Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
01.Лечебное дело / Биоорганическая химия / 01.Лекции / Лекции по биоорганической химии 1-6.doc
Скачиваний:
611
Добавлен:
19.06.2017
Размер:
1.51 Mб
Скачать

Лекция 2 Сопряженные системы

В простейшем случае сопряженные системы – это системы с чередующимися двойными и одинарными связями. Они могут быть открытыми и закрытыми. Открытая система имеется в диеновых углеводородах (УВ).

П

-электрон

римеры:

С4Н6

СН2 = СН – СН = СН2

Бутадиен-1, 3

Все атомы С находится в состоянии sp2 – гибридизации. Четыре негибридные (р-орбитами), перекрываясь между собой, образуют единую электронную систему. Этот вид сопряжения наз-ся , -сопряжением.

С2Н3Сl

р-электроны

Хлорэтен

СН2 = СН – Сl

Здесь происходит сопряжение -электронов с р-электронами. Этот вид сопряжения наз-ся р, -сопряжением.

Закрытая система имеется в ароматических УВ.

С6Н6

Б

Сопряжение – процесс энергетически выгодный, энергия (Е) при этом выделяется.

Энергия сопряжения бутадиена-1,3 составляет 15 кДж/моль, энергия сопряжения бензола – 228 кДж/моль.

ензол

Ароматичность

Это понятие, включающее различные свойства ароматических соединений. Условия ароматичности: 1) плоский замкнутый цикл, 2) все атомы С находятся в sp2 – гибридизации, 3) образуется единая сопряженная система всех атомов цикла, 4) выполняется правило Хюккеля: “В сопряжении участвуют 4n+2 -электронов, где n = 1, 2, 3...

Простейший представитель ароматических УВ – бензол. Он удовлетворяет всем четырем условиям ароматичности.

Правило Хюккеля: 4n+2 = 6, n = 1.

Нафталин

Нафталин – ароматическое соединение

Правило Хюккеля: 4n+2 = 10, n = 2.

Пиридин

Пиридин – ароматическое гетероциклическое

соединение.

Взаимное влияние атомов в молекуле

В 1861 г русский ученый А.М. Бутлеров высказал положение: «Атомы в молекулах взаимно влияют друг на друга». В настоящее время это влияние передается двумя путями: индуктивным и мезомерным эффектами.

Индуктивный эффект

Это передача электронного влияния по цепи -связи. Известно, что связь между атомами с различной электроотрицательностью (ЭО) поляризована, т.е. смещена к более ЭО атому. Это приводит к появлению на атомах эффективных (реальных) зарядов (). Такое электронное смещение наз-ся индуктивным и обозначается буквой I и стрелкой .

, X = Наl , НО , НS , NН2  и др.

Индуктивный эффект может быть положительным или отрицательным. Если заместитель Х притягивает электроны химической связи сильнее, чем атом Н, то он проявляет – I. I(Н) = О. В нашем примере Х проявляет – I.

Если заместитель Х притягивает электроны связи слабее, чем атом Н, то он проявляет +I. Все алкилы (R = СН3 , С2Н5  и т.д.), Меn+ проявляют +I.

Мезомерный эффект

Мезомерный эффект (эффект сопряжения) – это влияние заместителя, передаваемое по сопряженной системе-связей. Обозначается буквой М и изогнутой стрелкой . Мезомерный эффект может быть «+» или «–».

Выше было сказано, что имеется два вида сопряжения ,  и р, .

Примеры:

Акролеин

,  - сопряжение

Альдегидная группа проявляет – М.

Акролеин

Фенол

р, -сопряжение

Гидроксильная группа –ОН проявляет +М.

Заместитель, притягивающий электроны из сопряженной системы, проявляет –М и наз-ся электроноакцептором (ЭА). Это заместители, имеющие двой-

ную связь и др.

Заместитель, отдающий электроны в сопряженную систему, проявляет +М и наз-ся электронодонором (ЭД). Это заместители с одинарными связями, имеющие неподеленную электронную пару ( и др.).

Таблица 1 Электронные эффекты заместителей

Заместители

Ориентанты в С6Н5-R

I

М

Аlk(R-): СН3-, С2Н5-...

Ориентанты

I рода:

направляют ЭД

заместители

в орто- и пара-

положения

+

Н2, –NНR, –NR2

+

Н, –Н, –R

+

–НL

+

ЭА

Ориентанты

II рода: направляют

заместители в мета-

положения

Примеры:

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке 01.Лекции