розташована в одній площині з кільцем бензену:

м

и

-

-

O

O N O

O N

+

+

а

CH3

CH3

н

Br

Br

е

Відсутність спряження значно зменшує ефективність нітрогрупитв стабілізації

перехідної структури при реакціях SN, оскільки може проявлятися тільки її індукційний

вплив.

у

ІЗОМЕРІЯ

У 1823 р. Ю. Лібіх встановив, що склад срібної солі гримучої кислоти АgCNO тотожний

т

аргентуму.

складу, добутому в 1822 р. Велером і різко відмінного від неї ізоціановокислогод

Незабаром були виявлені й інші сполуки з

однаковим

с

складом і

кількісним і якісним

пропозицією І. Берцеліуса це явище у 1830 р. було названо ізомерією, а сполуки – ізомерами.

я

Протягом кількох десятиліть явище ізомерії лишалося нез’ясованим: пояснення його стало

н

можливим лише після створення О.М. Бутлеровим теорії хімічної будови. За теорією хімічної

будови, причина ізомерії полягає в тому, що в ізомерних речовинах атоми сполучені в різному

порядку.

а

н

Явище ізомерії дуже поширене серед органічних сполук і є однією з основних причин

різноманітності й чисельності органічних сполук. Відомі два основних її види: структурна й

просторова (стереоізомерія).

т

скелет молекули, наприклад:

р

с

о

CHи 3

CH3

CH3

CH2

CH2

к

CH3

CH

CH3

н-бутан

ізобутан

в

CH

CH3

CH2

CH2

H2C

CH2

CH2

CH2

метилциклопропани

циклобутан

Ізомерія положення полягає в тому, що при однаковому карбоновому скелеті

функціональні групи можуть займати різне положення в молекулі, наприклад:

л

я

CH3

CH

CH3

CH3

CH2

CH2

OH

OH

пропіловий спирт

ізопропіловий спирт

Ізомерія скелету і положення можуть

зустрічатися

одночасно. Так, бутанол-1 і 2 -

метилпропанол-2дє ізомерами скелету і положення

іа

л

CH3

CH3

CH2

CH2

CH2

OH

CH3

р

C

CH3

OH

т

бутанол-1

2-метилпропанол-2

Структурна ізомерія залежить також від характеру функціональних груп. Прикладом

H

O

можуть бути оцтовий альдегід і оксид етилену

е

O

H2C

CH2

CH3

C

оцтовий альдегід

оксид етилену

CH3

CH2

OH

CH3

O

CH3

и

етиловий спирт

диметиловий ефір

Особливим випадком структурної ізомерії є рівноважна динамічна ізомерія (таутомерія),

м

яка полягає в тому, що речовина може існувати в двох або більше ізомерних формах, які легко

т

а

O

CH3

C

CH

C

O

н

CH3

C

CH2

C

O

C2H5

O

O C2H5

OH

е

полягає в тому, що з одним з багатовалентних атомів (Оксиген, нітроген та ін.) можуть бути

зв’язані радикали різного складу і будови, наприклад:

у

CH

O

C H

C

H

O

C H

3

3 7

2

5

2

т5

метилпропіловий ефір

діетиловий ефір

с

CH3

C

H

NH

C H

CH3

NH

CH

2

5

н

я

2

5

CH3

метилізопропіламін

діетиламін

Просторова ізомерія обумовлена різним розташуваннямн

атомів у просторі при однаковій

послідовності або порядку їх зв’язку в молекулі. Розрізняють дві різновидності просторової

ізомерії: геометричну і оптичну.

а

Інші види ізомерії будуть розглянуті даліт, в конкретних класах органічних сполук.

с

КЛАСИФІКАЦІЯ ОРГАНІЧНИХ РЕАКЦІЙ

Реакції органічних речовин класифікуютьи

за напрямком перебігу та за їх механізмами.

Реакції заміщення, або S-реакції – це елементарні або багатостадійні реакції, в яких один

р

атом або група атомів у молекулі заміщуються іншим атомом або групою атомів. Наприклад:

CH

4

+ Br

CH

Br + HB

к

о

2

3

O

CHCl2 + POCl3

CH3

и

C

+ HNO3

CH3

H

.

Реакції приєднання, або А-реакції такі хімічні реакції, в результаті яких з двох або трьох

в

один

продукт реакції.

В

результаті реакцій приєднання

реагуючих молекул утворюється

утворюються два нових хімічних зв'язки і зменшується кратність зв'язку в одного з реагентів.

Наприклад:

л

я

H2C

CH2 + HOH

H3C

CH2OH

Особливий тип реакцій приєднання становлять реакції полімеризації, наприклад:

л

д

nCH2

CH

...

CH2

CH

CH2

CH

CH2

CH

...

Cl

Cl

Cl

Cl

та поліконденсації, наприклад:

е

р

іа

OH

OH

OH

т

O

...

CH2

CH2

...

(n + 1)

+ nH

C

-nH2O

H

Перегрупування – це реакції,

у яких

відбувається

зміна тих

частин молекули, яких

CH3

CH2

CH2

Br

CH3

CH

CH3

и

Br

Реакції відщеплення, або Е-реакції – зворотні реакціям приєднання. Наприклад:

CH2

CH2 + Zn

to

CH2

CH2

+ ZnBr2

м

Br

Br

У ході цих реакцій відбувається руйнування хімічних зв’язків і утворенняа

нових.

Можливі два головних типи розриву ковалентних зв'язків:

гомолітичний і гетеролітичний.

т

Розглянемо їх на прикладі ковалентно побудованої органічної сполуки R3C–X, де R можуть

бути, наприклад, вуглеводневі радикали або інші різноманітні частини органічноїн

молекули, а

Х – атоми Н, Сl,

Вr, J, ОН,

NO2 або атоми Карбону інших хімічних груп. Реакції розриву

е

супроводжуються в основному поглинанням теплоти і збільшенням об'єму системи, а реакції

утворення нових зв’язків – виділенням теплоти і зменшенням об'єму.

д

Гомолітичні

реакції.

Гомолітичними

називають

реакції,

які

супроводжуються

гомолітичним розривом хімічних зв’язків.

у

При гомолітичному розриві зв'язку С–Х у молекулах R3C–Xт

відбувається “симетричне”

роз'єднання пари електронів ковалентного зв'язку так,

що один електрон залишається біля

атома Карбону, а другий переходить до частинки X:

с

R

R

.

.

я

.

.

R C

X

R C

+

X

.

.

R

н

R

Частинки або атоми (X може бути атом), які утворилися при цьому і мають по одному

н

неспареному електрону, називають вільними радикалами. Отже, радикал – це частина

молекули, яка має неспарений електрон, але не маєа

заряду, наприклад, радикал метил Н3С.

За напрямком перебігу гомолітичними

тможуть бути реакції заміщення (SR)

і реакції

приєднання (AR).

с

Гетеролітичні реакції. Гетеролітичними називають реакції, які супроводжуються

гетеролітичним розривом хімічних зв'язків.

Гетеролітичний,

або

іонний,

розрив

σ-зв’язку

и

відбувається “несиметрично”. При цьому в молекулі R3С–Х розрив σ-зв’язку С–Х може

р

відбуватися з переходом пари електронів до атома Карбону або до частинки X. Якщо пара

електронів перейшла до X, то утворюється карбкатіон R3C+, а якщо до Карбонового атома, то

утворюється карбаніон R3C-:

и

к

о

в

R

C

X

R3C+ + X-

3

;