Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

По конечному результату органические реакции подразделяются на:

 

1. Реакции замещения (S) (от англ. Substitution - замещение).

 

 

2. Реакции присоединения (А) (от англ. Addition - присоединение).

 

3. Реакции элиминирования (Е) (от англ. Elimination - отщепление).

 

4. Реакции перегруппировки.

 

Учитывая природу атакующего реагента, механизмы реакции могут быть такими: SR - радикальное замещение; SE - электрофильное замещения; SN - нуклеофильное замещение; AE - электрофильное присоединения; AN - нуклеофильное присоединение;.

 

Течение реакции зависит от типа ковалентных связей, электронных эффектов в субстрате, природы атакующей частицы, внешних факторов (hv, P, T).

 

Рассмотрим механизм реакции радикального замещения - SR Этот механизм наиболее характерен для насыщенных углеводородов - алканов, например, реакция хлорирования 2-метилбутан.

 

Первой стадией реакции является инициирование: под воздействием ультрафиолетового облучения образуются свободные радикалы. Из трех свободных радикалов, которые могут образоваться, в ходе реакции стабильным является тот, у которого способность к делокали-зации неспаренного электрона максимальной, следовательно, наиболее долговечным является третичный радикал (б). Поэтому замещение происходит сначала в третичного атома углерода, затем у вторичного, в последнюю очередь замещаются атомы водорода у первичного атома углерода. На первой стадии реакции образуется так называемый п-комплекс

 

- Происходит взаимодействие атакующей электрофильного частицы с ароматическим кольцом.

 

Это нестойкое соединение, которое перегруппировывается в о комплекс,

 

- Один из атомов углерода бензольного кольца образует о связ-зок с электрофильного частицей, переходя из состояния 8Р2-гибрида-дизации в sp3, выходит из плоскости, в которой остаются пять других атомов углерода, и в сопряжения не участвует . Система может вернуться в исходное состояние двумя путями: отколоть электрофильного частицу, присоединилась, или протон. Системе легче отколоть протон, при этом ее ароматичность восстанавливается.

 

Если реакция замещения протекает в походном бензола, то механизм реакции не меняется, но атакующая электрофильная частица замещает атом водорода не в любом, а в строго определенном положении атома углерода. Вступает в силу правило ориентации в бензольном кольце. Заместители можно распределить по двум большим группам:

 

1. Заместители I рода - это все электронодонорные заместители, они являются активаторами бензольного кольца; электрофильный заместитель направляет следующий заместитель в орто-и пара-положения. К заместителей I рода относятся следующие группы:

 

ОН,-OR,-SH,-SR,-NH2,-NR2,-R,-Hal 2. Заместители второго рода - это все електроноакцепторни заместители, затрудняющие образование п-комплекса, снижая электронную плотность бензольного кольца; электрофильный заместитель направляет следующие заместители в мета-положение. Механизм реакции нуклеофильного замещения лучше рассматривать на примере галогенпроизводных алканов. Скорость замещения атома галогена в различных галогенпроизводных различна и во многом зависит от строения радикала, с которым он связан. Если сравнивать относительную скорость щелочного гидролиза бромистого метила CH3Br и бромистого третбутилу (Н3С) 3СВг, то можно сделать вывод, что скорость реакции гидролиза бромистого метила пропорциональна как концентрации гидроксильных ионов ОН-, так и концентрации бромистого метила (реакция второго порядка SN2).

 

Для бромистого третбутилу скорость реакции зависит только от концентрации (Н3С) 3СВг и не зависит от концентрации ОН-(реакция первого порядка SN1). Эти факты можно объяснить, предположив, что замещение при углеродном атоме может происходить по различным механизмам.



Загрузка...
Яндекс.Метрика