М инистерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный технологический институт

(технический университет)

Кафедра химии и технологии органических соединений азота

И.В. ЦЕЛИНСКИЙ, С.Ф.МЕЛЬНИКОВА

Количественная теория органических реакций

Часть I. Механизмы реакций органических соединений

Текст лекций

Санкт-Петербург

2010

УДК 547.1.544 + 547.127

Целинский И.В. Количественная теория органических реакций. Часть I. Механизмы реакций органических соединений: текст лекций/ И.В.Целинский, С.Ф.Мельникова - СПб.: СПбГТИ (ТУ), 2010- 51с.

В данном учебном пособии излагаются основные принципы классификации механизмов органических реакций, рассматриваются главные типы гомолитических и гетеролитических процессов, синхронных реакций и перегруппировок, их механизмы, а также стереохимические аспекты реакций замещения и элиминирования.

Предназначено для студентов 3-курса по специальности 24.07.01-«Химическая тех-­ нология органических соединений азота» и 24.04.02-«Химическая технология синтетических био­логически активных веществ», а также для аспирантов и научных сотрудников, специализирующихся в области физической органической химии и химической технологии органических веществ.

Ил.2 табл.

Рецезенты

1. СПб Гос­университет кино и телевидения,

Л.Л.Кузнецов, д-р. хим. наук, профессор кафедры

общей, органической и физической химии

2. Б.М.Ласкин, д-р техн.наук, профессор, начальник

на­уч­­­но-исследовательского комплекса «Экология

промышленная безопасность «РНЦ «Прикладная химия»

Утверждено на заседании учебно-методической комиссии факультета тонкого органического и микробиологического синтеза 2010 г.

Рекомендовано к изданию РИС’о СПбГТИ (ТУ)

ВВЕДЕНИЕ

Количественная теория органических реакций опирается, прежде всего, на знание механизмов химических реакций и факторов, определяющих реакционную способ­ность, прежде всего структурных (электронные, стереоэлектронные и сте­рические эф­фекты) и эффектов среды (клеточный эффект, специфическая и не­специфическая соль­ватация). Разобраться во множестве химических превращений органических ве­ществ помогает классификация их механизмов, которая проводится по двум основ­ным прин­ципам: по характеру разрыва и образования химических связей (гомолити­ческие, Гете­ролитические реакции, процессы одноэлектронного переноса) и по типу превраще­ний субстрата (реакции присоединения, замещения, элими­нирования, фрагментации). Отдельный тип органических реакций представляют синхронные, пери­циклические и электроциклические реакции, а также сигматропные перегруп­пировки.

Органические реакции различаются также по типу активации. Большинство неката­­ли­­ти­ческих реакций, скорость которых увеличивается с температурой, отно­сятся к числу термически активируемых*. В последнее время широкое распростра­нение полу­чили реакции, активируемые действием микроволнового облучения, в основе которого также лежит термическая активация. Отдельную группу пред­ставляют т.н. соно­хими­чес­кие реакции, активируемые ультразвуком, однако этот метод активации исполь­зуется гораздо реже, чем термическая активация.

Принципиально отличными от приведенных выше являются фотохимические реак­ции, активируемые ультрафиолетовым облучением, и радиохимические реакции, про­текающие под действием ионизирующего излучения. В таких реакциях органи­ческие молекулы, поглощая квант электромагнитного излучения или сталкиваясь с эле­ментар­ной частицей, переходят в электронно-возбужденное состояние или распа­даются на фрагменты, реакционная способность которых принципиально отличается от молекул в основном электронном состоянии. Такие реакции лишь вскользь упоми­наются в данном учебном пособии.

*Каталитическая активация органических реакций подробно рассмотрена в учебном пособии «Кислотно-основные свойства органических соединений азота» авторов И.В.Целинский и И.В.Шугалей, СПб; СПбГТИ(ТУ), 2006.-57 с.