Organic Chemistry (LAQs)

Chemistry-2 | 11. Organic Chemistry – LAQs:
Welcome to LAQs in Chapter 11: Organic Chemistry. This page includes the key FAQs for Long Answer Questions. Answers are provided in simple English, with a Telugu explanation, and formatted according to the exam style. This will aid in thorough preparation and securing top marks in your final exams.


LAQ-1 : Write the following named reactions with one example for each. a)Williamson’s synthesis b) Reimer – Tiemann reaction
c) Carbylamine reaction d) Kolbe reaction

For Backbenchers 😎

In organic chemistry, we learn about four big reactions that help us create and change organic compounds. These reactions are like special tools in a chemist’s toolbox, each with its own job and way of working. Let’s take a look at them one by one.

First, there’s Williamson’s Synthesis. This reaction is all about making ethers, which are compounds often used as solvents or in making other chemicals. It happens when an alkoxide ion joins with a primary alkyl halide or tosylate. For example, when ethoxide ion meets methyl chloride, they team up to make ethyl methyl ether.

Next up is the Reimer-Tiemann Reaction. This one is about changing phenols into something called ortho-hydroxybenzaldehydes. It’s like giving a makeover to phenols, which are compounds found in things like essential oils. To do this, we mix phenol with chloroform and sodium hydroxide, and out comes salicylaldehyde.

Then, we have the Carbylamine Reaction. This reaction is used to make isocyanides, which are compounds used in making things like pharmaceuticals. It happens when a primary amine meets chloroform and an alkali. For instance, when methylamine joins chloroform and potassium hydroxide, it transforms into methyl isocyanide.

Last but not least, we have the Kolbe Reaction. This reaction is like a magic trick – it turns sodium or potassium salts of carboxylic acids into alkanes. These alkanes are important because they’re used in making all sorts of things, from plastics to fuels. For example, when we pass electricity through sodium acetate, it turns into ethane.

So, these four reactions – Williamson’s Synthesis, Reimer-Tiemann Reaction, Carbylamine Reaction, and Kolbe Reaction – are like the heroes of organic chemistry, helping us create and change organic compounds in all sorts of amazing ways.

మన తెలుగులో

ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీలో, సేంద్రీయ సమ్మేళనాలను సృష్టించడానికి మరియు మార్చడానికి మాకు సహాయపడే నాలుగు పెద్ద ప్రతిచర్యల గురించి మేము తెలుసుకుంటాము. ఈ ప్రతిచర్యలు రసాయన శాస్త్రవేత్త యొక్క టూల్‌బాక్స్‌లోని ప్రత్యేక సాధనాల వలె ఉంటాయి, ప్రతి ఒక్కటి దాని స్వంత పని మరియు పని విధానాన్ని కలిగి ఉంటాయి. వాటిని ఒక్కొక్కటిగా పరిశీలిద్దాం.

మొదట, విలియమ్సన్ సంశ్లేషణ ఉంది. ఈ ప్రతిచర్య అనేది ఈథర్‌లను తయారు చేయడం గురించి, ఇవి తరచుగా ద్రావకాలుగా లేదా ఇతర రసాయనాలను తయారు చేయడంలో ఉపయోగించే సమ్మేళనాలు. ఆల్కాక్సైడ్ అయాన్ ప్రాథమిక ఆల్కైల్ హాలైడ్ లేదా టోసైలేట్‌తో కలిసినప్పుడు ఇది జరుగుతుంది. ఉదాహరణకు, ఇథాక్సైడ్ అయాన్ మిథైల్ క్లోరైడ్‌ను కలిసినప్పుడు, వారు ఇథైల్ మిథైల్ ఈథర్‌ను తయారు చేయడానికి జట్టుకట్టారు.

తదుపరిది Reimer-Tiemann ప్రతిచర్య. ఇది ఫినాల్స్‌ను ఆర్థో-హైడ్రాక్సీబెంజాల్డిహైడ్‌లుగా మార్చడం. ఇది ముఖ్యమైన నూనెల వంటి వాటిలో ఉండే సమ్మేళనాలు అయిన ఫినాల్స్‌కు మేక్ఓవర్ ఇవ్వడం లాంటిది. దీన్ని చేయడానికి, మేము ఫినాల్‌ను క్లోరోఫామ్ మరియు సోడియం హైడ్రాక్సైడ్‌తో కలుపుతాము మరియు సాలిసైలాల్డిహైడ్ బయటకు వస్తుంది.

అప్పుడు, మనకు కార్బిలమైన్ రియాక్షన్ ఉంటుంది. ఈ ప్రతిచర్య ఐసోసైనైడ్లను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, ఇవి ఫార్మాస్యూటికల్స్ వంటి వాటిని తయారు చేయడానికి ఉపయోగించే సమ్మేళనాలు. ఒక ప్రాధమిక అమైన్ క్లోరోఫామ్ మరియు ఆల్కలీని కలిసినప్పుడు ఇది జరుగుతుంది. ఉదాహరణకు, మిథైలమైన్ క్లోరోఫామ్ మరియు పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను కలిసినప్పుడు, అది మిథైల్ ఐసోసైనైడ్‌గా మారుతుంది.

చివరిది కానీ, మాకు కోల్బే రియాక్షన్ ఉంది. ఈ ప్రతిచర్య ఒక మేజిక్ ట్రిక్ లాంటిది – ఇది కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్లాల సోడియం లేదా పొటాషియం లవణాలను ఆల్కనేస్‌గా మారుస్తుంది. ఈ ఆల్కనేలు ముఖ్యమైనవి ఎందుకంటే అవి ప్లాస్టిక్‌ల నుండి ఇంధనాల వరకు అన్ని రకాల వస్తువులను తయారు చేయడంలో ఉపయోగించబడతాయి. ఉదాహరణకు, సోడియం అసిటేట్ ద్వారా విద్యుత్తును పంపినప్పుడు, అది ఈథేన్‌గా మారుతుంది.

కాబట్టి, ఈ నాలుగు ప్రతిచర్యలు – విలియమ్సన్ సింథసిస్, రీమర్-టైమాన్ రియాక్షన్, కార్బిలమైన్ రియాక్షన్ మరియు కోల్బే రియాక్షన్ – ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీ యొక్క హీరోల వలె ఉంటాయి, అన్ని రకాల అద్భుతమైన మార్గాల్లో సేంద్రీయ సమ్మేళనాలను రూపొందించడంలో మరియు మార్చడంలో మాకు సహాయపడతాయి.

Introduction

This section delves into four significant named reactions in organic chemistry: Williamson’s synthesis, Reimer-Tiemann reaction, Carbylamine reaction, and Kolbe reaction. Each of these reactions showcases unique methods for synthesizing or transforming organic compounds, playing crucial roles in the development of various organic substances. An understanding of these reactions and their examples is essential for students studying organic chemistry.

  1. Williamson’s Synthesis
    • Definition: A reaction used for the ether synthesis where an alkoxide ion reacts with a primary alkyl halide or tosylate.
    • Example: Ethoxide ion reacting with methyl chloride to form ethyl methyl ether.
      $$CH_3CH_2O^- + CH_3Cl \rightarrow CH_3CH_2OCH_3$$
  2. Reimer – Tiemann Reaction
    • Definition: A reaction that involves the formylation of phenols, typically using chloroform and an aqueous base, to produce ortho-hydroxybenzaldehydes.
    • Example: Phenol reacting with chloroform in the presence of sodium hydroxide to yield salicylaldehyde.
      $$C_6H_5OH + CHCl_3 + NaOH \rightarrow C_6H_4CHO + 3NaCl + 2H_2O$$
  3. Carbylamine Reaction
    • Definition: A reaction for synthesizing isocyanides from primary amines using chloroform and an alkali.
    • Example: Methylamine reacting with chloroform and potassium hydroxide to form methyl isocyanide.
      $$CH_3NH_2 + CHCl_3 + 3KOH \rightarrow CH_3NC + 3KCl + 3H_2O$$
  4. Kolbe Reaction
    • Definition: A reaction that involves the electrolytic synthesis of alkanes from the sodium or potassium salts of carboxylic acids.
    • Example: The electrolysis of sodium acetate leading to the formation of ethane.
      $$2 CH_3COONa \rightarrow CH_3CH_3 + 2 CO_2 + 2 NaOH$$

Summary

The Williamson’s synthesis, Reimer-Tiemann reaction, Carbylamine reaction, and Kolbe reaction are fundamental named reactions in organic chemistry, each providing a method for creating ethers, aldehydes, isocyanides, and alkanes, respectively. These reactions highlight the diversity and complexity of organic synthesis, offering students valuable insights into the chemical processes that underpin the creation of a wide range of organic compounds.


LAQ-2 : Write the following named reactions with one example for each. a)Decarboxylation b) Wurtz – Fitting reaction c) Cannizzaro reaction d) Aldol condensation reaction e) Cross Aldol condensation.

For Backbenchers 😎

In organic chemistry, there are some special reactions that chemists use to change and create different organic compounds. Let’s talk about five of them in simpler terms.

First is Decarboxylation. It’s like removing a piece from a puzzle. You take a specific part called the carboxyl group from a certain type of molecule called a carboxylic acid. When this happens, a gas called carbon dioxide is released. For example, if you heat up sodium acetate with something called sodium hydroxide, it turns into a simple organic compound called ethane.

Next is the Wurtz-Fitting Reaction. Imagine mixing two different kinds of pieces from two different puzzles together. In this reaction, we mix something called an alkyl halide with another thing called an aryl halide. When we add a metal called sodium, they stick together to form a new compound. For example, mixing bromobenzene with chloroethane and adding sodium gives us ethylbenzene.

Then there’s the Cannizzaro Reaction. This one is like a chemical magic trick! It happens when a specific type of molecule called an aldehyde meets a strong base. During this reaction, the aldehyde changes into two different things at the same time, creating alcohol and another compound. For example, when formaldehyde meets potassium hydroxide, it turns into a new compound called methanol and something called potassium formate.

Next up is the Aldol Condensation Reaction. Picture joining two pieces of a puzzle together. In this reaction, a certain type of molecule called an aldehyde or ketone joins with another one like it with the help of a special base. When they come together, they form a new compound. For instance, when acetaldehyde meets a base, it forms a compound called 3-hydroxybutanal, and after that, it changes into crotonaldehyde.

Lastly, we have the Cross Aldol Condensation. This reaction is like mixing and matching puzzle pieces from different sets. Here, two different aldehydes or ketones come together with a base, and they create a new compound. For example, when acetone and formaldehyde mix, they form a compound called 4-hydroxybutanal.

So, these named reactions – Decarboxylation, Wurtz-Fitting Reaction, Cannizzaro Reaction, Aldol Condensation Reaction, and Cross Aldol Condensation – are like special tools that chemists use to make and change organic compounds in interesting ways.

మన తెలుగులో

ఆర్గానిక్ కెమిస్ట్రీలో, రసాయన శాస్త్రవేత్తలు వివిధ సేంద్రీయ సమ్మేళనాలను మార్చడానికి మరియు సృష్టించడానికి ఉపయోగించే కొన్ని ప్రత్యేక ప్రతిచర్యలు ఉన్నాయి. వాటిలో ఐదు గురించి సరళమైన పదాలలో మాట్లాడుకుందాం.

మొదటిది డెకార్బాక్సిలేషన్. ఇది ఒక పజిల్ నుండి ఒక భాగాన్ని తీసివేయడం లాంటిది. మీరు కార్బాక్సిలిక్ యాసిడ్ అని పిలువబడే ఒక నిర్దిష్ట రకం అణువు నుండి కార్బాక్సిల్ సమూహం అని పిలువబడే నిర్దిష్ట భాగాన్ని తీసుకుంటారు. ఇది జరిగినప్పుడు, కార్బన్ డయాక్సైడ్ అనే వాయువు విడుదల అవుతుంది. ఉదాహరణకు, మీరు సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ అని పిలువబడే దానితో సోడియం అసిటేట్‌ను వేడి చేస్తే, అది ఈథేన్ అనే సాధారణ సేంద్రీయ సమ్మేళనంగా మారుతుంది.

తదుపరిది వర్ట్జ్-ఫిట్టింగ్ రియాక్షన్. రెండు వేర్వేరు పజిల్స్ నుండి రెండు రకాల ముక్కలను కలపడం గురించి ఆలోచించండి. ఈ ప్రతిచర్యలో, మేము ఆల్కైల్ హాలైడ్ అని పిలువబడే దానిని ఆరిల్ హాలైడ్ అని పిలిచే మరొక పదార్థంతో కలుపుతాము. మనం సోడియం అనే లోహాన్ని జోడించినప్పుడు, అవి ఒక కొత్త సమ్మేళనాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. ఉదాహరణకు, బ్రోమోబెంజీన్‌ను క్లోరోఇథేన్‌తో కలిపి సోడియం కలిపితే మనకు ఇథైల్‌బెంజీన్ వస్తుంది.

అప్పుడు కన్నిజారో రియాక్షన్ ఉంది. ఇదో కెమికల్ మ్యాజిక్ ట్రిక్ లాంటిదే! ఆల్డిహైడ్ అని పిలువబడే ఒక నిర్దిష్ట రకం అణువు బలమైన ఆధారాన్ని కలిసినప్పుడు ఇది జరుగుతుంది. ఈ ప్రతిచర్య సమయంలో, ఆల్డిహైడ్ ఒకే సమయంలో రెండు వేర్వేరు విషయాలుగా మారుతుంది, ఆల్కహాల్ మరియు మరొక సమ్మేళనాన్ని సృష్టిస్తుంది. ఉదాహరణకు, ఫార్మాల్డిహైడ్ పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను కలిసినప్పుడు, అది మిథనాల్ అనే కొత్త సమ్మేళనం మరియు పొటాషియం ఫార్మేట్ అని పిలువబడుతుంది.

తదుపరిది ఆల్డోల్ కండెన్సేషన్ రియాక్షన్. ఒక పజిల్‌లోని రెండు ముక్కలను ఒకదానితో ఒకటి కలిపే చిత్రం. ఈ ప్రతిచర్యలో, ఆల్డిహైడ్ లేదా కీటోన్ అని పిలువబడే ఒక నిర్దిష్ట రకం అణువు ప్రత్యేక స్థావరం సహాయంతో మరొక దానితో కలుస్తుంది. అవి కలిసినప్పుడు, అవి కొత్త సమ్మేళనాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. ఉదాహరణకు, ఎసిటాల్డిహైడ్ ఒక స్థావరాన్ని కలిసినప్పుడు, అది 3-హైడ్రాక్సీబ్యూటానల్ అనే సమ్మేళనాన్ని ఏర్పరుస్తుంది మరియు ఆ తర్వాత, అది క్రోటోనాల్డిహైడ్‌గా మారుతుంది.

చివరగా, మనకు క్రాస్ ఆల్డోల్ కండెన్సేషన్ ఉంది. ఈ ప్రతిచర్య వివిధ సెట్ల నుండి పజిల్ ముక్కలను కలపడం మరియు సరిపోల్చడం వంటిది. ఇక్కడ, రెండు వేర్వేరు ఆల్డిహైడ్‌లు లేదా కీటోన్‌లు ఒక బేస్‌తో కలిసి వస్తాయి మరియు అవి కొత్త సమ్మేళనాన్ని సృష్టిస్తాయి. ఉదాహరణకు, అసిటోన్ మరియు ఫార్మాల్డిహైడ్ కలిపినప్పుడు, అవి 4-హైడ్రాక్సీబుటానల్ అనే సమ్మేళనాన్ని ఏర్పరుస్తాయి.

కాబట్టి, ఈ పేరున్న ప్రతిచర్యలు – డెకార్బాక్సిలేషన్, వర్ట్జ్-ఫిట్టింగ్ రియాక్షన్, కన్నిజారో రియాక్షన్, ఆల్డోల్ కండెన్సేషన్ రియాక్షన్ మరియు క్రాస్ ఆల్డోల్ కండెన్సేషన్ – రసాయన శాస్త్రవేత్తలు సేంద్రీయ సమ్మేళనాలను ఆసక్తికరమైన మార్గాల్లో తయారు చేయడానికి మరియు మార్చడానికి ఉపయోగించే ప్రత్యేక సాధనాలు.

Introduction

This section outlines several important named reactions in organic chemistry: decarboxylation, Wurtz-Fitting reaction, Cannizzaro reaction, Aldol condensation reaction, and Cross Aldol condensation. Understanding these reactions and their examples is crucial for students, as they illustrate key concepts and methodologies for synthesizing and transforming organic compounds.

  1. Decarboxylation
    • Definition: A reaction that involves the removal of a carboxyl group from a carboxylic acid, releasing carbon dioxide.
    • Example: The decarboxylation of sodium acetate to form ethane.
      $$CH_3COONa + NaOH \rightarrow CH_3CH_3 + CO_2 + Na_2CO_3$$
  2. Wurtz-Fitting Reaction
    • Definition: A reaction that combines an alkyl halide with an aryl halide in the presence of sodium metal to form a biaryl compound.
    • Example: The reaction of bromobenzene with chloroethane in the presence of sodium to produce ethylbenzene.
      $$C_6H_5Br + C_2H_5Cl + 2Na \rightarrow C_6H_5C_2H_5 + NaBr + NaCl$$
  3. Cannizzaro Reaction
    • Definition: A redox reaction where an aldehyde is simultaneously reduced and oxidized in the presence of a strong base, leading to the formation of an alcohol and a carboxylate salt.
    • Example: The reaction of formaldehyde with potassium hydroxide to yield methanol and potassium formate.
      $$2HCHO + KOH \rightarrow CH_3OH + HCOOK$$
  4. Aldol Condensation Reaction
    • Definition: A reaction where an aldehyde or ketone reacts with itself (in the presence of a base) to form a β-hydroxyaldehyde or β-hydroxyketone, followed by dehydration to give a conjugated enone.
    • Example: The condensation of acetaldehyde to form 3-hydroxybutanal (Aldol) and then crotonaldehyde upon dehydration.
      $$2CH_3CHO \rightarrow CH_3CH(OH)CH_2CHO \rightarrow CH_3CH=CHCHO$$
  5. Cross Aldol Condensation
    • Definition: A variant of the Aldol condensation where two different aldehydes or ketones react in the presence of a base, forming a cross-coupled product.
    • Example: The reaction between acetone and formaldehyde to produce 4-hydroxybutanal.
      $$CH_3COCH_3 + HCHO \rightarrow CH_3C(OH)(CH_2CH_2)CHO$$

Summary

The decarboxylation, Wurtz-Fitting reaction, Cannizzaro reaction, Aldol condensation reaction, and Cross Aldol condensation are fundamental named reactions that showcase the versatility of organic chemistry in synthesizing a wide array of compounds. These reactions are pivotal for the construction of complex molecules, demonstrating the transformative power of organic synthesis techniques.


LAQ-3 : Explain the following named reactions. a)Diazotization b) Sandmeyer reaction. c) Gattermann reaction. d) HVZ reaction.

For Backbenchers 😎

Imagine you’re in a chemistry kitchen, and you’ve got four special recipes: Diazotization, Sandmeyer, Gattermann, and HVZ reactions. Each one helps you transform simple ingredients into something more complex.

First, let’s talk about Diazotization. It’s like turning plain flour into colorful sprinkles. You start with a basic ingredient, like aniline, and mix it with nitrous acid. This magic combo turns it into a new substance called a diazonium salt.

Then there’s the Sandmeyer reaction. This one’s like adding flavor to your dish. You take that diazonium salt we made earlier and mix it with copper and another ingredient. This transforms it into a haloarene, like chlorobenzene.

Next up is the Gattermann reaction. It’s like giving your dish a cool decoration. Instead of using copper, this time you mix your ingredients with copper powder and special acids. This helps add chlorine or cyanide groups to your molecule.

Lastly, we’ve got the HVZ reaction. This is like giving your dish a unique topping. You mix your starting ingredient, like propionic acid, with a halogen and a special chemical. This turns it into a special kind of acid, like α-bromopropionic acid.

So, these reactions are like fun kitchen experiments for chemists. They use them to create new molecules for all sorts of things, like medicines or materials. Understanding how they work is like having a secret recipe book for making cool stuff in the chemistry world.

మన తెలుగులో

మీరు కెమిస్ట్రీ కిచెన్‌లో ఉన్నారని ఊహించుకోండి మరియు మీకు నాలుగు ప్రత్యేక వంటకాలు ఉన్నాయి: డయాజోటైజేషన్, శాండ్‌మేయర్, గాటర్‌మాన్ మరియు HVZ ప్రతిచర్యలు. ప్రతి ఒక్కటి సాధారణ పదార్ధాలను మరింత సంక్లిష్టంగా మార్చడంలో మీకు సహాయపడుతుంది.

ముందుగా, డయాజోటైజేషన్ గురించి మాట్లాడుకుందాం. ఇది సాదా పిండిని రంగురంగుల చిందులుగా మార్చడం లాంటిది. మీరు అనిలిన్ వంటి ప్రాథమిక పదార్ధంతో ప్రారంభించి, నైట్రస్ యాసిడ్‌తో కలపండి. ఈ మేజిక్ కాంబో దీనిని డయాజోనియం ఉప్పు అనే కొత్త పదార్ధంగా మారుస్తుంది.

అప్పుడు శాండ్‌మేయర్ ప్రతిచర్య ఉంది. ఇది మీ వంటకు రుచిని జోడించడం లాంటిది. మీరు మేము ఇంతకు ముందు తయారు చేసిన డైజోనియం ఉప్పును తీసుకుని, రాగి మరియు మరొక పదార్ధంతో కలపండి. ఇది క్లోరోబెంజీన్ వంటి హాలోరేన్‌గా మారుస్తుంది.

తదుపరిది గాటర్‌మాన్ ప్రతిచర్య. ఇది మీ వంటకానికి చక్కని అలంకరణను అందించడం లాంటిది. రాగిని ఉపయోగించకుండా, ఈసారి మీరు మీ పదార్థాలను రాగి పొడి మరియు ప్రత్యేక ఆమ్లాలతో కలపండి. ఇది మీ అణువుకు క్లోరిన్ లేదా సైనైడ్ సమూహాలను జోడించడంలో సహాయపడుతుంది.

చివరగా, మేము HVZ ప్రతిచర్యను పొందాము. ఇది మీ డిష్‌కు ప్రత్యేకమైన టాపింగ్ ఇవ్వడం లాంటిది. మీరు ప్రొపియోనిక్ యాసిడ్ వంటి మీ ప్రారంభ పదార్ధాన్ని హాలోజన్ మరియు ప్రత్యేక రసాయనంతో కలపండి. ఇది α-బ్రోమోప్రోపియోనిక్ యాసిడ్ వంటి ప్రత్యేక రకమైన ఆమ్లంగా మారుతుంది.

కాబట్టి, ఈ ప్రతిచర్యలు రసాయన శాస్త్రవేత్తలకు సరదాగా వంటగది ప్రయోగాలు వంటివి. మందులు లేదా మెటీరియల్స్ వంటి అన్ని రకాల వస్తువుల కోసం కొత్త అణువులను రూపొందించడానికి వారు వాటిని ఉపయోగిస్తారు. అవి ఎలా పని చేస్తాయో అర్థం చేసుకోవడం కెమిస్ట్రీ ప్రపంచంలో చక్కని అంశాలను తయారు చేయడానికి ఒక రహస్య వంటకం పుస్తకాన్ని కలిగి ఉండటం లాంటిది.

Introduction

This section explores four significant named reactions in organic chemistry: Diazotization, Sandmeyer reaction, Gattermann reaction, and HVZ reaction. These reactions are crucial for synthesizing a variety of organic compounds, demonstrating the versatility and creativity inherent in chemical synthesis. Understanding these reactions provides insight into the methodologies used for constructing complex molecular structures from simpler substances.

  1. Diazotization
    • Definition: A process that involves the conversion of primary aromatic amines into diazonium salts by treatment with nitrous acid.
    • Example: The conversion of aniline to benzenediazonium chloride.
      $$C_6H_5NH_2 + HNO_2 + HCl \rightarrow C_6H_5N_2^+Cl^- + 2H_2O$$
  2. Sandmeyer Reaction
    • Definition: A reaction where an aryl diazonium salt reacts with copper(I) chloride or bromide to form haloarenes.
    • Example: The transformation of benzenediazonium chloride into chlorobenzene using copper(I) chloride.
      $$C_6H_5N_2^+Cl^- + CuCl \rightarrow C_6H_5Cl + N_2 + CuCl_2$$
  3. Gattermann Reaction
    • Definition: Similar to the Sandmeyer reaction, but uses copper powder and hydrochloric acid or hydrocyanic acid for the introduction of chloro or cyano groups into an aromatic ring.
    • Example: The formation of chlorobenzene from benzene using copper powder in the presence of hydrochloric acid and zinc chloride.
      $$C_6H_6 + HCl + Cu + ZnCl_2 \rightarrow C_6H_5Cl + H_2$$
  4. HVZ Reaction (Hell-Volhard-Zelinsky Reaction)
    • Definition: A reaction that involves the halogenation of carboxylic acids at the α-position using a halogen and phosphorus tribromide or phosphorus trichloride, leading to α-halo carboxylic acids.
    • Example: The bromination of propionic acid to form α-bromopropionic acid using phosphorus tribromide.
      $$CH_3CH_2COOH + PBr_3 \rightarrow CH_3CHBrCOOH + H_3PO_3$$

Summary

The Diazotization, Sandmeyer reaction, Gattermann reaction, and HVZ reaction are key named reactions in organic chemistry that enable the synthesis of diazonium salts, haloarenes, and α-halo carboxylic acids. These reactions showcase the strategic manipulation of molecular structures to achieve desired chemical transformations, highlighting the depth and breadth of synthetic chemistry techniques.


LAQ-4 : Explain the following named reactions. a)Esterification b) Friedel Crafts Alkylation. c) Fridel Crafts Acylation. d) Wurtz reaction.

For Backbenchers 😎

Imagine you’re in a kitchen, and you’re trying out some recipes. In organic chemistry, scientists also have their own special recipes called reactions. Four important ones are Esterification, Friedel-Crafts Alkylation, Friedel-Crafts Acylation, and Wurtz Reaction. These reactions help chemists create all sorts of interesting molecules, like sweet-smelling perfumes or important ingredients for medicines.

First up, let’s talk about Esterification. It’s like mixing vinegar (acetic acid) with alcohol, but with a twist. When you mix them together and add a special helper called an acid catalyst, they react to form a new compound called an ester. It’s kind of like making your own perfume at home! For example, if you mix acetic acid with ethanol, you get a sweet-smelling compound called ethyl acetate.

Next, we have Friedel-Crafts Alkylation. This reaction is a bit like adding extra flavor to your cooking. You start with a basic molecule like benzene, and then you add an “extra ingredient” called an alkyl group. This process transforms the simple molecule into something more complex. It’s like upgrading your dish with extra flavors! For instance, when you mix benzene with chloromethane and a special catalyst called aluminum chloride, you get a compound called toluene.

Moving on to Friedel-Crafts Acylation. This one is similar to alkylation, but instead of adding an alkyl group, you’re adding a fancy topping called an acyl group. This process turns a simple molecule like benzene into something more complex, like acetophenone. It’s like adding a special topping to your dish to make it more interesting! For example, when you mix benzene with acetyl chloride and aluminum chloride, you get acetophenone.

Lastly, let’s talk about the Wurtz Reaction. This one’s like connecting two Lego pieces to make a longer chain. You take two alkyl pieces and link them together, forming a longer molecule called an alkane. So, if you have two ethyl pieces, they can join forces to make butane, a longer molecule. It’s a simple yet powerful way to create longer chains of molecules.

So, these reactions are like magic recipes for chemists. They help them create all sorts of new compounds, from sweet-smelling perfumes to complex chemicals used in medicines. Understanding how these reactions work gives chemists the power to create amazing things in the lab!

మన తెలుగులో

మీరు వంటగదిలో ఉన్నారని ఊహించుకోండి మరియు మీరు కొన్ని వంటకాలను ప్రయత్నిస్తున్నారు. సేంద్రీయ రసాయన శాస్త్రంలో, శాస్త్రవేత్తలు ప్రతిచర్యలు అని పిలువబడే వారి స్వంత ప్రత్యేక వంటకాలను కూడా కలిగి ఉన్నారు. నాలుగు ముఖ్యమైనవి ఎస్టరిఫికేషన్, ఫ్రైడెల్-క్రాఫ్ట్స్ ఆల్కైలేషన్, ఫ్రైడెల్-క్రాఫ్ట్స్ ఎసిలేషన్ మరియు వర్ట్జ్ రియాక్షన్. ఈ ప్రతిచర్యలు రసాయన శాస్త్రవేత్తలు తీపి-వాసనగల పరిమళాలు లేదా ఔషధాల కోసం ముఖ్యమైన పదార్థాలు వంటి అన్ని రకాల ఆసక్తికరమైన అణువులను రూపొందించడంలో సహాయపడతాయి.

ముందుగా, Esterification గురించి మాట్లాడుకుందాం. ఇది ఆల్కహాల్‌తో వెనిగర్ (ఎసిటిక్ యాసిడ్) కలపడం లాంటిది, కానీ ట్విస్ట్‌తో. మీరు వాటిని కలిపి యాసిడ్ ఉత్ప్రేరకం అని పిలిచే ఒక ప్రత్యేక సహాయకుడిని జోడించినప్పుడు, అవి ఈస్టర్ అనే కొత్త సమ్మేళనాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. ఇది ఇంట్లో మీ స్వంత పెర్ఫ్యూమ్ తయారు చేయడం లాంటిది! ఉదాహరణకు, మీరు ఎసిటిక్ యాసిడ్‌ను ఇథనాల్‌తో కలిపితే, మీరు ఇథైల్ అసిటేట్ అనే తీపి వాసన కలిగిన సమ్మేళనాన్ని పొందుతారు.

తరువాత, మనకు ఫ్రైడెల్-క్రాఫ్ట్స్ ఆల్కైలేషన్ ఉంది. ఈ ప్రతిచర్య మీ వంటకు అదనపు రుచిని జోడించడం లాంటిది. మీరు బెంజీన్ వంటి ప్రాథమిక అణువుతో ప్రారంభించి, ఆపై మీరు ఆల్కైల్ సమూహం అని పిలువబడే “అదనపు పదార్ధం”ని జోడిస్తారు. ఈ ప్రక్రియ సాధారణ అణువును మరింత సంక్లిష్టమైనదిగా మారుస్తుంది. ఇది మీ వంటకాన్ని అదనపు రుచులతో అప్‌గ్రేడ్ చేయడం లాంటిది! ఉదాహరణకు, మీరు బెంజీన్‌ను క్లోరోమీథేన్‌తో మరియు అల్యూమినియం క్లోరైడ్ అని పిలిచే ఒక ప్రత్యేక ఉత్ప్రేరకంతో కలిపినప్పుడు, మీరు టోలున్ అనే సమ్మేళనాన్ని పొందుతారు.

ఫ్రైడెల్-క్రాఫ్ట్స్ ఎసిలేషన్‌కు వెళ్లడం. ఇది ఆల్కైలేషన్ మాదిరిగానే ఉంటుంది, కానీ ఆల్కైల్ సమూహాన్ని జోడించే బదులు, మీరు ఎసిల్ గ్రూప్ అని పిలువబడే ఫ్యాన్సీ టాపింగ్‌ను జోడిస్తున్నారు. ఈ ప్రక్రియ బెంజీన్ వంటి సాధారణ అణువును అసిటోఫెనోన్ వంటి సంక్లిష్టమైనదిగా మారుస్తుంది. ఇది మీ వంటకాన్ని మరింత ఆసక్తికరంగా మార్చడానికి ప్రత్యేక టాపింగ్‌ను జోడించడం లాంటిది! ఉదాహరణకు, మీరు బెంజీన్‌ను ఎసిటైల్ క్లోరైడ్ మరియు అల్యూమినియం క్లోరైడ్‌తో కలిపినప్పుడు, మీరు ఎసిటోఫెనోన్‌ను పొందుతారు.

చివరగా, వర్ట్జ్ రియాక్షన్ గురించి మాట్లాడుకుందాం. ఇది పొడవైన గొలుసును చేయడానికి రెండు లెగో ముక్కలను కనెక్ట్ చేయడం లాంటిది. మీరు రెండు ఆల్కైల్ ముక్కలను తీసుకుని, వాటిని ఒకదానితో ఒకటి లింక్ చేసి, ఆల్కేన్ అనే పొడవైన అణువును ఏర్పరుస్తారు. కాబట్టి, మీకు రెండు ఇథైల్ ముక్కలు ఉంటే, అవి బ్యూటేన్, పొడవైన అణువును తయారు చేయడానికి బలగాలను కలుపుతాయి. అణువుల పొడవైన గొలుసులను సృష్టించడానికి ఇది సరళమైన ఇంకా శక్తివంతమైన మార్గం.

కాబట్టి, ఈ ప్రతిచర్యలు రసాయన శాస్త్రవేత్తలకు మేజిక్ వంటకాల లాంటివి. తీపి-వాసనగల పెర్ఫ్యూమ్‌ల నుండి ఔషధాలలో ఉపయోగించే సంక్లిష్ట రసాయనాల వరకు అన్ని రకాల కొత్త సమ్మేళనాలను రూపొందించడంలో అవి వారికి సహాయపడతాయి. ఈ ప్రతిచర్యలు ఎలా పనిచేస్తాయో అర్థం చేసుకోవడం రసాయన శాస్త్రవేత్తలకు ల్యాబ్‌లో అద్భుతమైన వస్తువులను సృష్టించే శక్తిని ఇస్తుంది!

Introduction

This section covers four pivotal named reactions in organic chemistry: Esterification, Friedel-Crafts Alkylation, Friedel-Crafts Acylation, and Wurtz Reaction. These reactions are instrumental in the formation and modification of organic compounds, offering diverse pathways for synthesizing esters, alkylated, and acylated aromatic compounds, as well as forming carbon-carbon bonds in alkanes.

  1. Esterification
    • Definition: A chemical reaction between a carboxylic acid and an alcohol in the presence of an acid catalyst to form an ester and water.
    • Example: The reaction of acetic acid with ethanol to produce ethyl acetate.
      $$CH_3COOH + C_2H_5OH \overset{H^+}{\rightarrow} CH_3COOC_2H_5 + H_2O$$
  2. Friedel-Crafts Alkylation
    • Definition: A reaction that involves the introduction of an alkyl group into an aromatic ring using an alkyl halide and a Lewis acid catalyst.
    • Example: The alkylation of benzene with chloromethane in the presence of aluminum chloride to form toluene.
      $$C_6H_6 + CH_3Cl \overset{AlCl_3}{\rightarrow} C_6H_5CH_3 + HCl$$
  3. Friedel-Crafts Acylation
    • Definition: A reaction similar to the Friedel-Crafts Alkylation, but involves the introduction of an acyl group into an aromatic ring using an acyl chloride and a Lewis acid catalyst, forming a ketone.
    • Example: The acylation of benzene with acetyl chloride in the presence of aluminum chloride to produce acetophenone.
      $$C_6H_6 + CH_3COCl \overset{AlCl_3}{\rightarrow} C_6H_5COCH_3 + HCl$$
  4. Wurtz Reaction
    • Definition: A coupling reaction where two alkyl halides are reacted with sodium metal in dry ether to form a new carbon-carbon bond, producing an alkane.
    • Example: The reaction of two molecules of ethyl chloride with sodium to yield butane.
      $$2CH_3CH_2Cl + 2Na \rightarrow CH_3CH_2CH_2CH_3 + 2NaCl$$

Summary

The Esterification, Friedel-Crafts Alkylation, Friedel-Crafts Acylation, and Wurtz Reaction are fundamental named reactions that provide versatile methods for creating esters, modifying aromatic compounds, and synthesizing alkanes. These reactions highlight the ingenuity and diversity of synthetic strategies in organic chemistry, enabling the construction of complex molecular architectures from simpler building blocks.