Реакции элиминирования у насыщенного атома углерода

Реакции нуклеофильного замещения у насыщенного атома углерода.

Нуклеофильные реакции Нуклеофильной называется реакция, в которой молекула органического вещества подвергается действию нуклеофильного реагента. Нуклеофильные ("любящие ядро") реагенты, или нуклеофилы - это частицы (анионы или молекулы), имеющие неподеленную пару электронов на внешнем электронном уровне. Примеры нуклеофильных частиц: OH Cl Br CN H2O, CH3OH,

NH3. Строение некоторых нуклеофильных реагентов Благодаря подвижности &# 960;-электронов, нуклеофильными свойствами обладают также молекулы, содержащие π-связи: CH2=CH2, CH2=CH–CH=CH2, C6H6 и т.п. (Между прочим, это объясняет, почему этилен CH2=CH2 и бензол C6H6, имея неполярные углерод-углеродные связи, вступают в ионные реакции с электрофильными реагентами). 1. Примеры нуклеофильных реакций Нуклеофильное замещение:

Механизм нуклеофильного замещения обозначается символом SN (по первым буквам английских терминов: S – substitution [замещение], N – nucleophile [нуклеофил]). Нуклеофильное присоединение: Обозначение механизма - AdN (Ad – addition [присоединение]). 2. Мономолекулярное нуклеофильное замещение и отщепление

Нуклеофильное замещение при насыщенном атоме углерода — это тот тип органических реакций, механизмы которого изучались наиболее подробно. Возможность широкого, варьирования структуры реагентов, одновременного исследования кинетических и стереохимических закономерностей, удобство экспе риментального измерения констант скорости в разнообразных-растворителях — все это сделало реакции нуклеофильного замещения удобным модельным процессом для установления общих закономерностей, связывающих строение органических соединений с их реакционной способностью. Не случайно, что именно при изучении этих реакций были сформулированы многие общие концепции, ставшие основой теоретической органической химии. Следует иметь в виду, что понятия, которые будут формулиро ваться и анализироваться в последующих двух главах, имеют общее значение и могут быть использованы для описания реакционной способности органических соединений и в других типах органических процессов.

Реакции элиминирования (отщепления)

Эти реакции являются обратными по отношению к реакциям присоединения. Они приводят к удалению каких-либо атомов или групп атомов от двух углеродных атомов, связанных между собой простой ковалентной связью, в результате чего между ними образуется кратная связь.

Примером подобной реакции является отщепление водорода и галогена от алкилгалогенидов:

Для проведения этой реакции алкилгалогенид обрабатывают гидроксидом калия в спирте при температуре 60 °С.

Следует отметить, что обработка алкилгалогенида гидроксидом приводит также к нуклеофильному замещению (см. выше). В результате одновременно протекают две конкурирующие между собой реакции замещения и отщепления, что приводит к образованию смеси продуктов замещения и отщепления. Какая из этих реакций окажется преобладающей, зависит от целого ряда факторов, в том числе от среды, в которой проводится реакция. Нуклеофильное замещение алкилгалогенидов проводится в присутствии воды. В отличие от этого реакции отщепления проводятся в отсутствие воды и при более высоких температурах.

1. При гемолитическом расщеплении связи два обобществленных электрона распределяются равномерно между атомами.

2. При гетеролитическом расщеплении связи два обобществленных электрона распределяются неравномерно между атомами.

3. Карбанион это ион, содержащий атом углерода с отрицательным зарядом.

4. Карбкатион - это ион, содержащий атом углерода с положительным зарядом.

5. Эффекты растворителя могут оказывать значительное влияние на химические процессы и их константы равновесия.

6. Влияние химического окружения функциональной группы внутри молекулы на реакционную способность этой функциональной группы называется структурным эффектом.

7. Электронные эффекты и стерические эффекты вместе называются структурными эффектами

8. Двумя важнейшими электронными эффектами являются индуктивный эффект и мезомерный (резонансный) эффект.

9. Индуктивный эффект заключается в смещении электронной плотности от одного атома к другому, что приводит к поляризации связи между двумя атомами. Этот эффект может быть положительным либо отрицательным.

10. Молекулярные частицы с кратными связями могут существовать в форме резонансных гибридов между двумя или несколькими резонансными структурами.

11. Мезомерный (резонансный) эффект заключается в стабилизации резонансных гибридов вследствие делокализации -электронов.

12. Стерическое препятствие может возникать в тех случаях, когда объемистые группы в какой-либо молекуле механически препятствуют протеканию реакции.

13. Нуклеофил - частица, которая атакует атом углерода, поставляя ему свою электронную пару. Нуклеофил представляет собой основание Льюиса.

14. Электрофил - частица, которая атакует атом углерода, акцептируя его электронную пару. Нуклеофил представляет собой кислоту Льюиса.

15. Гемолитические реакции являются радикальными реакциями.

16. Гетеролитические реакции представляют собой главным образом ионные реакции.

17. Замещение какой-либо группы в молекуле нуклеофильным реагентом называется нуклеофильным замещением. Замещаемая группа в этом случае называется уходящей группой.

18. Электрофилъное замещение на бензольном кольце включает донирование двух делокализованных электронов какому-либо электрофилу.

19. В реакциях электрофильного присоединения происходит присоединение какого-либо электрофила к ненасыщенному атому углерода.

20. Присоединение циановодорода к альдегидам или кетонам является примером нуклеофильного присоединения.

21. В реакциях элиминирования (отщепления) происходит отрыв каких-либо атомов или групп атомов от двух атомов углерода, связанных между собой простой ковалентной связью. В результате образуется кратная связь между этими атомами углерода.

Дата добавления: 2015-04-24