ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Χρήστος Γ. Αμοργιανιώτης ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας κ Υδάτινου Περιβάλλοντος 13.ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΙIΙ ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Χρήστος Γ. Αμοργιανιώτης

ΑΡΩΜΑΤΙΚΟΙ ΥΔΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΕΣ Αρχικά ο όρος αρωματικές ενώσεις χρησιμοποιήθηκε για να περιγράψει μια σειρά ενώσεων με ευχάριστη οσμή που βρίσκονται σε φυσικά προϊόντα όπως η βενζαλδεΰδη (στα κεράσια, αμύγδαλα), βανιλίνη κ.λ.π. Από μελέτες που ακολούθησαν έγινε φανερό ότι οι ενώσεις αυτές εμφανίζουν ιδιόμορφες φυσικές και χημικές ιδιότητες οι οποίες αποδίδονται με τον όρο αρωματικός χαρακτήρας (χωρίς αυτό απαραίτητα να σχετίζεται με το άρωμα τους). Οι πιο γνωστοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες είναι το βενζόλιο και τα ομόλογα του. Το μόριο του βενζολίου (C6H6) είναι κυκλικό και αποτελείται από έξι άτομα άνθρακα με εναλλασσόμενους απλούς και διπλούς δεσμούς μεταξύ τους (συζυγιακό σύστημα). Η ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας κ Υδάτινου Περιβάλλοντος ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Χρήστος Γ. Αμοργιανιώτης

ΒΕΝΖΟΛΙΟ Το μόριο του βενζολίου συμβολίζεται κυρίως με το τύπο (2), δηλαδή ως εξάγωνο με ένα κύκλο στο κέντρο που δηλώνει τον ενδιάμεσο χαρακτήρα (μεταξύ απλού και διπλού) των έξι δεσμών λόγω συντονισμού. Το βενζόλιο παρά τον ακόρεστο χαρακτήρα του εμφα- νίζει μεγάλη σταθερότητα. Όταν δύο ομάδες υπάρχουν στο βενζολικό πυρήνα, τρεις είναι οι πιθανές διευθετήσεις: Οι αριθμοί 1,2,3,4 αναφέρονται σε άτομα άνθρακα του κυκλικού δακτυλίου του βενζολίου. G G G 1 1 1 2 3 4 Δύο ομάδες 1,2 ή όρθο- Δύο ομάδες 1,3 ή μετα- Δύο ομάδες 1,4 ή παρα- ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας κ Υδάτινου Περιβάλλοντος ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Χρήστος Γ. Αμοργιανιώτης

ΒΕΝΖΟΛΙΟ Οι περισσότερες απλές αρωματικές ενώσεις ονομάζονται ως παράγωγα του βενζολίου. Ονοματίζουμε τους υποκαταστάτες και τις θέσεις του στον βενζολικό δακτύλιο ΝΟ2 CH3 NH2 C=O C=O ΗO H Νιτροβενζόλιο Τολουόλιο ή Ανιλίνη ή Βενζοϊκό Οξύ Βενζαλδεϋδη μέθυλο βενζόλιο άμινο-βενζόλιο CH2CH3 OH OCH 3 Br Αιθυλοβενζόλιο Φαινόλη Ανισόλη Βρωμοβενζόλιο Cl Br NO2 Cl Cl CH3 NO2 1,3,5 Τριχλωροβενζόλιο Παρα-Δινιτροβενζόλιο 1-Βρωμο-3-μεθυλοβενζόλιο ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας κ Υδάτινου Περιβάλλοντος ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Χρήστος Γ. Αμοργιανιώτης

ΑΙΘΕΡΕΣ-ΑΛΚΟΟΛΕΣ-ΦΑΙΝΟΛΕΣ-ΘΕΙΟΛΕΣ Οι αιθέρες και οι αλκοόλες ακολουθούν τον ίδιο γενικό μοριακό τύπο CvH2v+2O και εμφανίζουν ισομέρεια ομόλογης σειράς. Οι αλκοόλες μπορούν να γραφούν με γενικό μοριακό τύπο CvH2v+1OH και συμβολίζονται R-OH. Αλκοόλη είναι μία οργανική ένωση που περιέχει την υδροξυλομάδα (-ΟΗ) ενωμένη με μια αλκυλομάδα. Οι υδροξυλομάδες και κατ’ επέκταση οι αλκοόλες είναι πολικές ενώσεις. Τα άτομα του πολικού δεσμού είναι το οξυγόνο και το υδρογόνο και είναι δυνατό να σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου μεταξύ αλκοολών. Οι αλκοόλες είναι αρκετά διαλυτές στο νερό (σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου) Όσο αυξάνει η μη πολική αλυσίδα τόσο αυξένει η δράση του μη πολικού τμήματος της ΑΛΚΟΟΛΕΣ Ο Η R δ+ δ- ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας κ Υδάτινου Περιβάλλοντος ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Χρήστος Γ. Αμοργιανιώτης

ΟΝΟΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΑΛΚΟΟΛΩΝ α) Προσδιορισμός αλυσίδας με περισσότερους άνθρακα που περιέχουν υδροξυλομάδα. β) Η κατάληξη από –άνιο μετετρέπεται –όλη. γ) Ο άνθρακας που συνδέεται με την υδροξυλομάδα παίρνει τον μικρότερο αριθμό. δ) Αλκοόλες που περιέχουν δύο υδροξυλομάδες ονομάζονται –διόλες. ε) Όταν συνυπάρχουν πολλαπλός δεσμός και χαρακτηρίζεται ομάδα η αρίθμηση αρχίζει από την άκρη που είναι πλησιέστερη στη χαρακτηριστική ομάδα. CH3CHCH3 HOCH2CH2OH CH3CH2OH OH 2-προπανόλη 1,2 αιθανοδιόλη αιθανόλη CH3CHCH2CH2CH2OH CH2CH2CH2 CH2=CCH2CH2 CHCH3 CH2CH3 OH OH CH3 OH 4-μέθυλο-1-εξανόλη 1,3 προπανοδιόλη 5-μέθυλο-5-εξεν-2-όλη ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας κ Υδάτινου Περιβάλλοντος ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Χρήστος Γ. Αμοργιανιώτης

ΑΛΚΟΟΛΕΣ Τον αριθμό των –ΟΗ στο μόριο τους: Οι αλκοόλες διακρίνονται ανάλογα με: Τον αριθμό των –ΟΗ στο μόριο τους: σε μονοσθενείς (ένα –ΟΗ), δισθενείς (δύο –ΟΗ), τρισθενείς (τρία –ΟΗ) και πολυσθενείς αλκοόλες. Μονοσθενής CH3CH2-OH (αιθανόλη) Δισθενής HO-CH2CH2-OH (1, 2-αιθανο-διόλη ή γλυκόλη) Τρισθενής HO-CH2CH(OH)CH2-OH (1,2,3- προπανο-τριόλη ή γλυκερόλη) 2. Με τον αριθμό των αλκυλίων που συνδέονται με το άτομο άνθρακα που φέρει το –ΟΗ: σε πρωτοταγείς, δευτεροταγείς και τριτοταγείς: Στις πρωτοταγείς αλκοόλες ο άνθρακας που φέρει την –ΟΗ συνδέεται με ένα μόνο ακόμα άτομο άνθρακα και έχει δύο υδρογόνα. Στις δευτεροταγείς αλκοόλες ο άνθρακας που φέρει την –ΟΗ συνδέεται με δύο ακόμα άτομα άνθρακα και έχει έναυδρογόνο. Στις τριτοταγείς αλκοόλες ο άνθρακας που φέρει την –ΟΗ συνδέεται με τρία ακόμα άτομα άνθρακα και δεν έχει υδρογόνο. ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας κ Υδάτινου Περιβάλλοντος ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Χρήστος Γ. Αμοργιανιώτης

ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΑΛΚΟΟΛΩΝ Αφυδάτωση αλκοολών Η αφυδάτωση των αλκοολών γίνεται με απόσπαση ενός μορίου νερού (Η-ΟΗ) και οδηγεί στο σχηματισμό αλκενίων CH3CHCHCH2 CH3CH2CH=CH2 + CH3CH=CHCH3 Η OH Η κύριο προϊόν 2. Οξείδωση αλκοολών Η οξείδωση είναι μια σπουδαία ιδιότητα των αλκοολών και το προϊόν εξαρτάται από το είδος της αλκοόλης και το οξειδωτικό μέσο το οποίο συμβολίζουμε γενικά [Ο] i) Οξείδωση πρωτοταγών αλκοολών Οι πρωτοταγείς αλκοόλες οξειδώνονται σε δύο στάδια. Αρχικά λαμβάνει χώρα η αφυδρογόνωση προς σχηματισμό αλεϋδών και στη συνέχεια οι αλδεΰδες οξειδώνονται περαιτέρω και σχηματίζονται καρβοξυλικά οξέα H+ Θέρμανση Οι πρωτοταγείς αλ-κοόλες έχουν δύο υδρογόνα και οξει-δώνονται σε δύο στάδια Πρωτοταγής αλκόλη Αλδεΰδη Καρβοξυλικό Οξύ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας κ Υδάτινου Περιβάλλοντος ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Χρήστος Γ. Αμοργιανιώτης

ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΑΛΚΟΟΛΩΝ ii) Οξείδωση δευτεροταγών αλκοολών Οι δευτεροταγείς αλκοόλες οξειδώνονται προς κετόνες. Η διαδικασία είναι μια αντίδραση ενός σταδίου. iii)Οξείδωση τριτοταγών αλκοολών Οι τριτοταγείς αλκοόλες δεν οξειδώνονται (μόνο κάτω από πολύ δραστικές συνθήκες που οδηγούν σε διάσπαση της ανθρακικής τους αλυσίδας). Οι δευτεροταγείς αλκοόλες έχουν ένα υδρογόνο και οξειδώνονται σε ένα στάδιο Δευτεροταγής αλκόλη Κετόνη . Οι τριτοταγείς αλκοόλες δεν έχουν κανένα υδρογόνο και δεν οξειδώνονται R ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας κ Υδάτινου Περιβάλλοντος ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Χρήστος Γ. Αμοργιανιώτης

ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΑΝΑΓΩΓΗ ΑΛΚΟΟΛΩΝ Για την οξείδωση των αλκοολών χρησιμοποιούνται συνήθη οξειδωτικά μέσα [Ο] όπως τα όξινα διαλύματα ΚΜnO4 (υπερμαγγανικό κάλιο) και Κ2Cr2O7 (διχρωμικό κάλιο). Τα παραπάνω διαλύματα είναι έγχρωμα (KMnO4, ερυθρό και Κ2Cr2O7, πορτοκαλί) και παρουσία πρωτοταγών ή δευτεροταγών αλκοολών αποχρωματίζεται το διάλυμα του ΚMnO4 ενώ το διάλυμα K2Cr2O7 αλλάζει χρώμα και γίνεται πράσινο. Γενικά ως οξείδωση ορίζεται η αντίδραση κατά την οποία λαμβάνει χώρα η αποβολή ηλεκτρονίων ενώ κατά την αναγωγή γίνεται πρόσληψη ηλεκτρονίων. Η οξείδωση των οργανικών ενώσεων μπορούμε να πούμε ότι λαμβάνει χώρα με: • Αποβολή ατόμων υδρογόνου • Με πρόσληψη ατόμων οξυγόνου Αντίθετα η αναγωγή των οργανικών ενώσεων πραγματοποιείται με: • Πρόσληψη ατόμων υδρογόνου είτε • Με αποβολή ατόμων οξυγόνου ή άζωτο, αλογόνα. ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας κ Υδάτινου Περιβάλλοντος ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Χρήστος Γ. Αμοργιανιώτης

ΑΙΘΕΡΕΣ Διμεθυλαιθέρας Αιθυλ-μεθυλ-αιθέρας Αιθυλ-ισοπρόπυλαιθέρας Οι αιθέρες έχουν γενική μορφή R – O – R και δομικά μοιάζουν με τις αλκοόλες (R-O-H). Oι δεσμοί C – O – C των αιθέρων είναι πολικοί και έτσι τα μόρια παρουσιάζουν πολικότητα. Δεν δημιουργούν δεσμούς υδρογόνου, όπως οι αλκοόλες. Οι αιθέρες διακρίνονται σε: απλούς (οι δύο αλκυλομάδες R είναι όμοιες) και συμβολίζονται R-O-R μικτούς (οι δύο αλκυλομάδες R διαφέρουν) και συμβολίζονται R-O-R΄ Οι αιθέρες ονομάζονται προσθέτοντας μπροστά από τη λέξη αιθέρας τα ονόματα των δύο αλκυλομάδων που συνδέονται με το οξυγόνο. Τα ονόματα των δύο αλκυλομάδων μπορεί να τοποθετηθούν είτε αλφαβητικά ή κατά σειρά μεγέθους. CH3 Ο CH3 CH3 Ο CH2CH3 CH3CH2 O CH(CH3)2 Διμεθυλαιθέρας Αιθυλ-μεθυλ-αιθέρας Αιθυλ-ισοπρόπυλαιθέρας Είναι ιδιαίτερα αδρανείς ενώσεις, αλλά εξαιρετικά πτητικοί και εύλεκτοι (οξειδώνονται εύκολα στον αέρα). Οι αλογωνομένοι χρησιμοποιούνται ως αναισθητικά μέσα. ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας κ Υδάτινου Περιβάλλοντος ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Χρήστος Γ. Αμοργιανιώτης

ΘΕΙΟΛΕΣ Οι θειόλες R-SH μπορούν να θεωρηθούν θειούχα ανάλογα των αλκοολών και χαρακτηρίζονται από την ομάδα –SH η οποία αποκαλείται μερκαπτο ή σουλφυδρυλο ομάδα. Η οξείδωση των θειολών που οδηγεί στο σχηματισμό δισουλφιδίων (RS-SR΄) παρουσιάζει έντονο βιοχημικό ενδιαφέρον. RSH + HSR΄ →RS—SR΄ Το αμινοξύ κυστεϊνη είναι μια θειόλη εξαιρετική σημαντική στη διατήρηση της χωροδιάταξης των πρωτεϊνών. Ο δισουλφιδικός δεσμός (δισουλφιδική γέφυρα) ο οποίος σχηματίζεται μεταξύ των κυστείνων (αμινοξύ) μέσω σύνδεσης σουλφυδρυλικών ομάδων συμβάλει στη σταθεροποίηση των ανωτέρων δομών των πρωτεϊνών. ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Τμήμα Γεωπονίας Ιχθυολογίας κ Υδάτινου Περιβάλλοντος ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Χρήστος Γ. Αμοργιανιώτης