Функціональні заміщені аліциклічних і ароматичних сполук

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Функціональні заміщені аліциклічних і ароматичних сполук

1. Галогенпохідних граничних вуглеводнів

З галогенпохідних вуглеводнів починається вивчення функціональних заміщених.

Більшість органічних сполук складається з різних угруповань атомів, пов'язаних з допомогою ковалентного зв'язку з основою з атомів вуглецю (наз. Вуглецевим скелетом).

Ці угруповання атомів є функціональними групами і вони беруть участь в більшості хімічних реакцій.

Найбільш распростроненія функціональні групи органічних сполук

Група

Структура

Клас

Галоід-бром, хлор


Окси-


Ефірна


Пероксі-


Карбонильная


Альдегідна


Карбоксильная


Аміно


Нітро


Азо-


Нітрозо-


Діазо-


2. Ізомерія

Ізомерія галогенпохідних залежить від будови вуглеводневого скелета і положення атома галогену в ланцюзі СnH2n +1 Hlg.

Номенклатура:

3. Характер зв'язку С-Hlg


Довжина

Енергія

Поляризованість, см2

C-Br

0,194

276

9,4

C-Cl

0,176

330

6,5

CF

0,140

485

1,6

4. Методи отримання

Промислові способи:

  • Галогенування алканів

  • Приєднання до алкенів

  • Заміщення гідроксильної групи в спиртах

Реакція оборотна. Відноситься до реакцій SN. Раніше ми познайомилися з реакціями SR (хімічні властивості алканів), SE (хімічні властивості ароматичних вуглеводнів).

Для заміщення гідроксильної групи використовують галогеніди фосфору (PCl3, PCl5) і галогеніди сірки (SOCl2).

Ці методи частіше використовуються в лабораторній практиці:

5. Хімічні властивості

Хімічні властивості визначаються характером зв'язку С-Hlg. Це реакції заміщення, але іонного нуклеофільного заміщення SN. Заміщення може супроводжуватися отщеплением Е.

Без сольватації немає дисоціації, немає взаємодії. Розчинники - ацетон, спирти, вода, діоксан, аміак (ж.), ДМСО, ДМФА.

Приклади:

6. Механізм реакції SN

Існує два основних типи реакцій іонного заміщення аліфатичних сполук: SN2 і SN1.

Нуклеофілів називається атом (або частка), який може віддати пару електронів будь-якого елементу, іншому ніж водень. Hlg, який витісняється (заміщається) йде групою.

Реакція SN2

Енергетичний профіль SN2-заміщення

Часткове зв'язування між нуклеофілами, що минає групою і атакується атомом позначається пунктирною лінією. Вцілому реакція проходить з обігом відносної конфігурації, це звернення називається вальденовскім (Вальден, 1893).

У реакції беруть участь 2 частки та швидкість реакції визначається концентрацією як галоид алкіла так і нуклеофил.

Вплив алкільних заступників на швидкість реакції.

У порівнянні з іншими гідридним станами вуглецю реакції SN2 найбільш легко протікають у sp3-гібрідізованного атома.

Алкільних груп

Відносна швидкість заміщення

30

1

0,03

0

Вплив розчинника

При збільшенні полярності розчинника вихідне з'єднання стабілізується більшою мірою, ніж активоване комплекс, а отже, і енергія активації.

Порядок реакційноздатними нуклеофілів в протонних розчинниках наступний:

Ряд нуклеофільність галогенів:

Ряд зменшення здатності бути минає групою:

Реакція SN1

Характерна для третинних і вторинних алкилгалогенидов. SN1-реакція не є узгодженим процесом і складається з двох окремих стадій:

Швидкість реакції залежить від концентрації бромистого алкіла.

Про стабільність карбкатиона, з якими вже зустрічалися при дегідратації спиртів:

Дія хлору на вуглець речовини вже давно привертало увагу багатьох хіміків. Відомо, що ще в 1815 р. Гей-Люсссак, обробивши ціанистоводнева кислоту хлором, виявив, що вона перетворюється в хлорциан . Пізніше він же звернув увагу на те, що при відбілюванні воску хлором останній поглинається воском, який при цьому втрачає рівний хлору обсяг водню.

У 1821 р. Фарадеєм було показано, що масло голландських хіміків (дихлоретан) при тривалій дії на нього хлору перетворюється в новий продукт - шестіхлорістий вуглець , Відомий нині під назвою гексахлоретан. У цьому випадку було також звернуто увагу на заміну водню рівним об'ємом хлору.

Досліджуючи бензольні з'єднання, Велер і Лібіх (1822 р.) встановили, що хлор перетворює з'єднання , Називалося у той час гидридом бензоїлу в хлористий бензоїл: , З заміщенням одного атома водню хлором і виділенням еквівалентної кількості хлористого водень.

Таким чином, вже на початку XIX століття вчені мали фактами, які доводять здатність водню в органічних сполуках заміщатися хлором з виділенням хлористого водню і одночасним утворенням відповідних хлорорганічних продуктів. Однак ці окремі факти не були використані для будь-яких узагальнюючих висновків.

У 1834 р. знаменитий французький хімік Дюма звернув увагу на виділення хлористого водню при горінні свічок, зроблених з воску, попередньо обробляється в ті часи хлором для відбілювання. Зіставляючи спостережуване їм явище з зазначеними вище фактами, відкритими до нього іншими хіміками, Дюма вперше намагається узагальнити ці явища і встановити характеризують їх загальні закономірності. Він приходить до формулювання емпіричного закону заміщення, згідно з яким «якщо тіло, що містить водень, піддається дегидрируются дії хлору (або іншого галоида або кисню), то на кожен втрачений атом водню воно (тіло) приєднує один атом галоида (або половину атома кисню)» .

Положення, висловлені Дюма, безсумнівно, сприяли появі багатьох наступних теоретичних і експериментальних досліджень з реакції заміщення взагалі і по хлоруванню зокрема.

Глава російської хімічної школи органіків А.М. Бутлеров, створюючи теорію будови органічних сполук і розглядаючи різнобічні хімічні перетворення їх, велику увагу приділяв реакцій галоідірованія, у тому числі хлорування вуглеводнів та їх похідних.

Капітальним внеском у розробку теоретичних основ реакцій хлорування парафінових вуглеводнів з'явилися відомі дослідження В.В. Марковникова з теорії взаємного впливу атомів в молекулах хімічних сполук. Користуючись великим експериментальним матеріалом, В.В. Марковников сформулював ряд приватних і загальних закономірностей, скромно названих ним «Правилами». Перш за все, він звертає увагу на процеси заміщення водню у вуглеводнях хлором і киснем.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Реферат
31.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Феноли Реакції нуклеофільного заміщення ароматичних сполук Отримання фенолів
Хімічні властивості ароматичних вуглеводнів Поліядерні ароматичні сполуки
Вивчення умов утворення ароматичних полиимидов і сополібензоксазолімідов на основі 3 березня діокси
Отримання мембранного білка бактериородопсина міченого дейтерієм по залишках ароматичних амінокислот
Вивчення умов утворення ароматичних полиимидов і сополібензоксазолімідов на основі 33-діокси-44-діамінодіфенілметана
Розчини високомолекулярних сполук
Види органічніх сполук
Хімічні формули сполук
Властивості s-металів та їх сполук
© Усі права захищені
написати до нас