prováděné v laboratoři, platí rovněž pro reakce biochemické.

Biologická organická chemie se odehrává spíse ve vodném prostředí
uvnitř buněk, nežli v organických rozpoustědlech, a účastní se jí
složité katalyzátory, které nazýváme enzymy. Nicméně typy reakcí
jsou pozoruhodně podobné. Najdeme tudíž i mnoho příkladů
biologických adičních reakcí na alkeny. Např. enzym fumaráthydratasa
(fumarasa) katalyzuje adici vody na kyselinu fumarovou stejně jako
katalyzuje kyselina sírová adici vody na ethylen v průmyslovém
měřítku.

Enzymy mohou katalyzovat dokonce i tvorbu bromhydrinů z alkenů. Např.
enzym chloridperoxidasa může katalyzovat adici HO-Br na dvojné vazby.

Reakce katalyzované enzymy jsou obvykle mnohem selektivnějsí nežli
reakce prováděné v laboratoři. Např. fumarasa je zcela inertní
vůči kyselině maleinové, cis-isomeru kyseliny fumarové. Nicméně,
základní reakce v organické chemii jsou stejné jak v živých
buňkách tak i v laboratoři.

7.13 Souhrn a klíčové pojmy

Metody pro přípravu alkenů zahrnují obecně eliminační reakce. Jsou
to zejména dehydrohalogenace a dehydratace. Při dehydrohalogenaci
dochází k eliminaci HX z alkylhalogenidu účinkem silné báze. Při
dehydrataci se eliminuje voda z alkoholů účinkem silné kyseliny.

Elektrofilní adice je nejdůležitějsí reakce alkenů. HCl, HBr a HI se
adují na dvojné vazby uhlík - uhlík mechanismem, který zahrnuje dva
kroky. V prvním kroku vzniká karbokationtový meziprodukt reakcí
nukleofilní dvojné vazby s H+ a ve druhém následuje nukleofilní atak
karbokationtového meziproduktu halogenidovým iontem. Adice bromu a
chloru na alkeny probíhá přes tříčlenný, cyklický halogenoniový
ion, a ten je příčinou toho, že vznikají produkty s anti
stereochemií (konfigurace trans). Pokud je při adičních reakcích
halogenů přítomna voda, potom vzniká halogenhydrin.

Hydratace alkenů (adice vody) se provádí jedním ze dvou postupů, v
závislosti na struktuře požadovaného produktu. Oxymerkurace je
založena na adici rtuťnatého iontu na alken a na reakci přechodně
vzniklého karbokationtu s vodou; vzniklý produkt se poté zpracovává s
NaBH4. Hydroborace alkenů spočívá v adici boranu (BH3), po které
následuje oxidace přechodně vzniklého organoboranu peroxidem vodíku v
alkalickém prostředí. Tyto dvě hydratační metody jsou
komplementární: při oxymerkuraci se tvoří alkohol, který by
formálně vznikl adicí vody ve smyslu Markovnikovova pravidla, zatímco
při hydroboračním-oxidačním postupu se tvoří produkt, který by
formálně vznikl syn-adicí vody proti Markovnikovovu pravidlu.

HBr (nikoliv vsak HCl nebo HI) se také může adovat k alkenům
mechanismem radikálové řetězové reakce proti Markovnikovovu pravidlu.
Stabilita radikálů klesá v následujícím pořadí:

terciární > sekundární > primární > methyl

R3C R2CH RCH2 CH3

Alkeny se redukují vodíkem v přítomnosti katalyzátorů jako jsou
platina a palladium. Katalytická hydrogenace je děj, který probíhá na
povrchu částeček katalyzátoru, nikoliv v roztoku a vykazuje syn
stereochemii .cis-1,2-Dioly se mohou připravovat přímo z alkenů
hydroxylací účinkem oxidu osmičelého, OsO4. Alkeny lze rovněž
stěpit na karbonylové sloučeniny reakcí s ozonem, po níž následuje
redukce kovovým zinkem.

Karbeny, R2C:, jsou neutrální molekuly obsahující dvojvazný
uhlíkový atom, který má jenom sest valenčních elektronů. Jsou
vysoce reaktivní vůči alkenům: adicí na alkeny se tvoří
cyklopropany. Dichlorkarben se obvykle připravuje účinkem báze na
CHCl3; adicí na alkeny vznikají 1,1-dichlorcyklopropany. Cyklopropany,
které neobsahují halogen se nejlépe připravují Simmonsovou -
Smithovou reakcí spočívající na reakci alkenu s CH2I2 a slitinou
zinek - měď.

Jak se učit reakcím

Kolik je sedm krát devět? Samozřejmě že sedesát tři. Odpověděli
jste bez zaváhání a bez počítání; nemuseli jste počítat na
prstech rukou a nohou; znali jste odpověď okamžitě, protože jste se
naučili násobilku nazpaměť. Stejný přístup musíte zvolit také pro
učení se reakcím z organické chemie. Reakce se musíte naučit
nazpaměť tak, abyste si je v případě potřeby okamžitě vybavili.

Různí lidé volí různý způsob, jak se naučit chemické reakce.
Někteří si je vypisují na kartičky, jiným pomáhá společné
studium s přáteli. V této knize vám pomáháme i tím, že na konci
každé kapitoly uvádíme souhrn nových reakcí, s nimiž jste se
seznámili. Anglický originál učebnice doplňuje Průvodce studiem a
Návod k řesení příkladů, který má několik dodatků, v nichž jsou
organické reakce řazeny z různých hledisek. K cíli vsak neexistují
zkratky. Zvládnutí organické chemie, to vyžaduje úsilí.

7.14 Souhrn reakcí

Poznámka: Stereochemie molekul je ve vzorcích vyznačena jen tehdy,
jsou-li chemické vazby zobrazeny klíny, plnými a přerusovanými
čarami.

1. Syntéza alkenů

a. Dehydrohalogenace alkylhalogenidů (kap. 7.1)

b. Dehydratace alkoholů (kap. 7.1)

2. Adiční reakce alkenů

a. Adice HX, kde X = Cl, Br nebo I (kapitoly 6.9 a 6.10)

Adice probíhá podle Markovnikovova pravidla: H se aduje k méně
substituovanému uhlíkovému atomu a X se aduje k substituovanějsímu
uhlíkovému atomu.

b.Adice halogenů, kde X2 = Cl2 nebo Br2 (kap. 7.2)

Probíhá jako anti-adice (trans)

c.Tvorba halogenhydrinů (kap. 7.3)

Reakce probíhá jako jako anti-adice

d. Adice vody oxymerkurací (kap. 7.4)

Probíhá podle Markovnikova, OH skupina atakuje substituovanějsí