- •I. Классификация органических реакций и реагентов
- •Классификация реакций по характеру разрыва связей в реагенте и субстрате
- •Нуклеофилы и электрофилы
- •Классификация реакций в соответствии с конечным результатом процесса. Символы органических реакций
- •Реакции присоединения (а-реакции)
- •В) Радикальное присоединение к ненасыщенным соединениям (ar-реакции)
- •Реакции отщепления (элиминирования), (символ е)
- •3. Реакционная способность органических соединений
- •Радикалы
- •Карбокатион
- •Третичный карбокатион.
- •Карбанионы
- •Три нитрогруппы за счёт электроноакцепторного влияния усиливают делокализацию отрицательного
- •4. Выводы
- •5. Основные термины
- •1. Гетеролиз (гетеролитическое расщепление связи)
- •3. Динамический электронный фактор
- •6. Эталонное решение задач
- •Эталонное решение задач второго типа
- •Решение
- •II. Кислотность и основность органических соединений
- •1. Протолитическая теория кислотно-основных превращений Бренстеда
- •1.1 Кислоты Бренстеда
- •1.2 Основания Бренстеда
- •Основание сопряженная сопряжённое Бренстеда кислота. Основание
- •Факторы, влияющие на силу оснований бренстеда
- •1) Факторы, влияющие на силу π-оснований Бренстеда
- •Б) Природа заместителей, связанных с основным центром.
- •2. Теория кислот и оснований Льюиса
- •Кислота Льюиса основание Льюиса солеобразный аддукт
- •3. Основные термины.
- •4. Эталонное решение задач эталонное решение задач первого типа
- •Решение
- •Эталонное решение задач второго типа
- •Решение
- •Эталонное решение задач третьего типа
- •Решение
- •Решение
I. Классификация органических реакций и реагентов
Любую химическую реакцию можно рассматривать как реакцию между субстратом и реагентом.
Если реакция протекает между органическим веществом и неорганическим, органическое вещество – cубстрат, а реагент – неорганическое, например:
субстрат реагент продукт реакции
Если реакция протекает между двумя органическими веществами, субстратом считается органическое вещество более сложного строения, например:
+ HCI
субстрат реагент продукт реакции
В ходе химических превращений, при любой структуре субстрата, всегда происходят изменения в определённом участке молекулы, так называемом «реакционном центре».
Характер разрыва связей у реакционного центра субстрата определяется природой реагента, атакующего этот центр. Реагент может быть радикалом, нуклеофилом или электрофилом.
Радикалы образуются при гомолитическом разрыве связи (этот процесс называется гомолизом). В этом случае связующая электронная пара разрывается так, что каждая из образовавшихся частиц сохраняет один неспаренный электрон.
Радикальному разрыву подвергаются обычно неполярные или малополярные связи при высокой температуре, под действием УФ- света или радиоактивного излучения.
Например:
При гетеролитическом разрыве ковалентной связи (процесс называется гетеролизом) электронная пара не разъединяется а целиком остается у более электроотрицательного атома. В результате получаются положительно и отрицательно заряженные ионы
Положительно заряженный ион был назван электрофилом, а отрицательный ион - нуклеофилом.
К гетеролитическому разрыву склонны сильно полярные и легко поляризуемые связи. Такому разрыву ковалентной связи способствуют растворители с высокой диэлектрической проницаемостью и большой полярностью.
Классификация реакций по характеру разрыва связей в реагенте и субстрате
а). В реагенте связь разрывается гомолитически, образуется очень реакционноспособная частица - радикал, которая далее атакует реакционный центр субстрата.
У реакционного центра субстрата тоже должен произойти гомолитический разрыв связи. Такие реакции называют радикальными (или гомолитическими), например:
а) реакция хлорирования метана на свету,
реагент субстрат
б) взаимодействие кислорода (молекула которого является бирадикалом) с изопропилбензолом.
кумол реагент гидропероксид кумола
(изопропилбензол) (бирадикал)
субстрат
После радикального разрыва связи у реакционного центра субстрата образуется стабильный радикал.
стабильный радикал
Этот радикал устойчив за счет сопряжения неспаренного электрона с π- системой кольца.
б). В реагенте происходит гетеролитический разрыв связи – образуются положительно и отрицательно заряженные частицы, которые и начнут реакцию с субстратом. Эта реакция будет сопровождаться гетеролитическим разрывом связи у реакционного центра субстрата. Такие реакции, в зависимости от природы реагента, называют электрофильными или нуклеофильными
Данное ранее определение электрофила и нуклеофила не является исчерпывающим. Класс нуклеофилов не ограничивается отрицательно заряженными, а электрофилов - положительно заряженными ионами. Это значительно более ёмкое понятие, включающее в себя различные классы органических и неорганических веществ. Реакции электрофильно-нуклеофильных взаимодействий имеют большое значение в органическом синтезе.
Подобно тому, как в окислительно-восстановительных процессах окислитель всегда реагирует с восстановителем, так нуклеофил всегда взаимодействует с электрофилом.
Например.
СН2 = СН2 + НВr → CH2Br –CH3
этилен бромоводород
нуклеофил электрофил
C2H5CI + KSH → C2H5SH + KCI
хлорэтан гидросульфид калия
электрофил. нуклеофил