سلسلة محاضرات فى الكيمياء العضوية أ د ربيع أبو الخير

[د ربيع]

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]

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:
1) 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]

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

[د ربيع]

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]

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

[البركان الثائر]

والله العظيم سلمت يداك
وبخاصة ذكر الاشياء التى نستخدمها دون علم بتركيبها او على الاقل فكرة الصنع
حياك الله

[هبه محمد]

ماشاء الله د ربيع مجهود هايل
دمت متميز وصاحب المواضيع المفيده
بارك الله فيك

[شلبي سعيد]

سلمت اناملك يازعيم
والله فكرتني باستاذ المادة بالقسم

وكانت من احب المواد الي قلبي

خالص تقديري لشخصك الكريم

تقبل مروري

[محمد كامل]

الاستاذ الدكتور ربيع
رائع ما نراه فى موضوعاتك
جزاك الله خيرا
على نشر العلم
لك كل تقديرى وشكرى
لشخصكم الكريم
تقبل تحياتى
محمد كامل

[رشاد امبابي]

احيك دكتور ربيع وادعو الله ان يبارك لنا في علمك.,