reactions org chem

SN2

Herken aan: primair (of methyl) C-halogenide/alcohol + sterk, ongehinderd nucleofiel (OH⁻, CN⁻, RO⁻). Mechanisme: 1 stap (concerted), nucleofiel valt van achterkant aan terwijl leaving group vertrekt → inversie van configuratie. Snelheid hangt af van [substraat] én [nucleofiel]. Werkt niet bij tertiair (sterische hindering).

SN1

Herken aan: secundair/tertiair C-halogenide/alcohol + zwak nucleofiel, vaak protisch/zuur milieu (H₂O, ROH, HX). Mechanisme: 2 stappen via carbokation — (1) LG vertrekt spontaan → vlak carbokation, (2) nucleofiel valt van beide kanten aan → racemisch mengsel. Snelheid hangt alleen af van [substraat]. Hoe stabieler carbokation (tertiair>secundair), hoe sneller.

E2

Herken aan: elke graad C-halogenide + sterke, geconcentreerde base (OH⁻, OR⁻), vaak verhit. Mechanisme: 1 stap (concerted), base trekt β-H weg terwijl C-LG-binding tegelijk breekt → C=C. Anti-periplanaire geometrie vereist. Bij meerdere β-H's: Zaitsev (meest gesubstitueerd alkeen = hoofdproduct).

E1

Herken aan: secundair/tertiair C-halogenide/alcohol + zwakke base/nucleofiel, vaak verhit (concurreert altijd met SN1). Mechanisme: 2 stappen via hetzelfde carbokation als SN1 — (1) LG vertrekt → carbokation, (2) base trekt β-H weg → C=C. SN1 en E1 treden meestal samen op.

Elektrofiele additie (aan alkeen)

Herken aan: alkeen (C=C) + X₂ (Cl₂/Br₂), HX, of H₂O/H⁺. Mechanisme: π-elektronen vallen elektrofiel aan → carbokation (bij HX/H₂O, Markovnikov: + op meest gesubstitueerde C) of cyclisch halonium-ion (bij X₂ → anti-additie), daarna valt nucleofiel (X⁻, H₂O) aan.

Elektrofiele aromatische substitutie (EAS)

Herken aan: benzeenring + elektrofiel (Br₂/FeBr₃, HNO₃/H₂SO₄, RCl/AlCl₃). Mechanisme: elektrofiel valt aan op ring → arenium-ion (verlies aromaticiteit, resonantie-gestabiliseerd) → H⁺ vertrekt om aromaticiteit te herstellen. Substitutie i.p.v. additie, want aromaticiteit "wint".

Nucleofiele additie (aan aldehyde/keton)

Herken aan: C=O (aldehyde/keton, géén leaving group op de C) + nucleofiel (CN⁻, H⁻, RMgX, ROH). Mechanisme: 1 stap, Nu valt aan op δ⁺ carbonyl-C, elektronen van C=O naar O⁻ → tetraëdrisch alkoxide-tussenproduct, daarna geprotoneerd. Geen leaving group → stopt hier.

Nucleofiele acylsubstitutie (additie-eliminatie)

Herken aan: carbonyl mét leaving group (ester, amide, zuurchloride, anhydride) + nucleofiel (OH⁻, H₂O, ROH, amine). Mechanisme: 2 fasen — (1) additie van Nu aan carbonyl-C → tetraëdrisch tussenproduct, (2) eliminatie: oorspronkelijke groep vertrekt, C=O herstelt. Netto: LG vervangen door Nu.

Aldoladditie

Herken aan: 2× aldehyde/keton met minstens 1 α-H + katalytische base (OH⁻) of zuur. Mechanisme: base deprotoneert α-H → enolaat (nucleofiel) valt aan op C=O van tweede molecuul → β-hydroxycarbonylverbinding. Stopt hier als er géén tweede α-H overblijft voor eliminatie.

Aldolcondensatie

Herken aan: zelfde als aldoladditie, maar met verhitting en een tweede beschikbare α-H op het reagerende C. Mechanisme: na aldoladditie volgt base-gekatalyseerde E1cb-eliminatie (β-H + OH weg) → α,β-onverzadigd carbonylverbinding (geconjugeerd, thermodynamisch gunstig)

Claisen-condensatie

Herken aan: 2× ester met α-H + stoichiometrische sterke base (meestal dezelfde alkoxide als in de ester). Mechanisme: base deprotoneert α-H → enolaat valt aan op carbonyl-C van tweede ester → tetraëdrisch tussenproduct → OR⁻ vertrekt als leaving group → β-ketoester. Verschil met aldol: hier ís een leaving group, dus substitutie i.p.v. stoppen bij additieproduct.

Oxidatie van alcoholen (KMnO₄/Jones)

Herken aan: primaire of secundaire alcohol + KMnO₄ (of Cr-reagens, bv. Jones). Resultaat: primair → carbonzuur (via aldehyde, met overmaat oxidans); secundair → keton; tertiair → geen reactie (geen H op de C om te verwijderen).