Класифікація за типом розриву хімічного зв’язку

Класифікація органічних реакцій

План

Лекція 2

Загальна органічна хімія (2)

1. Класифікація органічних реакцій
2. Ізомерія

• Структурна ізомерія

• Просторова ізомерія

· Гомолітичні реакції

В процесі реакції відбувається переміщення по одному електрону до кожного з атомів, що утворювали зв’язок. В результаті утворюються вільні радикали.

Для здіснення гомолітичних реакцій необхідна енергія або у вигляді теплоти, або за рахунок опромінювання світлом. Наприклад: хлор піддається гомолітичній реакції при нагріванні або освітленні світлом з певною довжиною хвилі, це призводить до утворення двох вільних радикалів:

Загальне рівняння гомолітичної реакції для зв’язку, що утворений карбоном:

Наприклад метан вступає в гомолітичну реакцію з утворенням метил радикалу і гідроген радикалу:

Вільний радикал – електронейтральний атом або група атомів, що містить неспарений електрон і має високу реакційну здатність завдяки нестабільній електронній конфігурації

Хлор радикал Метил радикал Гідроген радикал

В органічних молекулах розрізняють чотири типи атомів карбону:

Третинні карборадикали більш стабільні завдяки стабілізації електронодонорними алкільними групами, що проявляють позитивний індуктивний ефект і ефект надспряження.

Чим більше алкільних груп, тим стабільніший карборадикал.

Електроноакцепторні групи дестабілізують карборадикал в результаті підвищення електронного дефіциту на центральному атомі карбону.

Якщо карбон з неспареним електроном зв’язаний з атомом в стані sp²-гібридизації або з гетероатомом, що має неподілену пару електронів, карборадикал стабілізується за рахунок делокалізації заряда в спряженій системі (р-π- або р-р-спряження)

· Гетеролітичні реакції

В результаті реакції відбувається переміщення електронної пари до одного з атомів при цьому утворюються дві заряджені частинки – іони.

Гетеролітичні реакції відбуваються лише за умови поляризації зв’язку

Чим більше різниця в електронеготивностях атомів тим більша полярність зв’язку

Склад продуктів гетеролітичної реакції залежить від електронегативності атомів, що зв’язані з атомом карбону.

Третинні карбокатіони більш стабільні завдяки стабілізації електронодонорними алкільними групами, що проявляють позитивний індуктивний ефект і ефект надспряження. Як і у разі карборадикалів, чим більше алкільних груп, тим стабільніший карбокатіон.

трет -бутил ізопропіл етил метил

карбокатіон карбокатіон карбокатіон карбокатіон

Електроноакцепторні групи дестабілізують карбокатіон в результаті підвищення електронного дефіциту на центральному атомі карбону.

Якщо атом карбону, що має вільну орбіталь, зв’язаний з атомом в стані sp²-гібридизації або з гетероатомом, що має неподілену пару електронів відбувається стабілізація карбокатіону завдяки делокалізації заряду в спряженій ситтемі (р-π-спряження або р-р-спряження),

Третинні карбоаніони менш стабільні завдяки дестабілізації електронодонорними алкільними групами, що проявляють позитивний індуктивний ефект і ефект надспряження.

На відміну від карбокатионів і карборадикалів, чим більше алкільних груп, тим менш стабільний карбоаніон.

трет -бутил ізопропіл етил метил

карбоаніон карбоаніон карбоаніонкарбоаніон

Електроноакцепторні групи стабілізують карбокатіон в результаті зменшення електронної густини на центральному атомі карбону.

1.2 Класифікація за електронною природою атакуючого агенту

При розгляді типів механізмів реакцій умовно прийнято одну з реагуючих речовин називати субстратом, а другу – атакуючим реагентом.

Як правило субстратом вважають речовину із складнішою структурою, або молекули які надають атом карбону для утворення нового зв’язку.

Реакція електрофільна у разі коли атакуючий агент – електрофіл. Нуклеофільна – коли атакуючий агент – нуклеофіл.

Електрофіли

• Електрондифіцитні частинки, що мають схильність до приєднання електронів

• Мають вільну орбіталь (катіони), що приймає електронну пару, або неспарений електрон (радикали), що приймають електрон.

Нуклеофіли

• Частинки збагачені електронами, що схильні віддавати електрони в реакціях з електрофілами

• Мають неподілену пару електронів

• До них належать аніони або молекули з неподвленою парою електронів

Електрофіл	Нуклеофіл
Катіон	Вільний радикал	Аніон	Молекула з неподіленою парою електронів
Br+, Cl+, NO2+, R+, RCO+, SO3H+	H•, Br•, Cl•, I•, R•, HO•, CH2=CHCH2•,	Cl–, Br–, I–, RO–, CN–, OH–, RCOO–	H2O, ROH, ROR, NH3, RNH2, R2NH, R3N

Дата добавления: 2014-01-11