Механізми органічних реакцій

О

Нуклеофіли здатні утворювати ковалентний зв'язок із субстра­том, атакуючи в його молекулі центри зі зниженою електронною густиною.

Електрофільними (такими, що «шукають» електрони) називаються реагенти, які приймають електронну пару від субстрату при утворенні з ним хімічного зв'язку. До електрофільних реагентів відносять катіони та нейтральні молекули, які мають вакантну орбіталь або центри з пониженою електронною густиною. Типовими електрофільними реагентами є:

а) нейтральні молекули, що мають вакантну орбіталь — кисло­
ти Льюїса (А1С1₃, РеВг₃, 8пС1₄ та ін.);

б) катіони — протон (Н⁺), іони металів (Ме^л+), нітроній-іон
(ІЧО^та ін.;

в) молекули, що мають центри зі зниженою електронною гус­
тиною: галогенопохідні вуглеводнів (К—Наї), галогени* (С1₂, І₂,
Вг₂), сполуки з карбонільною групою

К-⁸С^

^хон

Електрофільні та нуклеофільні реакції, подібно до процесів окиснення й відновлення, нерозривно пов'язані між собою. І за­лежно від того, яка з реагуючих речовин приймається за атакую­чий реагент, а яка за субстрат, ту ж саму реакцію можна назвати як електрофільною, так і нуклеофільною.

ПОНЯТТЯ ПРО ТИПИ ОРГАНІЧНИХ РЕАКЦІЙ

Величезну кількість органічних реакцій можна розподілити на декілька основних типів.

* Галогени виявляють електрофільні властивості під впливом каталізатора або я-електронів субстрату, які поляризують зв'язок у молекулі.

1. Реакції приєднання(позначаються символом А — від англ. асІМіоп):

А = В + X — ¥--------- ► А — В

X У

Вони характерні для сполук, які мають кратні зв'язки між ато­мами Карбону, Карбону і Оксигену, Карбону і Нітрогену, Нітро­гену і Нітрогену, а також сполук, що містять атоми з неподілени-ми електронними парами і вакантними орбіталями.

Реакції приєднання можуть відбуватися за такими механізмами:

а) електрофільне приєднання (символ А_Е);

б) нуклеофільне приєднання (Л#);

в) вільнорадикальне приєднання (Дд).

2. Реакції заміщення(позначаються символом 5 — від англ.
зиЬзіШіїоп):

А—В + X — А—X + В; А—В + X—V — А—X + В—V

Вони характерні для всіх класів органічних сполук і можуть відбуватися за такими механізмами:

а) електрофільне заміщення (символ 5_£);

б) нуклеофільне заміщення (5^);

в) вільнорадикальне заміщення (5^).

3. Реакції відщеплення (елімінування)(позначаються символом
Е — від англ. еіітіпаіїоп):

А — В А = В+ X — V

І І

X У

Від органічних сполук найчастіше відщеплюються такі речо­вини, як вода, галогеноводні, аміак. Реакції відщеплення характер­ні для галогенопохідних вуглеводнів, спиртів, галогено-, гідрокси -і амінокислот.

4. Перегрупування:

А —В -А —В

Перегрупування включають перехід (міїрацію) окремих атомів або груп від одного фрагмента молекули до іншого. До них дуже схильні ненасичені сполуки.

Глава 7

ВУГЛЕВОДНІ

5. Реакції окиснення і відновлення.Ці реакції супроводжуються зміною ступеня окиснення атома Карбону, який є реакційним центром. Процеси окиснення і відновлення нерозривно пов'язані між собою. Однак, класифікуючи органічні реакції, окиснення і відновлення їх розглядають за відношенням до органічної речо­вини.

За кількістю молекул, які беруть участь у стадії, що ви­значає швидкість реакції, розрізняють мономолекулярні та бімолекулярні реакції. їх позначають цифровими індек­сами 1 і 2 відповідно. У лімітуючій (найповільнішій, швид-кістьвизначальній) стадії мономолекулярної реакції беруть участь молекули одного реагенту, у бімолекулярній — молекули двох реагентів. Наприклад: 5^1, £1, 5^2, £2.

■

■

•

•

Вуглеводнями називаються органічні сполуки, молекули яких складаються тільки з атомів Карбону та Гідрогену.

Залежно від будови карбонового ланцюга вуглеводні поділя­ють на ациклічні (аліфатичні), аліциклічні та ароматичні.

ВУГЛЕВОДНІ

І

І

аліфатичні аліциклічні ароматичні

і—"—і--------------------- 1----------- 1 і--------- '—і

алкани алкени алкадієни алкіни одноядерні багатоядерні

Аліфатичні вуглеводні мають відкритий (незамкнутий) карбо­новий ланцюг. За мірою насиченості карбон-карбонових зв'язків їх поділяють на алкани (насичені вуглеводні), алкени (вуглеводні з подвійним зв'язком), алкадієни (з двома подвійними зв'язками), алкіни (з потрійним зв'язком).

Ароматичні і аліциклічні вуглеводні мають замкнутий карбоно­вий ланцюг.

До ароматичних належать вуглеводні, які мають одне або де­кілька бензенових кілець. Залежно від кількості бензенових ядер їх поділяють на одноядерні та багатоядерні.

Алкани

ГЛАВА

АЛКАНИ

ГЛАВА

Починаючи з вуглеводню С₄Н₁₀, алкани можуть мати як не-розгалужений карбоновий ланцюг, так і розгалужений. Алкани з нерозгалуженим ланцюгом атомів Карбону називають нормаль­ними, або н-алканами.

Алканами називаються вуглеводні аліфатичного ряду, в молекулах яких атоми Карбону зв'язані між собою тіль­ки простими ковалентними зв'язками (а-зв'язками).

Вуглеводні цього ряду ще називають насиченими вуглеводнями. Раніше ці сполуки називали також парафінами (від лат. Рагит а$іпіїа$ — мало властивостей), що вказує на їх порівняно низьку реакційну здатність. Алкани мають загальну формулу С_лН_2л+2. Вони утворюють гомологічний ряд, першим представником якого є ме­тан (табл. 8.1). Кожний наступний член цього ряду відрізняється від попереднього на групу атомів СН₂ (гомологічна різниця).

Таблиця 8.1 Перші члени гомологічного ряду алканів

Поиск по сайту: