Функциональные замещенные алициклических и ароматических соединений

Функциональные замещенные алициклических и ароматических соединений

1. Галогенпроизводные предельных углеводородов

С галогенпроизводных углеводородов начинается изучение функциональных замещенных.

Большинство органических соединений состоит из различных группировок атомов, связанных с помощью ковалентной связи с основой из атомов углерода (наз. Углеродным скелетом).

Эти группировки атомов являются функциональными группами и они участвуют в большинстве химических реакций.

Наиболее распростроненные функциональные группы органических соединений

Группа	Структура	Класс
Галоид- бром, хлор
Окси-
Эфирная
Перокси-
Карбонильная
Альдегидная
Карбоксильная
Амино
Нитро
Азо-
Нитрозо-
Диазо-

2. Изомерия

Изомерия галогенпроизводных зависит от строения углеводородного скелета и положения атома галогена в цепи СnH2n+1Hlg.

Номенклатура:

3. Характер связи С-Hlg

Длина	Энергия	Поляризуемость, см2
C-Br	0,194	276	9,4
C-Cl	0,176	330	6,5
C-F	0,140	485	1,6

4. Методы получения

Промышленные способы:

· Галогенирование алканов

· Присоединение к алкенам

· Замещение гидроксильной группы в спиртах

Реакция обратимая. Относится к реакциям SN. Ранее мы познакомились с реакциями SR (химические свойства алканов), SE (химические свойства ароматических углеводородов).

Для замещения гидроксильной группы используют галогениды фосфора (PCl3, PCl5) и галогениды серы (SOCl2).

Эти методы чаще используются в лабораторной практике:

5. Химические свойства

Химические свойства определяются характером связи С-Hlg. Это реакции замещения, но ионного нуклеофильного замещения SN. Замещение может сопровождаться отщеплением Е.

Без сольватации нет диссоциации, нет взаимодействия. Растворители - ацетон, спирты, вода, диоксан, аммиак (ж.), ДМСО, ДМФА.

Примеры:

6. Механизм реакции SN

Существует два основных типа реакций ионного замещения алифатических соединений: SN2 и SN1.

Нуклеофилом называется атом (или частица), который может отдать пару электронов любому элементу, иному чем водород. Hlg, который вытесняется (замещается) уходящей группой.

Реакция SN2

Энергетический профиль SN2-замещения

Частичное связывание между нуклеофилом, уходящей группой и атакуемым атомом обозначается пунктирной линией. Вцелом реакция проходит с обращением относительной конфигурации, это обращение называется вальденовским (Вальден, 1893).

В реакции принимают участие 2 частицы и скорость реакции определяется концентрацией как галоид алкила так и нуклеофила.

Влияние алкильных заместителей на скорость реакции.

По сравнению с другими гидридными состояниями углерода реакции SN2 наиболее легко протекают у sp3-гибридизованного атома.

Алкильная группа	Относительная скорость замещения
30
1
0,03
0

Влияние растворителя

При увеличении полярности растворителя исходное соединение стабилизируется в большей степени, чем активированный комплекс, а стало быть, и энергия активации.

Порядок реакционноспособности нуклеофилов в протонных растворителях следующий:

Ряд нуклеофильности галогенов:

Ряд уменьшения способности быть уходящей группой:

Реакция SN1

Характерна для третичных и вторичных алкилгалогенидов. SN1-реакция не является согласованным процессом и состоит из двух отдельных стадий:

Скорость реакции зависит от концентрации бромистого алкила.

О стабильности карбкатионов, с которыми уже встречались при дегидратации спиртов:

Действие хлора на углеродсодержащие вещества уже давно привлекало внимание многих химиков. Известно, что еще в 1815 г. Гей-Люсссак, обработав цианистоводородную кислоту хлором, обнаружил, что она превращается в хлорциан . Позже он же обратил внимание на то, что при отбеливании воска хлором последний поглощается воском, который при этом теряет равный хлору объем водорода.

В 1821 г. Фарадеем было показано, что масло голландских химиков (дихлорэ

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать