3.2. Способы разрыва ковалентной связи

1) Гомолитический или свободно-радикальный — электронная пара ковалентной связи делится между образующимися частицами:

Обычно характерен для неполярных и малополярных связей, часто требует затраты большой энергии. Образующиеся активные промежуточные частицы — свободные радикалы.

2) Гетеролитический или ионный — электронная пара ковалентной связи уходит с одной из образующихся частиц:

Характерен для полярных связей. Образующиеся активные промежуточные частицы — карбокатионы (имеют положительный заряд на атоме углерода) или карбоанионы (имеют отрицательный заряд на атоме углерода).

3.3 Классификация органических реакций

1) По типу разрыва связей в субстрате и реагенте

(а) Гомолитические (свободно-радикальные) реакции:

субстрат реагент продукты реакции

(б) Гетеролитические (ионные) реакции:

субстрат реагент продукты реакции

(в) Согласованные (синхронные) реакции — одновременный перенос нескольких пар электронов. Часто протекают через ароматическое переходное состояние:

бутадиен-1,3 этилен переходное состояние циклогексен

2) По типу реагента

а) радикальные (R):

СН₂=СН–СН₃ + НО· → СН₂=СН–СН₂· + Н₂О

б) электрофильные (E):

С₆Н₆ + NO₂⁺ → C₆H₅NO₂ + H⁺

в) нуклеофильные (N):

C₂H₅Br + OH^– → C₂H₅OH + Br^–

г) окислительные [O]:

д) восстановительные [H]:

3) По конечному результату

а) реакции замещения (S):

б) реакции присоединения (A):

в) реакции отщепления или элиминирования (E):

4) По числу молекул (частиц), участвующих в стадии, определяющей общую скорость реакции

а) мономолекулярные:

(диссоциативные)

(изомеризации)

б) бимолекулярные (ассоциативные):

5) Кинетически и термодинамически контролируемые реакции

В ряде случаев из одних и тех же исходных веществ могут образоваться несколько различных продуктов (конкурирующие реакции). Если реакции необратимы, то соотношение продуктов определяется только кинетическим фактором (соотношением скоростей соответствующих реакций). Если же эти реакции обратимы, то сначала образуется тот продукт, скорость образования которого больше (происходит кинетически контролируемая реакция), однако через некоторое время наблюдается превращение этого продукта в то вещество, энергия которого ниже (происходит термодинамически контролируемая реакция), например:

кинетически контролируемый

продукт

нафталин α-нафталинсульфокислота

термодинамически контролируемый продукт

β-нафталинсульфокислота

6) Хемо- регио- и стереоселективные реакции

Хемоселективность — преимущественное протекание реакции по одному из нескольких реакционных центров:

Региоселективность — предпочтительное протекание реакции по одному из нескольких реакционных центров одинаковой химической природы:

Стереоселективность — предпочтительность образования одного из нескольких возможных стереоизомеров

циклопентен транс-1,2-дибромциклопентан