Típusú szerves reakciók
Típusú szerves reakciók
Organic Reactions lehet osztani két alaptípusa.
A hemolitikus reakció. Ezeket a reakciókat egy gyökös mechanizmussal. Van egy közelebbi pillantást rájuk a következő fejezetben. A kinetikája és mechanizmusa az ilyen típusú reakciókhoz tárgyaljuk Ch. 9.
Heterolitiku reakciókat. Ezek a reakciók lényegében ionos reakciókkal. Ezek viszont oszthatók helyettesítési reakciók, addíciós és eliminációs (hasítás).
szubsztitúciós reakció
Ezekben a reakciókban olyan atom vagy atomcsoport helyébe egy másik atom vagy csoport. Példaként az ilyen típusú hidrolízis reakciók adnak hlorometana alkotnak metanol:
Hidroxil-ion az a nukleofil. Ezért ez az úgynevezett helyettesítési nukleofil szubsztitúció. Ez Jele SN. Cseréli a részecske (a klór esetében ion) nevezzük kilépőcsoport.
Jelölő szimbólum nukleofil és kilépő csoport-szimbólum, akkor tudjuk írni a generalizált egyenlet a reakció nukleofil szubsztitúció telített szénatomján az alkilcsoport az R a következő módon:
ráta tanulmány az ilyen reakciókat mutatja, hogy -reaction osztható
Bizonyos típusú reakciók típusú SN reakciókinetikai egyenlete a reakció sebessége (lásd. Sec. 9.1) a formája
Így, ezek a reakciók elsőrendű át a szubsztrátumnak, de nulladrendű kinetikájú a reagens, amely jellemző egy elsőrendű reakció, egy megbízható jele annak, hogy a sebességmeghatározó lépés a reakció egy unimolekulás folyamat. Ezért, az ilyen típusú reakció kijelölt szimbólum.
-a reakció nulladrendű tekintetében a reagens, mint a sebesség nem függ a koncentráció a reagens ezért írva:
Mivel a nukleofil nem vesz részt a sebességmeghatározó lépés a reakció mechanizmusát ez a reakció legalább két szakaszból áll. A következő mechanizmust javasoltak ilyen reakciók:
Az első lépés az ionizációs a kialakulását karbokation Ez a lépés a sebességmeghatározó (lassú).
Egy példa a reakció típusú alkalikus hidrolízis alkilgalo-tercier-halogenidek. például
Ebben az esetben, a reakció sebessége határozza meg az egyenlet
Bizonyos típusú reakciók a nukleofil szubsztitúciós reakciók SN sebesség egyenlete a forma
Ebben az esetben, a reakció elsőrendű a sorrendben az első nukleofil on. Általában ez egy másodrendű reakció. Elegendő okkal feltételezhető, hogy a meghatározó lépés e reakció egy bimolekuláris folyamat. Ezért ez a típusú reakciót jelezzük Mivel a korlátozó lépést reakció egyidejűleg a részt, és a nukleofil, és a hordozó lehet kiindulni, hogy ez a reakció végbemegy egy lépésben egy átmeneti állapotot (lásd a 9.2 fejezetet ..):
Hidrolízise primer alkil-halogenidek lúgos közegben megy végbe, egy olyan mechanizmus
Ez a reakció a következő kinetikai egyenlettel:
Eddig úgy csak a nukleofil szubsztitúció telített szénatomot tartalmaz. A nukleofil helyettesítés is van egy telítetlen szénatomon:
Az ilyen típusú reakciók nevezik acil nukleofil szubsztitúció.
Elektrofil szubsztitúció. A benzolgyűrűn is előfordulhat, elektrofil szubsztitúciós reakció. A helyettesítés a benzolgyűrű az ilyen típusú szállít elektrofil annak két delokalizált elektron. Ez képezi az intermedier vegyületet - -komplex instabil elektrofil csoport és a kilépőcsoport. Schematize ilyen komplexek használt nem-zárt kerületű, jelezve a veszteség két elektron:
Példák elektrofil szubsztitúciós reakciók szolgálhat nitrálásával benzol:
Nitrálása benzollal úgy hajtjuk végre a telepítés alatt visszafolyatás hőmérsékleten 55 és 60 ° C-nitrálóelegyet. Egy ilyen keverék, amely egyenlő mennyiségű koncentrált salétromsav és kénsav. A reakció a sav képződéséhez vezet kation nitroilnogo
addíciós reakció
Ebben az ilyen típusú reakciókhoz bekövetkezik csatlakozási elektrofil vagy nukleofil, amely egy telítetlen szénatomhoz. Itt tartjuk az egyik példája az elektrofil addíciós és nukleofil addíciós.
Egy példa a elektrofil túlmenően a reakció a hidrogén-bromid és bármely alkén. A HBr in vitro lehet használni közötti reakció tömény kénsav és nátrium-bromidot (lásd. Sec. 16.2). HBr poláris molekulákat, mert a brómatomot negatív indukciós hatása a hidrogénatom. Ezért, a hidrogén-bromid a molekulának a tulajdonságait egy erős sav. A modern nézetek, a reakció a hidrogén-bromid, hogy alkének két stádiumban megy végbe. Az első lépésben egy pozitív töltésű hidrogénatom, megtámadja a kettős kötés, amely működik, mint egy elektron forrás. Ennek eredményeként az aktivált komplex képződik, és bromid-ion:
Ezután, a bromid-ion, hogy megtámadják a komplex, és így egy alkil-bromid:
Példaként a nukleofil addíciós hidrogén-cianid vezethet kötődés minden olyan aldehid vagy keton. Először, egy aldehidet vagy ketont reagáltatunk vizes nátrium-cianidot adunk hozzá, feleslegben alkalmazott mennyiségű ásványi sav, amely képződéséhez vezet a hidrogén-cianid HCN. A cianid-ion a nukleofil. Ez megtámadja a pozitív töltésű szénatom a karbonil-csoport az aldehid vagy keton. A pozitív töltés és a polaritás miatt a karbonilcsoport mezomer hatása, melyet a fent leírt. A reakció lehet bemutatható az alábbi séma szerint:
eliminációs reakció (hasítás)
Ezek a reakciók inverz tekintetében addíciós reakciók. Ezek eltávolításához vezet bármely atomok vagy atomcsoportok a két szénatom, amely egyetlen kovalens kötés, ezáltal egy többszörös kötés közöttük.
Egy példa egy ilyen reakció a hasítási hidrogén és halogén: alkil-halogenidek:
A reakció végrehajtása, az alkil-halogenidet kálium-hidroxiddal kezeljük alkoholban hőmérsékleten 60 ° C-on
Meg kell jegyezni, hogy a feldolgozási halogenid-hidroxid is eredményezi nukleofil szubsztitúció (lásd. Fent). Ennek eredményeképpen, egyidejűleg megy végbe két versengő szubsztitúciós reakciót és a hasítás, hogy képződéséhez vezet keverékét helyettesítő termékek és a hasítás. Melyik ezek a reakciók lesznek túlsúlyban, akkor számos tényezőtől függ, többek között a környezet, amelyben a reakciót. A nukleofil szubsztitúciója alkil-halogenidek végezzük víz jelenlétében. Ezzel szemben, a hasítási reakció távollétében hajtunk végre víz és magasabb hőmérsékleteken.
Tehát még egyszer!
1. Ha két hemolitikus hasítási kapcsolat megosztását az elektronok egyenlően oszlanak atomok között.
2. Amikor két kommunikációs heterolitikus hasítási elektront osztott egyenlőtlenül atomjai között.
3. karbanion van iont tartalmazó szénatom egy negatív töltés.
4. szénkation - egy iont tartalmazó szénatomon pozitív töltést.
5. Az oldószer hatása is jelentős hatást gyakorol a kémiai folyamatokat, és az egyensúlyi állandó.
6. Hatás a kémiai környezet a funkciós csoport a molekulán belüli reaktivitása a funkciós csoport a strukturális hatást.
7. Az elektronikus hatások és sztérikus hatások együttesen nevezik strukturális hatások.
8. A két legfontosabb elektronikus hatások induktív és mezomorf hatást (rezonancia) hatásokat.
9. Az induktív hatás, hogy elmozdulás az elektronsűrűség az egyik atom egy másik, ami a polarizáció vonatkozásában két atom között. Ez a hatás lehet pozitív vagy negatív.
10. Molekula részecskék többszörös kötések létezhetnek formájában rezonancia hibridek két vagy több rezonancia szerkezetek.
11. mezomer (rezonancia), a hatás, hogy stabilizálja a rezonancia hibridek miatt delokalizációját elektronok.
12. A sztérikus gátlás előfordulhat olyan esetekben, amikor a terjedelmes csoport egy molekulában mechanikusan befolyásolja a reakciót.
13. nukleofil - részecske, amely megtámadja a szénatom, ellátva azt a elektronpár. Nukleofil egy Lewis-bázis.
14. elektrofil - részecske, amely megtámadja a szénatom aktseptiruya annak elektronpár. Nukleofil egy Lewis-sav.
15. A hemolitikus reakciók gyökös reakciók.
16. heterolitikus reakciók elsősorban ionos reakciót.
17. helyettesítése bármely csoport a molekulában egy nukleofil reagenssel úgynevezett nukleofil szubsztitúció. Helyettesítő csoport: ebben az esetben az úgynevezett kilépő csoport.
18. elektrofil szubsztitúciós a benzolgyűrűn két Adomány delokalizált elektron bármilyen elektrofil.
19. elektrofil addíciós reakciót összekötő bármilyen elektrofil egy telítetlen szénatomhoz.
20. Joining hidrogén-cianid és aldehidek vagy ketonok egy példa a nukleofil addíciós.
21. Az eliminációs reakció (hasítás) történik héja olyan atomok vagy atomcsoportok a két szénatom, amely egy egyszerű kovalens kötés. Az eredmény egy többszörös kötés a szénatomok között.