19 Παράδειγμα αντίδρασης σύνθεσης: Λεπτομερείς επεξηγήσεις

Σε αυτό το άρθρο, «παράδειγμα αντίδρασης σύνθεσης», διάφοροι τύποι σύνθεσης (σύνθεση Williamson, ισορροπημένη σύνθεση και σύνθεση πεπτιδίων) παρουσιάζονται εν συντομία με λεπτομερείς εξηγήσεις.

Τα παραδείγματα είναι -

  1. Σύνθεση αιθυλομεθυλαιθέρα
  2. Σύνθεση ανισόλης
  3. Σύνθεση 2-αιθοξυναφθαλίνης
  4. Σύνθεση Φαινυλοπροπυλαιθέρα
  5. Σύνθεση βενζυλ-τριτ βουτυλαιθέρα
  6. Σύνθεση τριτ-βουτυλ μεθυλαιθέρα
  7. Σύνθεση Αιθοξυβενζολίου
  8. Σύνθεση Κυκλοπεντυλομεθυλαιθέρα
  9. Σύνθεση Νερού
  10. Σύνθεση διοξειδίου του άνθρακα
  11. Σύνθεση Αμμωνίας
  12. Σύνθεση Οξειδίου του Αλουμινίου
  13. Σύνθεση Θειούχου Σιδήρου
  14. Σύνθεση χλωριούχου καλίου
  15. Σχηματισμός Σκουριάς
  16. Σύνθεση ανθρακικού ασβεστίου
  17. Σύνθεση οξειδίου του ψευδαργύρου
  18. Σύνθεση διπεπτιδίου (Gly-Ala)
  19. Πεπτιδική Σύνθεση Στερεάς Φάσης

Τι είναι η αντίδραση σύνθεσης;

Η αντίδραση σύνθεσης είναι ένας τύπος χημικής αντίδρασης στην οποία δύο διαφορετικά άτομα συμμετέχουν στην αντίδραση, αντιδρούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν μια εντελώς διαφορετική μοριακή ένωση. Στο μεγαλύτερο μέρος της αντίδρασης σύνθεσης, απελευθερώνεται ενέργεια από το μέσο αντίδρασης και είναι γνωστή ως εξώθερμη αντίδραση.

Παράδειγμα αντίδρασης σύνθεσης
Αντίδραση σύνθεσης

Παράδειγμα Williamson Synthesis

Σύνθεση αιθυλομεθυλαιθέρα

Η διαδικασία σύνθεσης Williamson είναι η καλύτερη μέθοδος για τη σύνθεση αιθυλομεθυλαιθέρα (CH3-Ο- Χ.Θ2CH3). Αυτή η αντίδραση προχωρά μέσω του SN2 μονοπάτι. Για να ληφθεί αιθυλομεθυλαιθέρας ως συντιθέμενο προϊόν, μεθοξείδιο του νατρίου (CH3ONa) και αιθυλοχλωρίδιο (C2H5Cl) αντιδρούν μεταξύ τους. Το μεθοξείδιο του νατρίου δρα ως πυρηνόφιλο και επιτίθεται στο ηλεκτροφιλικό κέντρο του χλωριούχου αιθυλίου για να εξαλείψει την αποχωρούσα ομάδα (Cl-). Ο αιθυλικός μεθυλαιθέρας λαμβάνεται ως προϊόν σύνθεσης Williamson.

93 εικόνα
Σύνθεση Αιθυλ Μεθυλ Αιθέρα

 

Σύνθεση ανισόλης

Αυτός ο αιθέρας μπορεί επίσης να είναι συντίθεται με σύνθεση αιθέρα Williamson. Για να ληφθεί ανισόλη, φαινοξείδιο του νατρίου (C5H5ONa) θα αντιδράσει με μεθυλοϊωδίδιο (CH3Ι) και το φαινοξείδιο του νατρίου (πυρηνόφιλο) επιτίθεται στο ηλεκτρόφιλο κέντρο του ιωδιούχου μεθυλίου. Ιωδίδιο (Ι-) θα εξαλειφθεί καθώς είναι καλή αποχωρούσα ομάδα και σχηματίζεται ανισόλη.

Ανισόλη
Σύνθεση Ανισόλης

Για να μάθετε περισσότερα, ελέγξτε: 12+ Παραδείγματα εξώθερμης αντίδρασης: Λεπτομερείς επεξηγήσεις

Σύνθεση 2-αιθοξυναφθαλίνης

Για να συνεχιστεί αυτή η αντίδραση, θα πρέπει να εισαχθεί υδροξυλομάδα στη θέση 2 της ομάδας ναφθαλίνης και να αντιδράσει με βρωμοαιθάνιο. Το μέσο αντίδρασης πρέπει να είναι βάση. Έτσι, χρησιμοποιείται υδρίδιο του νατρίου (NaH). Το πυρηνόφιλο άτομο οξυγόνου της ομάδας ΟΗ στη ναφθαλίνη προσβάλλει το CH2 κέντρο της Χ.Θ3CH2Br και Br- αποκλείεται ως αποχωρούσα ομάδα.

92 εικόνα
Σύνθεση 2-αιθοξυναφθαλίνης

Σύνθεση Φαινυλοπροπυλαιθέρα

Για τη σύνθεση του φαινυλοπροπυλαιθέρα τα αντιδρώντα που επιλέγονται είναι η φαινόλη, το μέταλλο νατρίου και το βρωμιούχο n-προπυλ. Ο διαλύτης που χρησιμοποιείται σε αυτή την αντίδραση σύνθεσης είναι ένας πολικός απρωτικός διαλύτης. Το πρώτο βήμα είναι η αντίδραση της φαινόλης με το νάτριο για να σχηματιστεί φαινοξείδιο του νατρίου (ενεργό πυρηνόφιλο). Αυτό το πυρηνόφιλο αντιδρά με n-προπυλοβρωμίδιο (ηλεκτρόφιλο) για να συνθέσει φαινυλοπροπυλαιθέρα μετά την απομάκρυνση του βρωμιούχου ιόντος.

91 εικόνα
Σύνθεση Φαινυλοπροπυλαιθέρα

 Για να μάθετε περισσότερα, ακολουθήστε: 11+ Παράδειγμα αντίδρασης πρώτης τάξης: Λεπτομερείς επεξηγήσεις

Σύνθεση Βενζυλ-τριτβουτυλαιθέρα

Η οδός σύνθεσης William ακολουθείται για το σχηματισμό βενζυλ-τριτβουτυλαιθέρα. Ως αντιδρώντα λαμβάνονται τριτ-βουτοξείδιο του νατρίου και βενζυλοβρωμίδιο. Ο- ιόν από τριτ-βουτοξείδιο του νατρίου προσβάλλει το κέντρο με έλλειψη ηλεκτρονίων του βενζυλοβρωμιδίου Br- εξαλείφεται ως η αποχωρούσα ομάδα για να σχηματιστεί το επιθυμητό προϊόν.

90 εικόνα
Σύνθεση βενζυλ-τριτ-βουτυλαιθέρα

Σύνθεση τριτ-βουτυλ μεθυλαιθέρα

Αυτή η διαδικασία σύνθεσης είναι σχεδόν παρόμοια με τη σύνθεση του βενζυλικού τριτ-βουτυλαιθέρα. Ένα από τα αντιδρώντα είναι επίσης το ίδιο, το τριτ-βουτοξείδιο του νατρίου και το άλλο αντιδρόν είναι το μεθυλοβρωμίδιο (CH3Br). Το τριτοταγές τριτοταγές βουτοξείδιο του νατρίου αντιδρά ως πυρηνόφιλο και επιτίθεται στο κέντρο του μεθυλικού άνθρακα για να εξαλείψει το βρωμιούχο ιόν.

89 εικόνα
Σύνθεση του t-βουτυλ μεθυλαιθέρα

Για να μάθετε περισσότερα, περάστε από: 10+ τύποι στοιχείων ομοιοπολικού δεσμού: Λεπτομερείς πληροφορίες και γεγονότα

Σύνθεση Αιθοξυβενζολίου

Σε αυτή τη διαδικασία σύνθεσης αιθοξυβενζολίου, ακολουθείται η διαδικασία σύνθεσης Williamson. Το αιθοξείδιο του νατρίου αντιδρά με το φαινυλοβρωμίδιο για να σχηματίσει αιθοξυβενζόλιο. Ο- προσβάλλει το ηλεκτρόφιλο κέντρο του φαινυλοβρωμιδίου και λαμβάνεται αιθοξυβενζόλιο.

88 εικόνα
Σύνθεση Αιθοξυβενζολίου

Σύνθεση Κυκλοπεντυλομεθυλαιθέρα

Σε αυτή τη σύνθεση αιθέρα Williamson, η κυκλοπεντανόλη και το μεθυλοβρωμίδιο αντιδρούν μεταξύ τους σε ένα βασικό μέσο. Παρουσία βάσης, το υδρογόνο στον δεσμό ΟΗ εξαλείφεται και το Ο- επιτίθεται στο μεθυλοβρωμίδιο για να σχηματίσει τον κυκλοπεντυλομεθυλαιθέρα.

87 εικόνα
Σύνθεση κυκλοπεντυλομεθυλαιθέρα

Παράδειγμα Ισορροπημένης Σύνθεσης

Σύνθεση Νερού

Υδρογόνο και οξυγόνο - αυτά τα δύο αέρια είναι τα δύο κύρια αντιδρώντα αυτής της σύνθεσης. Το μόριο του νερού που σχηματίζεται είναι επίσης σε αέρια κατάσταση. Δύο μόρια υδρογόνου αντιδρούν με ένα μόριο οξυγόνου για να σχηματίσουν μόριο νερού. Η διάσταση του νερού γίνεται με το πέρασμα του ηλεκτρικού από το νερό.

 2H2 +O2 = 2Η2O

Αποτελέσματα ηλεκτρόλυσης νερού-

  • Αναγωγή στην κάθοδο: 2Η+ (aq) +2e- = Η2 (Ζ)
  • Οξείδωση σε άνοδο: 2Η2Ο = Ο2 (ζ) + 4Η+ (aq) + 4e-
  • Καθαρή ισορροπημένη εξίσωση: 2Η2Ο= 2Η2 + Ο2

Σύνθεση διοξειδίου του άνθρακα

Το διοξείδιο του άνθρακα συντίθεται κατά τη διάρκεια της διαφορετικής διαδικασίας αποσύνθεσης διαφόρων διαφορετικών υλικών και της ζύμωσης των σακχάρων. Μπορεί να παραχθεί με διαδικασία καύσης ξύλου ή άλλων οργανικών υλικών. Μια άλλη διαδικασία είναι η αντίδραση ανθρακικών μετάλλων με αραιό οξύ για το σχηματισμό νερού. Για παράδειγμα, το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να συντεθεί από το αντίδραση μεταξύ ανθρακικού νατρίου με αραιό HCl.

Σύνθεση Αμμωνίας

Η διαδικασία Haber-Bosch είναι η πιο γνωστή διαδικασία για τη σύνθεση αμμωνίας. Η υψηλή πίεση και η υψηλή θερμοκρασία είναι οι δύο πιο σημαντικές κινητήριες δυνάμεις της παραγωγής αμμωνίας. Είναι μια εξώθερμη διαδικασία (del H= -91.8 KJ/mol). Η αμμωνία χρησιμοποιείται ευρέως ως λίπασμα.

N2(ζ) + 3Η2 (g) = 2NH3

Για να μάθετε περισσότερα, ελέγξτε: Αναγωγή δισουλφιδίου: Πώς, Τι, Μέθοδοι και Αρκετά Γεγονότα

Σύνθεση οξειδίου του αργιλίου

Το υδροξείδιο του αργιλίου είναι το κύριο αντιδραστήριο για το σχηματισμό οξειδίου του αλουμινίου. Στερεό Al(OH)3 αποσυντίθεται πάνω από 11000C και σχηματίζουν οξείδιο του αργιλίου (Al2O3). Επιπλέον, το αλουμίνιο οξειδώνεται παρουσία οξυγόνου για να σχηματίσει οξείδιο του αργιλίου.

2Al (ΟΗ)3 = (Αλ2O3) + 3Η2O

4Al (s) + 3O2 (ζ)= 2Αλ2O3

Σύνθεση Θειούχου Σιδήρου

Ο σίδηρος μετά από αντίδραση με θείο σχηματίζει θειούχο σίδηρο (πυρρωτίτη) παρουσία θερμικής ενέργειας. Το θειούχο σίδηρο (FeS) έχει εντελώς διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες σε σχέση με δύο αντιδρώντα, τον σίδηρο και το θείο. Η αναλογία σιδήρου με θείο είναι 1:1. Ίση ποσότητα σιδήρου αντιδρά με ίση ποσότητα θείου για να σχηματιστεί θειούχος σίδηρος.

Fe + S = FeS

Σύνθεση χλωριούχου καλίου

Το χλωριούχο κάλιο είναι βασικά ένα ιοντικό άλας. Μπορεί να συντεθεί από τις βάσεις αντίδρασης του καλίου όπως το υδροξείδιο του καλίου (KOH) με ισχυρό οξύ, υδροχλωρικό οξύ. Σε αυτή την αντίδραση σύνθεσης, το ισχυρό οξύ (HCl) εξουδετερώνεται πλήρως από την ισχυρή βάση (KOH). Μαζί με το KCl παράγεται και νερό.

ΚΟΗ (υδατ.) + HCl (υδατ.) = KCl (s) + Η2O (υγρό)

Σχηματισμός Σκουριάς

Η σκουριά είναι κοκκινοκαφέ οξείδιο του σιδήρου που σχηματίζεται από την αντίδραση του σιδήρου με το οξυγόνο. Το νερό ή ο αέρας συμμετέχουν σε αυτή την αντίδραση σύνθεσης ως καταλύτης. Ο χημικός τύπος της σκουριάς είναι ο Fe2O3.Νη2O και υδροξείδιο του σιδήρου (FeO (OH), Fe(OH)3).

  • Φε (ΟΗ)2 = FeO + H2O
  • Φε (ΟΗ)3 = FeO(OH) + Η2O
  • 2FeO(OH) = Fe2O3 +H2O

Σύνθεση ανθρακικού ασβεστίου

Σε αυτή την αντίδραση σύνθεσης, το οξείδιο του ασβεστίου (CaO) και το διοξείδιο του άνθρακα αντιδρούν για να σχηματίσουν ανθρακικό ασβέστιο. Στο πρώτο στάδιο, το υδροξείδιο του ασβεστίου παρασκευάζεται με την αντίδραση μεταξύ οξειδίου του ασβεστίου με νερό. Μετά από αυτό Ca(OH)2 αντιδρά με διοξείδιο του άνθρακα και ως προϊόν λαμβάνεται ανθρακικό ασβέστιο.

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

Σύνθεση οξειδίου του ψευδαργύρου

Η υψηλή θερμοκρασία είναι μια από τις πιο σημαντικές κινητήριες δυνάμεις. Ο ατμός ψευδαργύρου αντιδρά με τον αέρα (οξυγόνο) στο 9100 Γ. Είναι κυρίως διαδικασία οξείδωσης και παράγεται ZnO.

Παράδειγμα Πεπτιδικής Σύνθεσης

Σύνθεση διπεπτιδίου (Γκι-Αλα)

Για τη σύνθεση ενός διπεπτιδίου θα πρέπει να ακολουθηθούν τα ακόλουθα βήματα:

  • Στην αρχή η άλφα αμινομάδα της γλυκίνης θα πρέπει να αποκλειστεί από τριτ-βουτυλοξυκαρβονυλοχλωρίδιο.
  • Αφού δώσει την προστασία σε άλφα αμινοξύ της γλυκίνης, η αλανίνη θα αντιδράσει με την ένωση που σχηματίστηκε προηγουμένως.
  • Στη συνέχεια, η ομάδα τριτ-βουτυλοξυκαρβονυλοχλωριδίου εξαλείφεται με αντίδραση με αραιό οξύ και λαμβάνεται το διπεπτίδιο (ala-gly) ως τελικό προϊόν.
86 εικόνα
Σύνθεση Gly-Ala

Πεπτιδική Σύνθεση Στερεάς Φάσης

Αυτή η διαδικασία σύνθεσης είναι γνωστή ως σύνθεση Merrifield που ανακαλύφθηκε από τον επιστήμονα R.Bruce Merrifield. Σε αυτή τη διαδικασία σύνθεσης πεπτιδίου, δεν χρησιμοποιείται ομογενές διάλυμα για αποπροστασία. Αυτή η αποπροστασία πραγματοποιείται στην επιφάνεια ενός αδιάλυτου πολυμερούς ή οποιουδήποτε στερεού υποστρώματος.

Το καρβοξυλικό τερματικό αμινοξέων συνδέεται ομοιοπολικά με τη ρητίνη Merrifield και το μήκος της πεπτιδικής αλυσίδας αυξάνεται. Τα αντιδραστήρια χρησιμοποιούνται για την απομάκρυνση της ρητίνης με τα διαλυτά παραπροϊόντα από την πεπτιδική αλυσίδα και στο τέλος λαμβάνεται η επιθυμητή πεπτιδική αλυσίδα.

Πεπτιδική Σύνθεση Στερεάς Φάσης
Πεπτιδική Σύνθεση Στερεάς Φάσης.
Image Credit: Wikimedia Commons.

Διαβάστε επίσης: