat gedeeltelijke hydrogenering van alkynen veroorzaakt in aanwezigheid van waterstofgas (H2).

Behalve zijn geringere activiteit vergeleken met niet-vergiftigde metaalkatalysatoren, gedraagt Lindlar’s katalysator zich als de andere heterogene metaalkatalysatoren zoals Pd/C, Pt, Ni, etc.

Losse eindjes

R1MgX of R1Li Keton naar tertiair alcohol R1MgX of R1Li Zuurhalide naar tertiaire alcohol R1MgX of R1Li.

Beschermgroepen

De grote thermodynamische affiniteit van silicium tot fluoride is echter een voordeel omdat de gebruikelijke deprotectiegroep (tetrabutylammoniumfluoride, TBAF) compatibel is met verscheidene functionele groepen. Een uitstekende methode voor de afsplitsing van benzylethers, esters en carbamaten is hydrogenering in aanwezigheid van een overgangsmetaalkatalysator. Deze methode verloopt heel gladjes en is compatibel met functionele groepen die geen alkeen-, alkyn- of nitrogroepen bevatten.

Het mechanisme hiervan wordt niet getoond omdat redoxchemie dit jaar geen deel uitmaakt van de IChO. De allylgroep wordt gebruikt om een ​​alcohol (als allylether en allylcarbonaat), een carbonzuur (als allylester) en een amine (als allylcarbamaat) te beschermen.

Diverse andere reagentia DMAP

Dit maakt DCC zeer geschikt voor het koppelen van aminozuren bij de stapsgewijze synthese van peptiden. De koppeling vindt plaats door een nucleofiele aanval door de aminogroep van het tweede aminozuur, waarbij op zijn beurt dicyclohexylureum vrijkomt. De Troc-groep wordt voornamelijk gebruikt in de organische synthese als beschermende groep voor aminen.

Pyridiniumtrichromaat, ook wel Cornforth's reagens genoemd, is een organische verbinding met de chemische formule C10H12N2Cr2O7. Allyl- en benzylische primaire alcoholen kunnen niet worden geoxideerd; Hiervoor wordt geactiveerd mangaan(IV)oxide gebruikt.

DIAD

Dergelijke reacties kunnen met DCC onder milde omstandigheden worden uitgevoerd, meestal bij kamertemperatuur, en zijn geschikt voor labiele verbindingen die niet met andere methoden kunnen worden verwerkt. PDC is een sterk oxidatiemiddel en kan primaire en secundaire alcoholen oxideren tot respectievelijk aldehyden en ketonen.