سلسلة محاضرات فى الكيمياء العضوية

[د ربيع أبو الخير]

بداية
نظرا لأهمية الكيمياء العضوية فى مجال الزراعة أتقدم بهذه السلسلة من المحاضرات لعلها تعود بالفائدة على الجميع

تنقسم الكيمياء العضوية

إلى

المركبات الأليفاتية

المركبات الأروماتية

أولا :- المركبات الأليفاتية

الهيدروكربونات الأليفاتية تنقسم إلى ثلاث مجموعات, السلاسل المتجانسة طبقا لحالة تشبعها: البارافينات (الألكانات) والتي لا يكون فيها أي روابط ثنائية أو ثلاثية,
الأولفينات (الألكينات) والتي تحتوى على روابط ثنائية, والتي يمكن أن تكون أولفين أحادى يحتوى على رابطة ثنائية واحدة, أولفين ثنائي ويحتوى على رابطتين, أولفين متعدد ويحتوى على عدة روابط ثنائية.
المجموعة الثالثة هي الألكايينات. كما توجد تقسيمات آخر للمركبات الأليفاتية اعتمادا على المجموعات الفعالة الموجودة بها.كما أن المركبات الأليفاتية يمكن أن ينظر لها عن طريق استقامة أو تفرع السلسلة المكونة للمركب, ودرجة التفرع أيضا لأن هذا يؤثر على خواصها, مثل رقم الأوكتان في صناعة البترول.

الألكانات:

هي مركبات هيدروكربونية أليفاتية مشبعة، وتُعد هذه المركبات أقل المركبات الهيدروكربونية نشاطاً في الظروف العادية، ولذلك سميت قديماً البارافينات (أي قليلة الميل للتفاعل).

تسمية الألكانات:

تسمى المركبات العضوية حسب نظامين، التسمية الشائعة والتي قد تختلف من مكان إلى آخر، وتسمية دولية محددة تبعاً لنظام الإيوباك والتي تعتمد على اسم الألكان.

والألكانات قد تكون غير متفرعة كما مر معنا أو متفرعة أي تحتوي على مجموعات جانبية كما في الصيغتين التاليتين:

قواعد تسمية الألكانات حسب الأيوباك
1 ـ نحدد أطول سلسلة متصلة من ذرات الكربون.

2 ـ نرقم ذرات الكربون في هذه السلسلة من أحد طرفيها إلي الطرف الآخر بحيث تأخذ ذرة الكربون المتصلة بالمجموعة الجانبية أصغر رقم.

3 ـ نحدد المجموعة أو المجموعات من حيث موقع إتصالها بالسلسلة.

4 ـ نكتب الرقم الدال على موقع اتصال المجموعة الجانبية بالسلسلة ثم اسم المجموعة، ويتم الفصل بين الرقم والاسم بخط قصير.

5 ـ في حالة وجود أكثر من مجموعة جانبية مثل ميثيل (- CH3) وإيثيل (- C2H5)

فإن أولوية كتابة المجموعة برقمها تتم طبقاً للترتيب الأبجدي أي إيثيل قبل ميثيل.

6 ـ عند اتصال مجموعتين متماثلتين مثل مجموعتي ميثيل (- CH3)

بنفس ذرة الكربون في السلسلة، فنستخدم كلمة ثنائي ونضع قبلها نفس رقم ذرة الكربون مرتين.

هذه الألكانات العشرة المكتوبة باللون الأحمر لسهولة الحفظ

ميثان وإيثان بنات عم

تزوجهم رجل يدعى بروبان

وأسكنهم في بيوتان

ورزق منهما بنتان

أسماهما هكسان وهبتان

ثم تقدم لهما رجلينهما أوكتان ونونان

وكان مهرهما ديكان .

د ربيع

مواضيع مشابهة:

• محاضرات في الكيمياء الحيوي (متجددة )باذن الله
• محاضرات تكنولوجيا البذور
• لمحبى الكيمياء الحيوية سلسلة the cell ( الخلية )
• محاضرات حول تكنولوجيا البذور
• الكيمياء البيئية والتربة

[د ربيع أبو الخير]

التركيب الفراغى لمركبات الألكان



الميثان ذرة كربون واحدة و أربع ذرات هيدروجين
الايثان 2 ذرة كربون و 6 ذرات هيدروجين
البروبان 3 ذرة كربون و 8 ذرات هيدروجين
البيوتان 4 ذرة كربون 10 ذرات هيدروجين
البنتان 5 ذرة كربون 12 ذرة هيدروجين
الهكسان 6 ذرة كربون 14 ذرة هيدروجين

أى أن القانون العامcnH2n+2

حيث n عدد ذرات الكربون

تقبلوا تحياتى
د ربيع
يتبع

[د ربيع أبو الخير]

تفاعل الألكانات
تتميز الألكانات بكون الروابط بين ذراتها من نوع سيغما σ القوية والأكثر ثباتاً ، لذا فإن تفاعلات الألكانات قليلة ، ومن أهمها :
استبدال هالوجين بهيدروجين (الهلجنة) :تفاعل الألكان مع جزيء هالوجين ( X2 ) بوجود الضوء يؤدي إلى استبدال ذرة هالوجين بهيدروجين لتكوين هاليد الكيل .الهالوجينات هى
الكلور
الفلور
البروم
اليود
معادلة تفاعل الكلور مع الإيثان
تحياتى
د ربيع

[د ربيع أبو الخير]

ثانيا الألكينات الإيثيلينات

الإيثين ( Ethene )

مركب هيدروكربوني أوليفيني بسيط غير مشبع , ترتبط ذرتا الكربون فيه برابطة زوجية.


يوجد الإيثين في غاز الفحم وفي الغاز الطبيعي .
الصيغة الكيميائية
C2H4
الوزن الجزيئي
28.05 جم/ مول
التركيب الكيميائي

التركيب المداري


الخواص الفيزيائية للإيثين ( الإيثيلين )
الإيثين غاز عديم اللون حلو الطعم نوعاً ما , له رائحة حلوة مميزة , عديم الذوبان في الماء لكنه يذوب في الكحول أو الإيثر , قابل للإشتعال .تبلغ درجة غليانه(-103.7) درجة مئوية , بينما تبلغ درجة انصهاره (-169.1) درجة مئوية .
تحضير الإيثين ( الإيثيلين ) في الصناعة
تعتمد خطوات صناعة الإيثيلين على التكسير والإنضغاط وأخيراً التنقية .ويتم الحصول على الإيثيلين في الصناعة من ثلاثة مصادر رئيسية هي :
1- الإيثان والبروبان أو تغذية مكونة من عدة مكونات مثل سوائل الغاز الطبيعي , وتبلغ نسبة الإيثيلين المنتج من هذا المصدر حوالي 62 % .
C2H6(g) = C2H4(g) + H2(g)x
C3H8(g) = C2H4(g) + CH4(g)x
2- غازات المصافي ( تشمل على الإيثان والبروبان ) وتنتج حوالي 25 % ايثيلين .3-النفثا بأنواعها الثلاثة ( الخفيفة , المتوسطة , الثقيلة ) وزيت الغاز والجازولين الطبيعي وتعطي أقل نسبة إيثيلين والتي تبلغ حوالي 13 %
تحضير الإيثين( الإيثيلين ) في المختبر

يتم تحضير الإيثيلين في المختبر بتسخين الكحول الإيثيلي ( الإيثانول ) مع حمض الكبريتيك المركز عند درجة 160 درجة مئوية , حيث يعمل حمض الكبريتيك على الإزالة الكاملة لجزئ الماء من جزئ الإيثانول .
CH3CH2OH + H2SO4 -------> H2C=CH2 + H2O
ويجمع الإيثيلين بالإزاحة السفلية للماء .

طرق أخرى لتحضير الإيثين
1 -التكسير الحراري
يمكن تحضير الإيثين في المختبر بطريقة أخرى تعتمد على تكسير جزيئات الألكانات الكبيرة بالتسخين في وجود عوامل مساعدة و مادة مهدئة للتفاعل مثل حجر الخفاف أو البورسلين لتتحول الى عدة نواتج ذات جزيئات صغيرة ولكن أكثر هذه النواتج حصيلة هو مركب الإيثين .مثال :
أيضاً في هذه الحالة يجمع الإيثين بالإزاحة السفلية للماء .


هذه الطريقة تعطي إيثين غير نقي بسبب تكون عدة جزيئات أخف من الماء وعديمة الذوبان فيه كما هو الحال في الإيثين .
2 - تحضيره من ثنائي الهاليد المتجاور.
يفقد ثنائي كلوريد الإيثان ذرتي الهاليد ( ذرتي الكلور ) المتجاورتين إذا ما عومل بمحلول يوديد الصوديوم في الأسيتون أو بمسحوق الزنك في حمض الخل ليتكون الإيثين .
CH2Cl-CH2Cl + Zn -------> CH2=CH2 + ZnCl2
3 - إنتزاع هاليد الهيدروجين من كلوريد الإيثيل
يمكن أن يتم إنتزاع هاليد الهيدروجين من كلوريد الإيثيل إذا ما عومل الأخير بقاعدة مناسبة مثل هيدروكسيد البوتاسيوم المذابة في الكحول الايثيلي .
CH3-CH2Cl + KOH --------> CH2=CH2 + KCl + H2O
4 - هدرجة الايثاين (الاسيتيلين)
في ظروف معينة يتكون الإيثين عند إضافة الهيدروجين الى الإيثاين في وجود النيكل عند درجة 200 درجة مئوية .
C2H2 + H2 --------> CH2=CH2

[د ربيع أبو الخير]

تفاعلات الألكينات
نظراٍ لوجود رابطة باي الضعيفة وسهلة الكسر فإن الألكينات تخضع لتفاعلات الإضافة عن طريق كسر تلك الرابطة وتحويلها إلى هيدروكربونات مشبعة ( ألكانات ) أو مشتقاتها .

1. الهلجنة :
يضاف الكلور أو البروم إلى تلك المركبات وتسمى تلك العملية بـــــ
[ الكلورة أو البرومة ] على التوالي .
حيث أن إضافة البروم إلى ألكين يؤدي إلى إختفاء لون البروم وكذلك ناتج التفاعل " عديم اللون " .
CH2=CH2 + Br2 .............> CH2BrCH2Br

2. إضافة هاليدات الهيدروجين ( H X ) :

أ ) _ إلى ألكين متماثل .
CH2=CH2 + HCl ..............> CH3CH2Cl

ب ) _ إلى ألكين غير متماثل :
نطبق هنا " قاعدة ماركونيكوف " الشهيرة .
CH3CH=CH2 + HCl ................> CH3CHClCH3

3. إضافة الماء :
يضاف الماء إلى الألكين في وجود حمض الكبريت ليتحول إلى الغول المقابل .

H2=CH2 + H2O ..............>CH3CH2OH

CH3CH=CH2 + H2O .............> CH3CHOHCH3

4. إضافة المحلول المائي للهالوجين ( X2 + H2O ):
وينتج عن ذلك التفاعل ( الهالوهيدرين ) .
CH3CH=CH2 + Br2 + H2O .............> CH3CHOHCH2Br

5 . الهدرجة :
يضاف الهيدروجين إلى الألكين في وجود عامل مساعد مثل النيكل أو البلاديوم أو البلاتينيوم ليتحول إلى ألكان مقابل .
CH2=CH2 + H2 ..................> CH3CH3

[د ربيع أبو الخير]

الألكاينات
هي هيدروكربونات بها رابطة ثلاثية على الأقل بين ذرتي كربون. وتعرف الألكاينات أيضا باسم الأسيتيلينات, وذلك على الرغم من أن الأسيتيلين هو أيضا اسم أول مركبات هذه السلسة, وإن كان اسمه الرسمي إيثاين.
الخواص الفيزيائية
بعكس الألكانات والألكينات فإن الألكاينات تكون غير ثابتة ونشيطة للغاية. وهذا سبب زيادة الحرارة الخارجة من الأسيتيلين أثناء عمليات الإرتباط.

أمثلة للألكاينات
أصغر الألكاينات هو الإيثاين (أسيتيلين)


أطراف الألكاينات بها ذرة هيدروجين واحدة كمستبدل ألفا. وهو أول عضو في جدولها
الأسيتيليدات الفلزية
تتفاعل الألكاينات الطرفية مع القواعد القوية مثل الصوديوم, أميد الصوديوم, إن-بيوتيل ليثيوم, كاشف جرينيارد وينتج أنيون من الألكاين الطرفي واسيتيليد فلزي. الأسيتيلين حمضي إلى حد ما, وله pKa بقيمة

(25) وهذه قيمة متوسطة بين الأمونيا (35) والإيثانول (16).


وسبب هذه الحامضية هو أن الشحنة السالبة

في الأسيتيليد تثبت كنتيجة لصفات المدار s المميزة في المدار sp والتي يشغلها زوج من الإلكترونات. الإلكترونات في المدار s تستفيد من الاقتراب النسبي للنواة الموجبة الشحنة وبالتالى يؤدى هذا إلى طاقة أقل.

تحضير الألكاينات

تصنع الألكاينات بصفة عامة عن طريق نزع الماء المهلجن من الألكيل داي هاليد المتجاور, أو عن طريق تفاعل الأسيتيليدات الفلزية مع هاليد الألكيل الأساسي. وفى إعادة ترتيب فريتش-بوتينبرج-فايتشيل يتم تحضير الألكاين من بروميد الفينيل.

تفاعلات الألكاينات
الألكاينات تدخل في كثير من التفاعلات العضوية

تفاعلات الإضافة المحبة للإلكترونات
إضافة الهيدروجين للألكينات أو الألكانات.
إضافة الهالوجين إلى هاليد الفينيل أو هاليد الألكيل.

إضافة هاليد الهيدروجين لهاليد الفينيل أو هاليد الألكيل المشابه.
إضافة الماء لمركب الكاربونيل (عن طريق وسيط الإينول).


يتبع

[د ربيع أبو الخير]

أخى الفاضل مجمد عبد السلام
أشكر سيادتكم على إظلالتك المميزة دائما
دمت بخير
د ربيع

[د ربيع أبو الخير]

الكحولات الأليفاتية

-تعتبر مشتقات هيدروكسيلية للالكانات باستبدال ذرة هيدروجين أو أكثر فى الألكان(البرافينات ) المشبع بمجموعة هيدروكسيل أو أكثر C2H6 + OH / -H C2H5 OH
-الكحولات الأليفاتية تعتبر مشتقات الكيلية للماء باستبدال ذرة الهيدروجين او اكثر فى الماء بمجموعة الكيل او اكثر
H-OH -H/+ R ROH

الكحـولات الاليفاتية

* الصيغة العامــة
Cn H 2n+2 + O

تسمية الكحولات الأليفاتية

*التسمية الشائعة
يشتق أسم الكحول بإضافة لفظ كحول للدلالة على مجموعة الهيدروكسيل إلى شق الألكيل الذى يدخل فى تركيب الكحول الأليفاتى مثل 1-كحول مثيلي CH3OH 2- الكحول الإيثيلى C2H5OH
*حسب نظام الأيوبــاك :-
-حيث يشتق أسم الكحول من الألكان المقابل مع إضافة المقطع (ول )
-يجب ترقيم السلسلة الكربونية بحيث يبدأ الترقيم من الطرف القريب لمجموعة الهيدروكسيل
الصيغة الكحول المقابل التسمية الشائعة نظامالأيوباك
ميثـان CH4 0000 CH3OH كحول ميثيلـى ميثانـول
إيثـان C2H60000 CH3CH2OH كحول إيثيلـى إيثانـول
ملحوظة :-
عندما تتصل ذرة كربون مجموعة الكربونيل بمجموعتي الكيل يجب اضافة المقطع ايزو قبل اسم الكحول
 تصنيف الكحـولات الأليفاتية
1-حسب عدد مجموعات الهيدروكسيل الموجودة في الجزيء
الكحول أحادى الهيدروكسيل ثنائى الهيدروكسيل ثلاثى الهيدروكسيل عديدة الهيدروكسيل
تعريف تحتوى على مجموعة هيدروكسيل واحدة يحتوى على مجموعتين هيدروكسيل يحتوى على ثلاث مجموعات هيدروكسيل يحتوى على اكثر من ثلاث مجموعات هيدروكسيل
أمثلة الكحول الإيثيلى
C2H5OH
الكحول الميثيلى
CH3OH الإيثيلين جليكول
CH2OH
CH2OH الجليسرول
CH2OH
CHOH
CH2OH كحول سيربيتول
CH2OH
(CHOH)4
CH2OH

الكحولات الاليفاتية أحادية الهيدروكسيل
-تقسيم الكحولات الأحادية حسب مجموعة الكاربينول ( -C-OH ) او تبعا لنوع ذرة الكربون المتصلة بمجموعة الهيدروكسيل
كحول أولى كحول ثانوي كحول ثــــــالثى
تعريف تحتوى على مجموعة كحول أولية تحتوى على مجموعة كحول ثانوية تحتوى على مجموعة كحولية ثالثية
المجموعة الكحولية - CH2-OH -CHOH -C-OH
تتصل مجموعة الكاربينول بمجموعة ألكيل واحدة وذرتين هيدروجين تتصل مجموعة الكاربينول بمجموعتي ألكيل وذرة هيدروجين واحدة تتصل مجموعة الكاربينول بثلاث مجموعات ألكيل
امثلة *الكحول الإيثيلى (الإيثانول)
C2H5OH
*الكحول الميثيلى ( الميثانول)
CH3OH
* كحول بروبيلى البروبانول
C3H7OH
CH3CH2CH2OH *كحول بروبيل ثانوى
2-بروبانول
(كحول أيزوبروبيلى
C3H7OH
CH3
CH-OH
CH3 * كحول بيوتيل ثانوى
2-بيوتانول
(كحول ايزوبيوتيلى )
2- C4H9OH
C2H5
CHOH
CH3 *بيوتا نول ثالثى
-الكحول البيوتيلى الثالثى
CH3
CH3 C-OH
CH3
الكحــول الإيثيلى ( الإيثانول )
*التحضير
1- من تخمر المواد النشوية والسكرية فى البلدان التى يكثر فيها زراعة قصب السكر والذرة والبنجر
-فى مصر يحضر من المولاس (المحلول السكري المتبقي بعدما يستخلص السكر )
C12H22O11+ H2O تحلل مائى C6H12O6+ C6H12O6
C6H12O6 زيميز/خميرة 2C2H5OH + 2CO2 + heat
2- هيدرة الالكينات
1-من غاز الإيثيلين
عن طريق إجراء هيدرة حفزية لغاز الإيثيلين فى وجود حمض الكبريتيك أو الفوسفوريك
H2C=CH2 + H2O H2SO4 CH3CH2OH
2-تحضير كحول ثانوي من البر وبين
CH3-CH=CH2 +H-OH H2SO4 CH3- CH-CH3
OH 2-بروبانول (كحول ثانوي )
3-تحضير كحول ثالثى من 2- ميثيل -2-بيوتين
CH3 CH3
CH3-C=CH-CH4 +H-OH H2SO4 CH3- CH-CH2 – CH3
OH 2-ميثيل -2-بيوتيل (كحول ثالثى)
 الاستخدام
1-وقود
2- الصناعات الكيماوية
3- مذيب عضوى

يتبع

[د ربيع أبو الخير]

الألدهيدات والكيتونات

تعريفها :
هي مركبات عضوية تحتوي على مجموعة الكربونيل .
الصيغة العامة:


حيث R هيدروجين أو مجموعة ألكيلية أو حلقة أروماتية كما سيتضح في التسميات.
المجموعة الوظيفية :

تسمى مجموعة الكربونيل
التركيب الهندسي لمجموعة الكربونيل :
يشابه تركيب مجموعة الكربونيل ماهو موجود في الرابطة الثنائية في الألكينات حيث يكون التهجين في ذرة الكروبن لمجموعة الكربونيل من النوع SP2 حيث يوجد ثلاث روابط من النوع سيجما متصلة بثلاث عناصر أخرى مكونة في مجموعها تركيباً هندسياً على هيئة مثلث تبلغ الزوايا بين كل رابطتين 120 ْ وتتكون رابطة باي بين ذرة كربون مجموعة الكربونيل والأكسجين نتيجة لتداخل مجالي P في كل من ذرة الكربون وذرة الأكسجين كما يلي :

التسمية الشائعة:
أولاً : الألدهيدات :
يشتق اسم الألدهيد من اسم الحمض الكربوكسيلي المطابق أو عن طريق كتابة اسم الألكان على حسب عدد ذرات الكربون يليها كلمة الدهيد كما في الأمثلة التالية :

الأسيتالدهيد

ثانياً : الكيتونات:
نكتب اسم الجذر الأول ثم الجذر الثاني ثم كلمة كيتون (أو يستخدم كلمة ثنائي في حالة تكرار الجذر) كما في الأمثلة التالية :


التسمية النظامية:
أولاً : الألدهيدات:
1) نرقم الألدهيد من ذرة كربون مجموعة الكربونيل الألدهيدية حيث تأخذ الرقم 1 ونستمر في الترقيم باتجاه أطول سلسلة من ذرات الكربون.
2) نسمي التفرعات إن وجدت كما تقدم.
3) نكتب اسم الألكان لأطول سلسلة من ذرات الكربون + ( ال ).

ثانياً: الكيتونات:
1) نبدأ بالترقيم من الطرف الأقرب لذرة كربون مجموعة الكربونيل الكيتونية ونستمر في الترقيم باتجاه أطول سلسلة من ذرات الكربون.
2) نسمي التفرعات إن وجدت كما تقدم.
3) نكتب اسم الألكان لأطول سلسلة من ذرات الكربون + ( ون ) مع كتابة رقم ذرة كربون مجموعة الكربونيل الكيتونية.

يتبع

[د ربيع أبو الخير]

الطرق العامة لتحضير الألدهيدات والكيتونات :
1) أكسدة الكحولات :


2
) التحلل الأوزوني للألكينات:عن طريق التحلل الأوزوني للألكينات حيث ينتج الألدهيد والكيتون حسب الألكين المستخدم كما يلي:

3) تفاعل الألكاينات مع الماء :
أ) تكون الأسيتالدهيد عن طريق تفاعل الأسيتيلين مع الماء في وجود حمض الكبريت وكبريتات الزئبق كعامل مساعد كما في المعادلة التالية:

ب) تتكون الأسيتون عن طريق تفاعل البروباين مع الماء في وجود حمض الكبريت وكبريتات الزئبق كعامل مساعد كما في المعادلة التالية :

4) اختزال كلوريدات الحموض الكربوكسيلية:
أ) تكون الألدهيدات عن طريق اختزال كلوريدات الحموض الكربوكسيلية بواسطة الهيدروجين في وجود عامل مساعد مثل البلادميوم مع كبريتات الباريوم التي توقف التفاعل عند مرحلة تكون الألدهيد وتعرف هذه الطريقة بإختزال روزنمند كما في المعادلة التالية :

ب) تكون الكيتونات عن طريق تفاعل كلوريدات الحموض الكربوكسيلية مع ثنائي ميثيل الكادميوم كما في المعادلة التالية :

5) أسيلة فريدل كرافت لتحضير الكيتونات الأروماتية في المختبر كما في المعادلة التالية :

6) أكسدة التولوين لتحضير البنزالدهيد بطريقتين مختلفتين كما يلي :
أ) عن طريق أكسدة التولوين بثلاثي أكسيد الكروم في وجود بلا ماء حمض الخل حيث يتكون ثنائي خلات البنزالدهيد الذي يتفاعل مع محلول حمضي وينتج البنزالدهيد كما يلي :

ب) عن طريق أكسدة التولوين بتفاعله مع الكلور وتحلل الناتج بالماء ليعطي البنزالدهيد كما يلي :

7) التحلل الحراري لأملاح الحموض الكربوكسيلية لتحضير الكيتونات كما يلي :

8) تحضير الألدهيدات في الصناعة :
عن طريق الميثانول والإيثيلين لإنتاج الفورمالدهيد والأسيتالدهيد كما يلي :
أ) من الميثانول :

ب) من الإيثيلين:


يتبع

[د ربيع أبو الخير]

الخواص الفيزيائية للألدهيدات والكيتونات:
1) درجة غليان الألدهيدات والكيتونات أعلى من الإيثرات لأن درجة قطبية الرابطة في الألدهيدات والكيتونات أكبر

من قطبية الرابطة في الايثر .


2) درجة غليان الألدهيدات والكيتونات أقل من الأغوال لأن الأغوال أعلى قطبية وتكون روابط هيدروجينية بين

جزيئاتها.


3) تذوب الألدهيدات والكيتونات في الماء بسبب اشتراكهما في الصفة القطبية وإمكانية تكوين روابط هيدروجينية مع

الماء كما في الرسم التالي:



4 ) تقل الذائبية في الماء بارتفاع الكتلة الجزيئية بسبب ضعف الجزء الهيدروكربوني غير القطبي فيها .


5) ذائبية الألدهيدات والكيتونات في الماء أقل من الأغوال لأن قطبية الألدهيدات والكيتونات أقل من قطبية الأغوال.


الخواص الكيميائية للألدهيدات والكيتونات:
! )تفاعلات الإضافة :تستجيب الألدهيدات والكيتونات لتفاعلات الإضافة بسبب وجود رابطة مضاعفة في مجموعة الكربونيل تتكون من رابطتين إحداهما رابطة ضعيفة تسمى باي.
أ) الألدهيد : يختزل إلى الكحول الأولي عن طريق إضافة جزئ الهيدروجين إلى الرابطة المضاعفة في الكربونيل كما في المعادلة التالية:

مثال: اختزال الإيثانال لينتج الكحول المقابل الإيثانول كما في المعادلة التالية :


ب) الكيتون:يختزل إلى الكحول الثانوي عن طريق إضافة جزئ الهيدروجين إلى الرابطة المضاعفة في الكربونيل كما في المعادلة التالية:

مثال: اختزال 2- بروبانون لينتج الكحول المقابل 2- بروبانول كما في المعادلة التالية :

2) التفاعلات مع الهيدرازين ومشتقاته:
أ) التفاعل مع الهيدرازين :

ب) التفاعل مع فينيل هيدرازين :

ج) التفاعل مع 4,2- ثنائي نيتروفينيل هيدرازين :

ملاحظة هامة :
تستخدم تفاعلات الألدهيدات والكيتونات مع الهيدرازين أو أحد مشتقاته للكشف عن مجموعة الكربونيل في الألدهيدات والكيتونات لتعطي رواسب صفراء برتقالية .
التمييز بين الألدهيدات والكيتونات :
أ) باستخدام محلول تولن (لا لون له):
يتفاعل محلول تولن الذي يحتوي على أمينات الفضة القاعديةAg(NH3)2+ مع الالدهيدات مكوناً مرآة فضية بينما لا يتفاعل مع الكيتونات لأن الألدهيدات تحتوي على ذرة هيدروجين متصلة بمجموعة الكربونيل بينما الكيتونات لا تحتوي على ذلك كما في المعادلات التالية :

ب) باستخدام محلول فهلنج (أزرق اللون) :
يتفاعل محلول فهلنج الذي يحتوي على ترترات النحاس الثنائية مع الالدهيدات مكوناً راسب بني محمر من (Cu2O) بينما لا يتفاعل مع الكيتونات لأن الألدهيدات تحتوي على ذرة هيدروجين متصلة بمجموعة الكربونيل بينما الكيتونات لا تحتوي على ذلك كما في المعادلات التالية :

استخدامات الألدهيدات والكيتونات :
1) الفورمالدهيد : يستخدم في صناعة الميلامين من خلال تكون مبلمره مع الفينول.

2) محلول الفورمالدهيد (الفورمالين): يستخدم في حفظ الأنسجة الحية من التعفن بسبب قدرته على منع نمو البكتيريا وتكاثرها.

3) الأسيتون : يستخدم في إزالة طلاء الأظافر.


4)الالدهيدات + كاشف تولن : صناعة المرايا.

يتبع

[د ربيع أبو الخير]

الأحماض الكربوكسيلية

تعتبر الاحماض الكربوكسيلية من أهم الاحماض العضوية من حيث وجودها واستخداماتها,
.cooh وتتميز بوجود المجموعة الوظيفية المسماة كربوكسيل
التسمية:
- للكثير منها أسماء شائعة.
- يرمز للحمض في نظام أيوباك بالنهاية "ويك" التي تلحق باسم الالكان مع اضافة كلمة حمض, ch3ch2cooh مثل: حمض بروبانوك

التحضير:
- من التحلل المائي للزيوت والدهون والنيتريلات.
- من أكسدة الكحولات الأولية, والالدهيدات, وبعض الالكينات, ومجموعات الالكيل المتصلة بحلقة البنزين.

للاحماض الكربوكسيلية القدرة على انشاء روابط هيدروجينية مع نفسها ومع الماء, مما يجعل درجات غليانها وذوبانها أكثر من الايثرات والكحولات والالدهيدات المتقاربة منها في أوزانها الجزيئية.

للاحماض الكربوكسيلية تفاعلات حمضية, حيث تكون أملاحا مع القلويات .
وتعزى زيادة الخاصية الحمضية لمجموعة الهيدروكسيل للأحماض عنها في الكحولات الى تأثير مجموعة الكربونيل التي ترتبط بها.

تتأين الأحماض الكربوكسيلية في أغلب الأحيان في المحلول في المحلول المائي بدرجة قليلة, وهي أحماض ضعيفة, تقل قوتها بدرجة كبيرة عن الأحماض المعدنية.

تتفاعل الأحماض الكربوكسيلية مع الكحولات في وجود مادة متنوعة للماء, لتعطي الاسترات المقابلة.
الأحماض العضوية فى حياتنا
الحمض الصيغة المصدر الإستخدام
حمض الفورميك HCHO يفرزة النمل الأحمر دفاعا عن نفسة ويستخدم فى صناعة الصبغات والمبيدات الحشرية والعطور والعقاقير والبلاستيك
حمض الأسيتيك CH3COOH -الحمض النقى (100 % ) سائل عديم اللون
-لة تأثير كاوي على الجلد -لة رائحة نفاذة
-يتجمد عند 16 درجة مئوية إلى مادة صلبة تشبة الثلج -الحمض الثلجــي :هو الحمض النقى ذو التركيز 100% يستخدم
1- بتركيز 4% على هيئة خل
2-تحضير الحرير الصناعى والصبغات والمبيدات الحشرية و والاضافات الغذائية
حمض بنزويك


شحيح الذوبان فى الماء ولذا يحول إلى الملح الصوديومى او البوتاسيومى ليكون قابلا للذوبان فى الماء ويسهل امتصاصة بالجسم وتستخدم بنزوات الصوديوم 0.1 % مم فى معظم الاغذية المحفوظة كمادة
حافظة لانها تمنع نمو الفطريات على الاغذية
حمض السيتريك
H - C- COOH H
HO-C-COOH
H -C- COOH
H يوجد فى الموالح مثل الليمون بنسبة 5-7 % والبرتقال بنسبة 1 % يمنع نمو البيكتريا على الاغذية لانة يقلل الرقم الهيدروجينى يضاف على الفاكهة المجمدة ليحافظ على لونها وطعمها
حمض الاسكوربيك

يوجد فى الحمضيات (الموالح) والفواكهة والخضروات مثل الفلفل الاخضر
-يتحلل بالحرارة وفعل الهواء -نقصة يؤدى إلى تدهور بعض الوظائف الحيوية فى الجسم والاصابة بمرض الإسقربوط
حمض السلسيلك

وهو من الفيتامينات التى يحتاجها الجسم بكمية قليلة
-تصنع منة كثير من مستحضرات التجميل الخاصة بالجلد لاعطائة النعومة او للحماية من اشعة الشمس كما
-استخدم منذ عام 1829 فى علاج امراض البرد والصداع قبل اكتشاف الأسبرين الا انة كان المتسبب فى قرحة المعدة
حمض لاكتيك C3H6O3 البن الذبادى – ينتج فى العضلات اثناء بذل مجهود كبير ويسبب الم كبير جدا
علل يحول حمض البنزويك إلى الملح الصوديومى او البوتاسيومىعند استخدامة
لانة غير قابل للذوبان فى الماء فيحول إلى الملح الصوديومى او البوتاسيومى ليكون قابل الذوبان
الاحماض الامينية
- الوحدة الأساسية التى يتكون منها البروتين
- مشتقات للأحماض العضوية حيث يتكون الحمض الأمينى من إحلال مجموعة امينو محل ذرة هيدروجين من مجموعة الألكيل الموجودة فى جزىء الحمض الكربوكسيلى (العضوى )
- NH2 + H-CH2 COOH NH2CH2COOH
حمض الجلايسين حمض امينو اسيتيك حمض الأسيتيك مجموعة امينو
-الأحماض الأمينية الموجودة فى الطبيعة متعددة
- يوجد منها 20 حمض أميني فقط فى البروتينيات الطبيعية
-الأحماض الأمينية الموجودة فى البروتينيات من النوع ألفا امينو أى تكون مجموعة الأمينو متصلة بالكربون فى الوضع ألفا وهى ذرة الكربون التى تلي مجموعة الكربوكسيل مباشرة

امثلة للاحماض الامينية
*حمض الأمينو اسيتيك
ابسط أنواع الأحماض الأمينية ويعرف بحمض الجلايسينNH2CH2COOH

*حمض الآلانين ويعرف بحمض امينو بروبانويك CH3-CH-COOH
 NH2
البروتينات
- تعتبر البروتينات بوليمرات للاحماض الامينية
- جزىء الانسولين نجد ان كتلتة الجزيئية تبلغ 6000 وهو يتكون من 51 جزىء لستة عشر حمض امينى
- قد تصل الكتلة الجزيئية لبعض جزيئات البروتينات إلى اكثر من مليون كما فى الانزيمات المعقدة

يتبع

[هانى المغربى]

الموضوع صعب لكنه شيق جدا وممتع جدا جدا
فى انتظار المزيد د. ربيع
تقبل تحياتى

[د ربيع أبو الخير]

الإستــــرات

 الصيغة العامة CnH2n +2O
مركبات عضوية تنتج من تفاعل حمض كربوكسيلى مع كحول

R-C-OH +HOR R-C-OR+H2O
المجموعــة الفعالــة
مجموعة أستر مرتبطة بمجوعة ألكيل أو أريل (COOR-COOAr)
*وجود الإسترات فى الطبيعة
- تنتشر الإسترات بكثرة فى الطبيعة فهى تنتشر بكثرة فى المواد النباتية والحيوانية
-تتميز الإسترات برائحتها الزكية وهى التى تمد الفواكهة والازهار والزيوت العطرية برائحتها والنكهة الخاصة بها وقد حضرت استرات عضوية عديدة لانتاج العطور والنكهاتتجاريا وتستخدم اما بمفردها اوممزوجة بمركبات طبيعية وتقل رائحة الاستر تدريجيا بارتفاع الكتلة الجزيئية للاحماض والكحولات التى تدخل فى تكوينة كما تتغير طبية الاستر من سائل ذى رائحة ذكية إلى جسم صلب شمعى عدم الرائحة تقريبا والشموع التى يمثلها شمع النحل ماهى الا استرات ذات كتلة جزيئية مرتفعة والزيوت والدهون عبارة عن استرات مشتقة من الجليسرين وهو كحول ثلاثى الهيدروكسيل مع احماض دهنية عالية
تسمية الإسترات
تشتق التسمية الشائعة للإستر من إسم الحمض المقابل بإستبدال المقطع يك بالمقطع أت ثم يتبع ذلك إسم مجموعة الألكيل أو الأريل الموجودة فى الكحول
امثلة
مكونات الإستر صيغة الإستر الإسم الشائع
حمض أسيتيك كحول ميثيلى CH3COOCH3 اسيتات ميثيل
حمض أسيتيك كحول إيثيلى CH3COOC2H5 اسيتات إيثيل
حمض أسيتيك كحول بنزيلى CH3COOCH2C6H5 أسيتات بنزبل
حمض بنزويك كحول إيثيلى C6H5COOC2H5 بنزوات إيثيل
حمض فورميك كحول ميثيلى HCOOCH3 فورمات ميثيل
حمض بروبانيويك كحول ايثيلى C2H5COOCH3 استر بروبنوات ايثيل
تحضيـــر الآستــرات
4-تفاعل حمض مع كحول
CH3COOH +C2H5OH conc H2SO4 CH3COOC2H5 + H2O
علل يضاف حمض كبرتيك عند تحضير الاستر عند تفاعل كحول مع حمض
-يضاف حمض الكبرتيك تفاعل الكحول مع الحمض ينتج ماء فيكون التفاعل انعكاسى فيضاف الحمض لمنع التفاعل العكسى
CH3COOH +CH3OH conc H2SO4 CH3COOCH3 + H2O
الأهمية الاقتصادية للإسترات
1- صناعة العطور
2- مكسبات طعم ورائحة
3- تدخل فى تركيب الزيوت والدهون
4- صناعة الشموع مثل شمع النحل حيث هو عبارة عن إسترات للأحماض الأليفاتية طويلة السلسلة الكربونية مع كحولات طويلة السلسلة أيضا
علل تستخدم الإسترات فى صناعة العطور
لآن لها رائحة زكية
 الخواص الفيزيقية للآسترات
معظمها سوائل تقل درجة غليانها قليلا عن درجة غليان الاحماض والكحولات المتساية معها فى الكتلة الجزيئية وذلك لعدم احتوائها على مجموعة الهيدروكسيل القطبية الموجودة فى كل من الكحولات والاحماض التى تتسبب فى ربط جزيئاتها معا بروابط هيدروجينية
ملحوظــة
- تقل رائحة الإسترات مع زيادة الوزن الجزيئى للأحماض والكحولات المستخدمة فى تكوينها
الخواص الكيميائيــة للإستــر
ينتج من التحلل المائى كحول وحمض وهخو تفاعل عكس عملية الاسترة
R-COO-R+H2O RCOOH+ROH
التحلل المائى القاعدى (التصبن)
يتحلل الإستر فى وجود هيدروكسيد الصوديوم إلى ملح الحمض الصوديومى والكحول
CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH
C6H5COOC2H5 + NaOH C6H5COONa + C2H5OH
-التحلل المائي ( التصبن )
أ‌- فى وجود حمض معدني
CH3COOC2H5 + H2O H+ CH3COOH + C2H5OH
التحلل النشادرى
يتحلل الإستر فى وجود النشادر مكونا أميد الحمض العضوى
CH3COOC2H5 + NH3 C2H5OH + CH3CONH2 أسيتاميد
C6H5COOC2H5 + NH3 C2H5OH + C6H5CONH2 بنزاميد

يتبع

[د ربيع أبو الخير]

استخدامات الاسترات

1-الاسترات كدهون وزيوت
الزيوت والدهون عبارة عن استرات ناتجة من تفاعل الجليسرول مع الاحماض العضوية لذا تسمى جزيئاتها بثلاثى الجليسريد لان كل جزىء منها يتكون من تفاعل جزىء واحد جليسرول (كحول ثلاثى الهيدروكسيل) مع ثلاث جزيئات من الاحماض الدهنية قد تكون من نوع واحد ولكن غالبا ماتكون من مختلفة وقد تكون السلسلة الكربونية طويلة او قصيرة مشبعة او غير مشبعة
ch2-o-h hoo-c-r1 ch2-o-c-r1
ch-o-h + hoo-c-r2 ch-o-c-r2 + 3h2o
ch2-o-h hoo-c-r3 ch2-o-c-r3
ملحوظة
التحلل المائى للدهن او الزيت (استر ثلاثى الجيلسريد )فى جود مادة قلوية قوية مثل هيدروكسيد الصوديوم او هيدروكسيد البوتاسيوم هى اساس صناعة الصابون والجيلسرين
2-الاسترات كمكسبات طعم ورائحة
تتميز الاسترات بروائح ذكية جعلت منها مواد مهمة فى كثير الصناعات الغذائية كمكسبات طعم ورائحة ويبين الجول التالى بعض هذة الاسترات الشائعة الاستخدام
3-الاسترات كبوليمرات (البولى استر)
البولى استر هو بوليمرات تنتج من عملية تكاثف مشتركة لمونمرين احداهما لجزىء ثنائى الحامضية والآخر كحول ثنائى الهيدروكسيل
واشهر انواع البولى استرات المعروفة هو نسيج الداكرون الذى يصنع باسترة حمض التيريافثاليك والايثيلين جليكول

ho-c- -c-oh+ho-ch2-ch2oh -h2o ho-c- -c-oh-ch2-ch2oh

-وتستمر عملية التكاثف كيميائيا بان يهاجم الكحول طرف الجزىء من ناحية الحمض او يهاجم الحمض طرف الجزىء من ناحية الكحول وبتكرار عملية التكاثف يتكون جزىء طويل جدا يسمى البولى استر ونظرا لخمول الداكرون تصنع منة انابيب لاستبدال الشراين التالفة وصمامات القلب الصناعية
الاسترات كعقاقير طبية
1-زيت المروخ
الاستخدام : يستخدم كدهان موضعى حيث يمتص عن طريق الجلد لتخفيف الآلام الروماتيزمية )
الحمض العضوى المستخدم فى زيت المروخ هو حمض السلسيلك الذى يحتوى على مجموعة كربوكسيل ومجموعة هيدروكسيل ويمكنة ان يتفاعل كحمض او كحول (فينول) ويتبين ذلك من المعادلات الآتية

2-الاسبرين
الحمض العضوى المستخدم فى تحضير الاسبرين هو حمض السلسيلك الذى يحتوى على مجموعة
كربوكسيل ومجموعة هيدروكسيل ويمكنة ان يتفاعل كحمض او كحول (فينول)
*الاستخدام
يستخدم لتخفيف آلام الصداع وخفض درجات الحرارة ويقلل من جلطات الدم فيمنع حدوث
الازمات القلبية
*المادة الفعالة فى الاسبرين هى
حمض السلسيليك إلا ان اضافة مجموعة الاسيتيل الية (ch3co-) تجعلة عديم الطعم تقريبا وتقلل من حموضتة


*تحلل الاسبرين
-يتحلل الاسبرين فى الجسم وينتج حمض السلسيليك وحمض الاسيتيك وهى احماض تسبب تهيجا فى جدار المعدة وقد تسبب قرحة المعدة لذلك ينصح الاطباء بتفتيت حبة الاسبرين قبل بلعها او اخذها مذابة فى الماء

-هناك انواع من الاسبرين تكون مختلطة بمادة قلوية مثل هيدروكسيد الالومنيوم لمعادلة الحموضة الناتجة

يتبع

ا