Enol w chemii organicznej

 

Niektóre grupy związków na przykład enole są wyjątkowymi grupami, rzadko spotykanymi w szkole i na uczelniach, a mogą przykładowo pojawić się na maturze z chemii lub egzaminie, dlatego jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o enolach, reakcji Kuczerowa i innych chemicznych rzeczach to zapraszam Cię do lektury 🙂

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o alkoholach i enolach to koniecznie sprawdź nasz kurs o alkoholach w Akademia Chemii ELEMENTUM!

 

 

Zanim zaczniesz czytać artykuł mam dla Ciebie zagadkę. Jeśli znasz odpowiedź na nią to podziel się nią w komentarzu już teraz!

 

Zagadka o enolach

Poli(alkohol winylowy) PVA znajduje szerokie zastosowanie przy produkcji rękawic ochronnych lub nici chirurgicznych. PVA otrzymuje się przez hydrolizę poli(octanu winylu).
Dlaczego PVA nie może być otrzymany bezpośrednio ze swojego monomeru?

 

Nazwa ,,enol”

Sama nazwa ,,enol” może budzić wątpliwości i skłaniać nas ku wątpliwości, że jest jeszcze grupa związków, której nie znamy. Jednak obawy najlepiej odłożyć na bok i skupić się na samej nazwie en – ol. Nazwa przedstawia budowę tych związków. ,,En” – sygnalizuje nam wiązanie podwójne a ,,ol” – wskazuje na alkohol. Możemy powiedzieć, że jest to cząsteczka, z wiązaniem podwójnym przy grupie hydroksylowej.

Enole są dosyć ciekawym przypadkiem, ponieważ mogą bardzo sprawnie przenosić proton pomiędzy wiązaniem podwójnym węgiel-węgiel a grupą hydroksylową tworząc bardziej trwały związek karbonylowy. Takie przejście wewnątrzcząsteczkowe protonu nazywamy tautomerią.

 

 Mechanizm tautomerii keto-enolowej

 

Skąd wiemy o istnieniu enoli?

O istnieniu enoli wiemy dzięki wykonaniu widma NMR w D₂O (artykuł o wodzie ciężkiej warty przeczytania!), który pokazuje brak sygnałów od protonów sąsiadujących z grupą karbonylową. Dodatkowo wykonanie widma masowego wyizolowanego związku potwierdza obecność atomów deuteru w strukturze.

Kationy deuteru obecne w roztworze są przechwytywane przez wiązania podwójne i wymieniane z protonami.

 

Trwałe termodynamicznie enole

Z wykresu 1 dowiedzieliśmy się, że forma ketonowa jest bardziej trwała, jednak zdarzają się cząsteczki, które mogą tworzyć trwałe enole w związkach 1,3 – dikarbonylowych. Przeniesienie protonu wewnątrz cząsteczki nazywane tautomerią oraz dodatkowe wewnątrzcząsteczkowe wiązanie wodorowe wpływa na stabilność enolu.

 

Przykład:

Dimedon (5,5 – dimetylocykloheksano-1,3-dion) stosuje się jako odczynnik przy analizie aldehydów. Powiedzmy, że chcielibyśmy wykonać analizę na przykład formaldehydu. Kupujemy odczynnik, sprawdzamy jego czystość wykonując widmo NMR…. i okazuje się, że mamy tam jeszcze jeden związek! – formę enolową dimedonu.

 

Przejście formy enolowej dimedonu w formę ketonową.

 

Reakcja Kuczerowa ( enol )

Michaił Kuczerow był rosyjskim chemikiem organikiem. Blisko 140 lat temu odkrył niezwykle ważną metodę hydratacji alkinów w obecności kwasu oraz soli rtęciowych(poniżej znajdziecie mechanizm). Dzięki tej reakcji produkowano przy wydajności reakcji ok. 80% aldehyd octowy(etanal) w Europie do wynalezienia procesu Wackera(w procesie nie stosuje się szkodliwej rtęci).

A pamiętajmy, że aldehyd octowy jest związkiem pośrednim wykorzystywany do produkcji na przykład kwasu octowego, 1,3-butadienu, bezwodnika octowego i innych.

 

Alkiny nie reagują z wodą w obecności kwasu tak jak reagowały alkeny, jednak z dodatkiem kwasu Lewisa jakim są jony rtęci(II), alkiny również ulegają addycji elektrofilowej z regioselektywnością zgodną z regułą Markownikowa. W reakcji tworzy się enol, który jak już wyżej wspomniano ulega przegrupowaniu ( tautomeria keto-enolowa).

 

Etapy reakcji addycji elektrofilowej

1. Pierwszym etapem jest atak elektronów pi wiązania węgiel – węgiel na elektrofilowy jon rtęci(II).
2. W kolejnym kroku na utworzony karbokation atakuje wolna para elektronowa wody.
3. Następnie woda zabiera proton z enolu.
4. Zachodzi wymiana jonów rtęci na proton
5. Tautomeryzacja enolu prowadzi do ketonu, w tym przypadku otrzymaliśmy aceton.

 

Podsumowanie artykułu o enolach

Enole to stosunkowo prosta do zapamiętania grupa związków. Posiada ona grupę hydroksylową zawartą przy wiązaniu podwójnym. To najczęściej wpływa na proste przegrupowanie protonu nazywane tautomerią. Następstwo przegrupowania enolu do grupy karbonylowej pozwala otrzymać aldehydy lub ketony, przykładem jest reakcja Kuczerowa, dawniej stosowana do produkcji aldehydu octowego z którego można otrzymać szeroką bazę innych związków.

 

Rozwiązanie zagadki!

Alkohol winylowy jest nietrwały, ulega tautomerii keto-enolowej i przekształca się w aldehyd octowy(etanal).

Czy artykuł dotyczący enoli  jest dla Ciebie wartościowy? Daj koniecznie znać w komentarzu!

Gdybyście mieli do tej treści pytania, albo chcieli poznać więcej szczegółów o enolach to piszcie do nas na adres: elementum.edu@gmail.com

Na koniec pamiętaj o tym…

• aby być na bieżąco z naukową wiedzą śledź nasz fanpage FB.
• że jeśli zainteresował Cię temat i chciałbyś dowiedzieć się więcej lub przygotować się do matury z chemii to zapraszamy do umówienia się na lekcję z chemii (korepetycje chemia) do naszego eksperta!

Autor: Maciej Młodziejewski, ELEMENTUM