Галогеналканы

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Галогеналканы

Содержание

2. Рекомендуемая литература 1. Травень, В.Ф. Органическая химия: Учебник для вузов в 2-х томах. – М.: Академкнига,
3. Перечень пособий, методических указаний к проведению учебных занятий и самостоятельной работы студентов Углеводороды. Галогенпроизводные углеводородов. Учебное
4. Дополнительная литература Органикум (практикум по органической химии) т.1 и т.2 "Мир",1980 г. А.А.Терней, Современная органическая химия,
5. СТРУКТУРА КУРСА 2 семестр Лекции 26 ч Лабораторные занятия 58 ч Самостоятельная работа 96 Расчетно-графическое задание
6. Галогенпроизводные углеводородов
7. Галогенпроизводные углеводородов Галогенопроизводными называются производные углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода заменены атомами галогена.
8. Галогенпроизводные углеводородов Классификация Сsp3-Hal Сsp2-Hal Сsp-Hal СnH2n+1Х, где X - F, Cl, Br, I. Галогеналканы
9. Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Характеристика связи C-Hal F(4,0) > Сl(3,0) > Вг(2,8) > I(2,5); Сsp3(2,5)
10. Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Характеристика связи C-Hal
11. Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Характеристика связи C-Hal Вследствие высокой электроотрицательности галогена связь галоген - углерод является
12. Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции элиминирования Е
13. Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции нуклеофильного замещения - SN
14. Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции нуклеофильного замещения Реакции, в результате которых в молекуле исходного соединения происходит
15. Галогенпроизводные улеводородов Реакции нуклеофильного замещения
16. Галогенпроизводные улеводородов Реакции нуклеофильного замещения
17. Бимолекулярное нуклеофильное замещение (SN2) Галогенпроизводные углеводородов Скорость реакции. v = k [R-Hal]·[Nu] Концентрация нуклеофильного реагента. Растворитель.
18. Галогенпроизводные углеводородов Реакции нуклеофильного замещения SN2
19. Галогенпроизводные углеводородов Реакции нуклеофильного замещения SN2 При столкновении реагирующих частиц начинает образовываться связь углерод-кислород, а связь
20. Галогенпроизводные углеводородов Реакции нуклеофильного замещения Диаграмма изменения потенциальной энергии в реакции бимолекулярного нуклеофильного замещения SN2 -
21. Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции нуклеофильного замещения Скорость реакции нуклеофильного замещения зависит от следующих факторов: -
22. Выбор растворителя диктуется следующими условиями: а) достаточно хорошая растворимость реагентов, б) лучшая сольватация переходного состояния по
23. Сольватация состоит в том, что молекула растворенного вещества оказывается окруженной сольватной оболочкой, состоящей из более или
24. Галогенпроизводные углеводородов Нуклеофил - анион Влияние полярности растворителя на скорость SN2: повышение полярности растворителя стабилизирует исходную
25. Галогенпроизводные углеводородов Нуклеофил – нейтральная молекула Влияние полярности растворителя на скорость SN2: повышение полярности растворителя стабилизирует
26. Апротонные биполярные растворители: растворители с высокой диэлектрической проницаемостью, но не способные к образованию водородных связей Галогенпроизводные
27. Водородная связь обусловленная электростатическим притяжением и ковалентным взаимодействием между протонированным водородом одной молекулы и электроотрицательным атомом
28. Апротонные растворители не могут сольватировать анионы за счет образования водородных связей с ними, и химики называют
29. Галогенпроизводные углеводородов 2. Реакционная способность галогеналканов При рассмотрении реакционной способности галогеналканов в реакциях нуклеофильного замещения следует
30. Галогенпроизводные углеводородов 2. Реакционная способность галогеналканов
31. Сильные основания являются обычно «плохими» уходящими группами, слабые основания – «хорошими» уходящими группами. Наилучшими уходящими группами
32. Наилучшими уходящими группами являются ионы - сопряженные основания сильных кислот, так как они являются очень слабыми
33. Галогенпроизводные углеводородов Под нуклеофильной реакционной способностью (нуклеофильной силой) принято понимать способность реагента (аниона или нейтральной молекулы)
34. Под основностью понимают способность основания (нуклеофила) связываться с протоном, т.е. сродство нуклеофила к протону. Под нуклеофильностью
35. Обычно, чем выше основность, тем выше нуклеофильность. Так, нуклеофильность уменьшается с уменьшением основности в рядах 4.
36. Нуклеофильность и основность изменяются параллельно только для реагентов, у которых пара электронов находится на одном и
37. Легкополяризуемые ионы, слабее удерживающие электроны на внешней электронной оболочке, обладают высокой нуклеофильностью и в ионизирующих протонных
38. Однако в протонных растворителях этот ряд инвертируется: нуклеофильность аниона тем выше, чем больше размер иона. Такой
39. Нуклеофильность некоторых реагентов 4. Сила нуклеофила
40. Изомерия Пространственная изомерия (Стереоизомерия) Оптическая изомерия S-α-аминопропионовая кислота R-α-аминопропионовая кислота
41. Изомерия Пространственная изомерия (Стереоизомерия) Оптическая изомерия S-α-аминопропионовая кислота R-α-аминопропионовая кислота Изомерия — одно из наиболее своеобразных
42. Изомерия Два соединения: предмет и его зеркальное изображение (I и II), несовместимые друг с другом, называются
43. Объемное изображение с помощью «клиньев»
44. Проекционные формулы Фишера
45. Отличить один энантиомер от другого можно по знаку вращения плоскополяризованного света. Энантиомеры вращают плоскость поляризованного света
46. 2. Атомная масса 3. Если у ближайшего атома показатели совпадают, то смотрят на следующий 4. Кратные
47. Для того, чтобы установить конфигурацию молекулы, её располагают так, чтобы связь хирального центра с младшей группой
48. Галогенпроизводные углеводородов Конфигурация исходного 2-бромоктана при атаке хирального атома углерода с тыла меняется на противоположную, молекула
49. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Скорость реакции. В медленной стадии, определяющей скорость реакции, принимает участие
50. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Cтадии процесса. Реакция протекает в две стадии. Первая стадия -
51. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Вторая стадия - образовавшийся карбокатион практически мгновенно взаимодействует с нуклеофилом
52. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Энергетическая диаграмма реакции изображает изменение потенциальной энергии в ходе двух
53. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Перегруппировка. В медленной стадии реакции образуется карбокатион - частица, способная
54. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Растворитель. Переходное состояние SN1-реакции более полярно, чем исходное состояние. Увеличение
55. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Растворитель. При проведении SN1-реакции используют протонные растворители с высокой диэлектрической
56. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Растворитель. В растворителе, имеющем высокую диэлектрическую проницаемость, легче протекает ионизация
57. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Стереохимия.
58. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Стереохимия.
59. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Формирование карбокатиона в реакции SN1 происходит через образование нескольких форм
60. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Нуклеофил может взаимодействовать с любой из приведенных частиц. При взаимодейсивии
61. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Реакционная способность. Главным фактором, определяющим реакционную способность в SN1-реакции, является
62. Галогенпроизводные углеводородов Реакции нуклеофильного замещения
63. Галогенпроизводные углеводородов Реакции нуклеофильного замещения Влияние условий реакции на соотношение двух механизмов.
64. Галогенпроизводные углеводородов Химические свойства Реакции элиминирования Под влиянием электроотрицательного галогена связанный с ним атом углерода (Сα)
65. Галогенпроизводные углеводородов Реакции элиминирования В ходе реакции элиминирования от молекулы галогеналкана отщепляются два фрагмента: ион галогена(
66. Галогенпроизводные углеводородов Бимолекулярное отщепление Е2 Основание С2Н5О атакует атом водорода при Сβ, подает ему пару электронов
67. Галогенпроизводные углеводородов Бимолекулярное отщепление Е2 Cкорость реакции зависит от концентрации галогеналкана и основания и определяется по
68. Галогенпроизводные углеводородов Бимолекулярное отщепление Е2 Для проведения реакции Е2 требуются сильные основания. В ряду оснований их
69. Галогенпроизводные углеводородов Бимолекулярное отщепление Е2 В галогеналкане R-X cкорость отщепления возрастает в ряду: I ˉ >
70. Галогенпроизводные углеводородов Стереохимия Е2. Связи, разрывающиеся в активированном комплексе реакций Е2, должны быть в транс положении
71. Галогенпроизводные углеводородов Стереохимия Е2. Для галогеналканов возможны две предельные конформации – антиперипланарная (А) и синперипланарная (В).
72. Галогенпроизводные углеводородов Стереохимия Е2. соотношение цис- и транс-изомеров 1:6
73. Галогенпроизводные углеводородов Стереохимия Е2. В соответствии с правилом стереоселективности отщепление происходит из транс-положения по механизму анти-элиминирования.
74. Галогенпроизводные углеводородов Направление элиминирования - правило Зайцева Основным продуктом реакции отщепления от галогеналканов с двумя не
75. Галогенпроизводные углеводородов Александр Михайлович Зайцев 1841 - 1910
76. Галогенпроизводные углеводородов Алкены, имеющие большие заместители по одну сторону от двойной свзи, менее устойчивы, чем те,
77. Галогенпроизводные углеводородов Стереохимия Е2. Для того чтобы отщепление в циклических системах происходило легко, уходящие группы должны
78. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное отщепление Е1 Третичные галогеналканы реагируют по мономолекулярному механизму.
79. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное отщепление Е1 Первая стадия аналогична первой стадии мономолекулярного нуклеофильного замещения
80. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное отщепление Е1 Во второй стадии основание атакует водород при Сβ - атоме.
81. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное отщепление Е1 Реакционная способность
82. Галогенпроизводные углеводородов Мономолекулярное отщепление Е1 Перегруппировки
83. Галогенпроизводные углеводородов Сравнение реакций нуклеофильного замещения и элиминирования Сильное основание (ΘNH2, ΘOCH3) преобладает элиминирование(Е2). Активный нуклеофил
84. Галогенпроизводные углеводородов Сравнение реакций нуклеофильного замещения и элиминирования Реакции элиминирования и нуклеофильного замещения в этом случае
85. Галогенпроизводные углеводородов
86. Тетрафторэтилен – мономер для получения тефлона Инсектициды
87. Гербициды
89. Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Получение из углеводородов
90. Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Взаимодействие галогенов с циклоалканами
91. Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Взаимодействие галогенов с алкенами и алкинами
92. Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Взаимодействие галогенов с аренами
93. Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Взаимодействие галогеноводородовов с алкенами и алкинами
94. Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Взаимодействие спиртов с галогеноводородами
95. Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Взаимодействие спиртов с галогенидами фосфора
96. Галогенпроизводные углеводородов Способы получения Взаимодействие спиртов с тионилхлоридом
98. Скачать презентацию

Слайд 2

Рекомендуемая литература
1. Травень, В.Ф. Органическая химия: Учебник для вузов в 2-х

томах. – М.: Академкнига, 2004. - Т. 1. – 727 с., Т.2. – 582 с.
2. Шабаров, Ю.С. Органическая химия: Учебник для вузов в 2-х кн. – М.: Химия, 1996. – Т. 1. – 496 с., Т.2. – 352 с.
3. Нейланд, О.Я. Органическая химия: Учеб. для хим. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1990. – 751 с.

Слайд 3

Перечень пособий, методических указаний к проведению учебных занятий и самостоятельной работы

студентов

Углеводороды. Галогенпроизводные углеводородов. Учебное пособие/ И.С. Колпащикова, Е.Р. Кофанов, Е.М. Алов. Яросл. гос. тех. ун-т. - Ярославль, 2007. - 247 с.
Полифункциональные органические соединения. Учебное пособие/ И.С. Колпащикова, А.Ф. Бетнев, Е.М. Алов. Яросл. гос. тех. ун-т. - Ярославль, 2006. - 136 с.
Методические указания к лабораторному практикуму по органической химии для студентов химико-технологического факультета. Ч. I . Учебное пособие/ Басаев Р.М., Колпащикова И.С., Кофанов Е.Р., Обухова Т.А.. - Яросл. политехн. ин-т, Ярославль.: 1999. - 32 с.
Методические указания к лабораторному практикуму по органической химии Ч.2. Учебное пособие/ Басаев Р.М., Колпащикова И.С., Кофанов Е.Р., Обухова Т.А. - Яросл. гос. тех. ун-т. - Ярославль, 1997. - 23 с.
Номенклатура органических соединений : учеб. пособие/ М.С. Белышева, И. С. Колпащикова, В. В. Плахтинский ; Яросл. гос. техн. ун-т. - Ярославль, 2009. - 76 с.
Сборник задач по органической химии : учеб. пособие / И. С. Колпащикова, А. Ф. Бетнев, Е. М. Алов ; Яросл. гос. техн. ун-т. - Ярославль, 2010. - 206 с.

Слайд 4

Дополнительная литература
Органикум (практикум по органической химии) т.1 и т.2
"Мир",1980 г.
А.А.Терней,

Современная органическая химия, т. 1,2, «Мир», Москва, 1981 г.
Р.Моррисон, Р.Бойд, Органическая химия, «Мир», Москва, 1974 г.
Дж.Робертс, М.Кассерио, Основы органической химии, «Мир», Москва, 1978 г.
5. Справочно-информационная система «Химический ускоритель», http://www.reakor.ru/leos/index.php
6. On-Line Learning Center for "Organic Chemistry" (Francis A. Carey), http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/carey5e/
7. Химический навигатор-поиск по химии, http://chemnavigator.hotbox.ru

Слайд 5

СТРУКТУРА КУРСА
2 семестр
Лекции 26 ч
Лабораторные занятия 58 ч
Самостоятельная работа 96
Расчетно-графическое задание

1
Диф. зачет +

Слайд 6

Галогенпроизводные углеводородов

Слайд 7

Галогенпроизводные углеводородов
Галогенопроизводными называются производные углеводородов, в которых один или несколько атомов

водорода заменены атомами галогена.

Слайд 8

Галогенпроизводные углеводородов
Классификация
Сsp3-Hal
Сsp2-Hal
Сsp-Hal
СnH2n+1Х, где X - F, Cl, Br, I.
Галогеналканы

Слайд 9

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства
Характеристика связи C-Hal
F(4,0) > Сl(3,0) > Вг(2,8) > I(2,5);

Сsp3(2,5)

Слайд 10

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства
Характеристика связи C-Hal

Слайд 11

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства
Характеристика связи C-Hal

Вследствие высокой электроотрицательности галогена связь галоген

- углерод является сильно полярной Сδ+→Хδ−. Галоген, связанный с электронодефицитным углеродом, можно легко заменить на частицу, богатую электронами, - нуклеофил Nu («ядро любящий»).
Нуклеофил - частица, имеющая пару электронов, которую она может отдать атому, несущему целый или частичный положительный заряд.

Слайд 12

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства

Реакции элиминирования Е

Слайд 13

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства

Реакции нуклеофильного замещения - SN

Слайд 14

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства
Реакции нуклеофильного замещения
Реакции, в результате которых в молекуле исходного

соединения происходит замещение атома или группы атомов на другой нуклеофил, называют реакциями нуклеофильного замещения. Эти реакции обозначают SN. (от англ. substitution nucleophilic).

Слайд 15

Галогенпроизводные улеводородов
Реакции нуклеофильного замещения

Слайд 16

Галогенпроизводные улеводородов
Реакции нуклеофильного замещения

Слайд 17

Бимолекулярное нуклеофильное замещение (SN2)
Галогенпроизводные углеводородов
Скорость реакции.
v = k [R-Hal]·[Nu]

Концентрация нуклеофильного реагента.

Растворитель.

а) достаточно хорошая растворимость реагентов,
б) лучшая сольватация переходного состояния по сравнению с
исходными соединениями,
в) предотвращение побочных реакций.

Термин «бимолекулярное замещение» означает, что в стадии,
определяющей скорость реакции, участвуют две частицы.

Слайд 18

Галогенпроизводные углеводородов
Реакции нуклеофильного замещения SN2

Слайд 19

Галогенпроизводные углеводородов
Реакции нуклеофильного замещения SN2
При столкновении реагирующих частиц начинает образовываться связь

углерод-кислород, а связь углерод-бром растягивается, атом углерода переходит в sp2-состояние. В этом состоянии атом углерода связан сразу с пятью атомами. Три атома водорода и углерод лежат в одной плоскости, а группы НО- и Br- располагаются на прямой, перпендикулярной этой плоскости. Реакция заканчивается отщеплением иона брома и образованием ковалентной связи углерод-кислород, атом углерода опять становится тетраэдрическим

Слайд 20

Галогенпроизводные углеводородов
Реакции нуклеофильного замещения
Диаграмма изменения потенциальной энергии в реакции
бимолекулярного нуклеофильного

замещения

SN2 - процесс согласованный одностадийный:
а - энергия исходных веществ,
б - энергия переходного состояния, в - энергия продуктов реакции

Слайд 21

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства
Реакции нуклеофильного замещения
Скорость реакции нуклеофильного замещения зависит от следующих

факторов:
- нуклеофильной реакционной способности реагента;
- основности нуклеофильного реагента;
- концентрации реагента;
- величины положительного заряда на атакуемом атоме углерода в субстрате;
- энергии связи и характера уходящей группы;
-строения радикалов, связанных с атакуемым атомом углерода;
- природы растворителя.

Слайд 22

Выбор растворителя диктуется следующими условиями:
а) достаточно хорошая растворимость реагентов, б)

лучшая сольватация переходного состояния по сравнению с исходными соединениями, в) предотвращение побочных реакций.

Сольватация это взаимодействие молекул растворенного вещества (или их ассоциатов) с молекулами растворителя. Это влияет на все физические и физико-химические процессы, протекающие в растворах, в т.ч. определяет скорость реакций в растворах и их механизм. Сольватация в водных средах часто называют гидратацией.

1. Растворитель

Слайд 23

Сольватация состоит в том, что молекула растворенного вещества оказывается окруженной сольватной

оболочкой, состоящей из более или менее тесно связанных с ней молекул растворителя. В результате сольватации образуются сольваты – молекулярные образования постоянного или переменного состава. Выделяют неспецифическую и специфическую сольватацию. Неспецифическая сольватация обусловлена ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями, специфическая сольватация проявляется вследствие электростатического взаимодействия, координационных и водородных связей.

1. Растворитель

Слайд 24

Галогенпроизводные углеводородов
Нуклеофил - анион
Влияние полярности растворителя на скорость SN2:
повышение полярности растворителя

стабилизирует исходную систему в большей степени, чем АК, энергия активации увеличивается, скорость реакции уменьшается.

1. Растворитель

Слайд 25

Галогенпроизводные углеводородов
Нуклеофил – нейтральная молекула
Влияние полярности растворителя
на скорость SN2:
повышение полярности

растворителя стабилизирует АК в большей степени,
чем исходное соединение, энергия
активации уменьшается, скорость
реакции увеличивается.

1. Растворитель

Слайд 26

Апротонные биполярные растворители: растворители с высокой
диэлектрической проницаемостью, но не способные

к образованию
водородных связей

Галогенпроизводные углеводородов

1. Растворитель

Слайд 27

Водородная связь обусловленная электростатическим
притяжением и ковалентным взаимодействием между
протонированным водородом

одной молекулы
и электроотрицательным атомом второй молекулы.

Водородные связи имеют энергию 20-40 кДж/моль.

Галогенпроизводные углеводородов

1. Растворитель

Слайд 28

Апротонные растворители не могут сольватировать анионы за счет образования водородных связей

с ними, и химики называют их «голыми». Биполярные апротонные растворители особенно необходимы для осуществления реакций SN2 в случае применения малоактивных нуклеофилов.

Галогенпроизводные углеводородов

1. Растворитель

Слайд 29

Галогенпроизводные углеводородов
2. Реакционная способность галогеналканов
При рассмотрении реакционной способности галогеналканов в

реакциях нуклеофильного замещения следует изучать влияние двух факторов: пространственного (стерического) и электронного. В случае бимолекулярного нуклеофильного замещения наиболее важную роль играет стерический фактор. По мере увеличения объема заместителей у атома углерода -реакционного центра возможность достижения активированного комплекса уменьшается

Слайд 30

Галогенпроизводные углеводородов
2. Реакционная способность галогеналканов

Слайд 31

Сильные основания являются обычно «плохими» уходящими группами, слабые основания – «хорошими»

уходящими группами.

Наилучшими уходящими группами являются анионы - сопряженные основания сильных кислот, так как они являются очень слабыми основаниями (отрицательный заряд распределен).

В этом ряду сила основания увеличивается, а способность быть хорошей уходящей группой уменьшается.

3. Уходящая группа

Слайд 32

Наилучшими уходящими группами являются ионы - сопряженные основания сильных кислот, так

как они являются очень слабыми основаниями (отрицательный заряд распределен).

3. Уходящая группа

Слайд 33

Галогенпроизводные углеводородов
Под нуклеофильной реакционной способностью (нуклеофильной силой) принято понимать способность реагента

(аниона или нейтральной молекулы) образовывать за счет неподеленной пары p-электронов одного из входящих в него атомов ковалентную связь с имеющим дефицит электронной плотности атомом углерода в органической молекуле (субстрате).

4. Сила нуклеофила

Слайд 34

Под основностью понимают способность основания (нуклеофила) связываться с протоном, т.е. сродство

нуклеофила к протону. Под нуклеофильностью понимают способность реагента (аниона или нейтральной молекулы) образовывать за счет неподеленной электронной пары ковалентную связь с имеющим дефицит электронной плотности атомом углерода в субстрате.

4. Сила нуклеофила

Слайд 35

Обычно, чем выше основность, тем выше нуклеофильность. Так, нуклеофильность уменьшается с

уменьшением основности в рядах

4. Сила нуклеофила

Слайд 36

Нуклеофильность и основность изменяются параллельно только для реагентов, у которых пара

электронов находится на одном и том же атоме или неподеленная пара электронов находится у атомов элементов, принадлежащих одному периоду.

4. Сила нуклеофила

Слайд 37

Легкополяризуемые ионы, слабее удерживающие электроны на внешней электронной оболочке, обладают высокой

нуклеофильностью и в ионизирующих протонных и в апротонных диполрных растворителях. Когда размер атома увеличивается, действие его ядра на периферические электроны уменьшается, в результате чего они становятся более легко поляризуемыми и более склонными к образованию связей. Нуклеофильность же слабополяризуемых, но более основных (прочнее удерживающих протон ионов (например, F-, CH3COO-) очень сильно возрастает при переходе от ионизирующих протонных растворителей к апротонным растворителям.

Чем меньше размер иона, тем выше электронная плотность и тем больше его нуклеофильная сила

4. Сила нуклеофила

Слайд 38

Однако в протонных растворителях этот ряд инвертируется: нуклеофильность аниона тем выше,

чем больше размер иона.

Такой порядок изменения нуклеофильности в протонном растворителе объясняется тем, что анионы разного размера в протонном растворителе в различной степени сольватированы за счет образования водородных связей: анион малого размера с концентрированным зарядом сольватируется сильнее и оказываются как бы блокированными, чем анион большего размера, в котором отрицательный заряд распределен в большей степени.

4. Сила нуклеофила

Слайд 39

Нуклеофильность некоторых реагентов
4. Сила нуклеофила

Слайд 40

Изомерия
Пространственная изомерия (Стереоизомерия)
Оптическая изомерия
S-α-аминопропионовая кислота
R-α-аминопропионовая кислота

Слайд 41

Изомерия
Пространственная изомерия (Стереоизомерия)
Оптическая изомерия
S-α-аминопропионовая кислота
R-α-аминопропионовая кислота
Изомерия — одно из наиболее своеобразных

проявлений специфики и особенности органической химии

Слайд 42

Изомерия
Два соединения: предмет и его зеркальное изображение (I и II), несовместимые

друг с другом, называются энантиомерами (от греческого “энантио” - противоположный).

Свойство соединения существовать в виде энантиомеров называется хиральностью (от греческого “хирос” - рука), а само соединение - хиральным

Молекула, в которой при атоме углерода находятся две или более одинаковых групп, имеет плоскость симметрии и, следовательно, не обладает хиральностью, поскольку молекула и ее зеркальное изображение идентичны. Такие молекулы называются ахиральными.

Слайд 43

Объемное изображение с помощью «клиньев»

Слайд 44

Проекционные формулы Фишера

Слайд 45

Отличить один энантиомер от другого можно по знаку вращения плоскополяризованного света.

Энантиомеры вращают плоскость поляризованного света на один и тот же угол, но в разные стороны: один – по часовой стрелке, другой – на такой же угол, но против часовой стрелки.

Слайд 46

2. Атомная масса
3. Если у ближайшего атома показатели совпадают, то смотрят

на следующий

4. Кратные связи

Правила старшинства заместителей Кана-Прелога-Ингольда

1. Атомный номер

Слайд 47

Для того, чтобы установить конфигурацию молекулы, её располагают так, чтобы связь

хирального центра с младшей группой под номером 4 была направлена от наблюдателя, и определяют расположение оставшихся групп.

Если старшинство групп убывает (1→2→3) по часовой стрелке, то конфигурация хирального центра определяется как R (от латинского слова “rectus” - правый).
Если старшинство заместителей убывает против часовой стрелки, то конфигурация хирального центра - S (от латинского “sinister” - левый).
Знак оптического вращения (+) или (-) определяется экспериментально и не связан с обозначением конфигурации (R) или (S).

Слайд 48

Галогенпроизводные углеводородов
Конфигурация исходного 2-бромоктана при атаке хирального атома углерода с тыла

меняется на противоположную, молекула субстрата «выворачивается». Полное обращение конфигурации хирального углерода может служить доказательством SN2-механизма.

Стерехимия SN2-реакций.

Слайд 49

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Скорость реакции. В медленной стадии, определяющей

скорость реакции, принимает участие только одна молекула, поэтому механизм называют мономолекулярным замещением. Скорость реакции зависит от концентрации галогеналкана и определяется по формуле r = k[R-Hal].

Слайд 50

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Cтадии процесса. Реакция протекает в две

стадии. Первая стадия - гетеролитический разрыв связи углерод-галоген - медленная

Слайд 51

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Вторая стадия - образовавшийся карбокатион практически

мгновенно взаимодействует с нуклеофилом - молекулой воды.

В отличие от механизма SN2 разрыв связи С-Х и образование новой связи С-Nu протекает не одновременно, а последовательно.

Слайд 52

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Энергетическая диаграмма реакции изображает изменение потенциальной

энергии в ходе двух стадийного мономолекулярного замещения.

Слайд 53

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Перегруппировка. В медленной стадии реакции образуется

карбокатион - частица, способная к перегруппировке.

Слайд 54

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Растворитель. Переходное состояние SN1-реакции более полярно,

чем исходное состояние. Увеличение полярности растворителя способствует большей сольватации переходного состояния по сравнению с сольватацией исходного соединения. Энергия активации уменьшается, скорость реакции увеличивается.

Слайд 55

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Растворитель.
При проведении SN1-реакции используют протонные

растворители с высокой диэлектрической проницаемостью, способные образовывать водородные связи.

Слайд 56

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Растворитель.
В растворителе, имеющем высокую диэлектрическую

проницаемость, легче протекает ионизация галогеналкана, но, в отличие от апротонных растворителей, в протонном - сольватируется не только карбокатион, но и ион галогена, образуя с ним водородные связи.

Слайд 57

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Стереохимия.

Слайд 58

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Стереохимия.

Слайд 59

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Формирование карбокатиона в реакции SN1 происходит

через образование нескольких форм ионных пар различного строения.

Тесная ионная пара – ионы расположены рядом и находятся в клетке растворителя. СРИП – ионы, разделенные хотя бы одной молекулой растворителя.

Слайд 60

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Нуклеофил может взаимодействовать с любой из

приведенных частиц. При взаимодейсивии Nu с RX реакция протекает в соответствии с механизмом SN2. Механизм SN1 реализуется, когда субстрат диссоциирует и Nu атакует карбокатион (СИ). Это два предельных случая нуклеофильного замещения: обращение конфигурации (инверсия) или рацемизация. Взаимодействия ТИП + Nu и
СРИП + Nu приводят к частичной рацемизации (или частичному обращению конфигурации, что то же самое).

Слайд 61

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Реакционная способность. Главным фактором, определяющим реакционную

способность в SN1-реакции, является электронный фактор - устойчивость образующегося в медленной стадии реакции карбокатиона. Чем устойчивее карбокатион, тем легче он образуется, тем быстрее протекает замещение.

Слайд 62

Галогенпроизводные углеводородов
Реакции нуклеофильного замещения

Слайд 63

Галогенпроизводные углеводородов
Реакции нуклеофильного замещения
Влияние условий реакции на соотношение двух механизмов.

Слайд 64

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства
Реакции элиминирования
Под влиянием электроотрицательного галогена связанный с ним атом

углерода (Сα) приобретает некоторый положительный заряд, на соседнем атоме (Сβ) также возникает заряд, но меньший. Тем не менее под влиянием частично заряженного β-углерода находящийся около него водород становится кислым и под действием сильного основания может отщепиться в виде протона (δ⊕>δ′⊕).

Слайд 65

Галогенпроизводные углеводородов
Реакции элиминирования
В ходе реакции элиминирования от молекулы галогеналкана отщепляются два

фрагмента: ион галогена( уходящая группа) от Сα и протон - от соседнего атома углерода Сβ. Такой тип реакций называется β-элиминированием.

Слайд 66

Галогенпроизводные углеводородов
Бимолекулярное отщепление Е2
Основание С2Н5О атакует атом водорода при Сβ, подает

ему пару электронов и начинает образовывать с ним связь, связь Сβ-Н ослабевает, пара электронов, связывавшая углерод и водород, освобождается и атакует атом галогена с тыла., одновременно растягивается связь Сα -Х (процесс согласованный). Возникает активированный комплекс: атомы углерода Сα и Сβ переходят из sp3-гибридного состояния в состояние, близкое к sp2-состоянию, освобождающаяся пара электронов затрачивается на образование π-связи. Затем связи углерод- водород и углерод-галоген разрываются, атомы углерода переходят в sp2-состояние, образуется π-связь.

Слайд 67

Галогенпроизводные углеводородов
Бимолекулярное отщепление Е2
Cкорость реакции зависит от концентрации галогеналкана и основания

и определяется по формуле r= k [R-X] [С2Н5O -].

Энергетическая
диаграмма реакции

Слайд 68

Галогенпроизводные углеводородов
Бимолекулярное отщепление Е2
Для проведения реакции Е2 требуются сильные основания. В

ряду оснований их эффективность изменяется в соответствии с их силой

ӨNH2 > ӨOC2H5 > ӨOH > ӨOCOCH3

Это следует учитывать, в случае сильно основных агентов преимущественно протекает реакция Е2, в случае слабоосновных - SN2. Отщепление преобладает над замещением при повышенных температурах.

Слайд 69

Галогенпроизводные углеводородов
Бимолекулярное отщепление Е2
В галогеналкане R-X cкорость отщепления возрастает в ряду:

I ˉ > Br ˉ > Cl ˉ > F ˉ.
Реакционная способность галогеналканов в реакциях Е2

Такое увеличение реакционной способности галогеналканов при переходе от первичных к третичным обусловлено увеличением устойчивости образующихся алкенов.

Слайд 70

Галогенпроизводные углеводородов
Стереохимия Е2.
Связи, разрывающиеся в активированном комплексе реакций Е2, должны

быть в транс положении по отношению друг к другу. Это стереоэлектронное требование к процессам, протекающим по механизмам Е2, т.е. необходимость определенной пространственной ориентации электронных орбиталей заместителей, участвующих в отщеплении.

Слайд 71

Галогенпроизводные углеводородов
Стереохимия Е2.
Для галогеналканов возможны две предельные конформации – антиперипланарная

(А) и синперипланарная (В).

1). Элиминирование происходит от более бедной энергией заторможенной конформации (А) по сравнению с более богатой энергией заслоненной конформацией (В).
2). Атакующее основание В: и отщепляющаяся группа Y- максимально удалены друг от друга в переходном состоянии
3). Электронная пара, образующаяся из исходной С-Н связи будет атаковать α-углеродный атом со стороны, противоположной той, от которой будет отщепляться электронная пара исходной С-Y связи (сравните с атакой с тыла для SN2 реакций).

анти-элиминирование или трансоидное элиминирование (с противоположных сторон).

Слайд 72

Галогенпроизводные углеводородов
Стереохимия Е2.
соотношение цис- и транс-изомеров 1:6

Слайд 73

Галогенпроизводные углеводородов
Стереохимия Е2.
В соответствии с правилом стереоселективности отщепление происходит из

транс-положения по механизму анти-элиминирования. Транс-элиминирование не является предпочтительным направлением Е2-реакции: оно абсолютно требуемое.

Слайд 74

Галогенпроизводные углеводородов
Направление элиминирования - правило Зайцева
Основным продуктом реакции отщепления от

галогеналканов с двумя не эквивалентными Сβ является наиболее устойчивый (наиболее алкилированный) алкен.

Алкильные заместители проявляют стабилизирующий (понижающий энергию) эффект на самой ранней стадии механизма Е2

Слайд 75

Галогенпроизводные углеводородов
Александр Михайлович
Зайцев
1841 - 1910

Слайд 76

Галогенпроизводные углеводородов
Алкены, имеющие большие заместители по одну сторону от двойной свзи,

менее устойчивы, чем те, у которых указанные заместители находятся по разные стороны от двойной связи. Наличие дополнительной энергии связано со стерическим отталкиванием (напряжение Ван-дер-Ваальса), имеющим место между двумя заслоненными заместителями

Стереохимия Е2.

Слайд 77

Галогенпроизводные углеводородов
Стереохимия Е2.
Для того чтобы отщепление в циклических системах происходило

легко, уходящие группы должны не только располагаться в транс-положении одна относительно другой, но и находиться также в диаксиальной конформации, поскольку в этом случае атомы, участвующие в реакции, лежат в одной плоскости.

Слайд 78

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное отщепление Е1
Третичные галогеналканы реагируют по мономолекулярному механизму.

Слайд 79

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное отщепление Е1
Первая стадия аналогична первой стадии мономолекулярного нуклеофильного замещения

Слайд 80

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное отщепление Е1
Во второй стадии основание атакует водород при Сβ

- атоме.

Слайд 81

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное отщепление Е1
Реакционная способность

Слайд 82

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное отщепление Е1
Перегруппировки

Слайд 83

Галогенпроизводные углеводородов
Сравнение реакций нуклеофильного замещения и элиминирования
Сильное основание (ΘNH2, ΘOCH3) преобладает

элиминирование(Е2).
Активный нуклеофил (IΘ, CH3C(O)OΘ) преобладает замещение (SN2).

Слайд 84

Галогенпроизводные углеводородов
Сравнение реакций нуклеофильного замещения и элиминирования
Реакции элиминирования и нуклеофильного замещения

в этом случае являются конкурирующими. При переходе от первичных ко вторичным и далее третичным галогеналканам элиминирование происходит все в большей степени.

Cильные основания в большей степени способствуют элиминированию. Выход продуктов элиминирования увеличивается за счет продуктов замещения также с повышением температуры.

Слайд 85

Галогенпроизводные углеводородов

Слайд 86

Тетрафторэтилен – мономер для получения тефлона
Инсектициды

Слайд 87

Гербициды

Слайд 88

Слайд 89

Галогенпроизводные углеводородов
Способы получения
Получение из углеводородов

Слайд 90

Галогенпроизводные углеводородов
Способы получения
Взаимодействие галогенов с циклоалканами

Слайд 91

Галогенпроизводные углеводородов
Способы получения
Взаимодействие галогенов с алкенами и алкинами

Слайд 92

Галогенпроизводные углеводородов
Способы получения
Взаимодействие галогенов с аренами

Слайд 93

Галогенпроизводные углеводородов
Способы получения
Взаимодействие галогеноводородовов с алкенами и алкинами

Слайд 94

Галогенпроизводные углеводородов
Способы получения
Взаимодействие спиртов с галогеноводородами

Слайд 95

Галогенпроизводные углеводородов
Способы получения
Взаимодействие спиртов с галогенидами фосфора

Слайд 96

Галогеналканы

Содержание

Рекомендуемая литература1. Травень, В.Ф. Органическая химия: Учебник для вузов в 2-х

Перечень пособий, методических указаний к проведению учебных занятий и самостоятельной работы

Дополнительная литератураОрганикум (практикум по органической химии) т.1 и т.2 "Мир",1980 г.А.А.Терней,

СТРУКТУРА КУРСА2 семестрЛекции 26 чЛабораторные занятия 58 чСамостоятельная работа 96Расчетно-графическое задание

Галогенпроизводные углеводородов

Галогенпроизводные углеводородовГалогенопроизводными называются производные углеводородов, в которых один или несколько атомов

Галогенпроизводные углеводородовКлассификацияСsp3-HalСsp2-HalСsp-HalСnH2n+1Х, где X - F, Cl, Br, I. Галогеналканы

Галогенпроизводные углеводородовХимические свойстваХарактеристика связи C-HalF(4,0) > Сl(3,0) > Вг(2,8) > I(2,5);

Галогенпроизводные углеводородовХимические свойстваХарактеристика связи C-Hal

Галогенпроизводные углеводородовХимические свойстваХарактеристика связи C-Hal Вследствие высокой электроотрицательности галогена связь галоген

Галогенпроизводные углеводородовХимические свойства Реакции элиминирования Е

Галогенпроизводные углеводородовХимические свойства Реакции нуклеофильного замещения - SN

Галогенпроизводные углеводородовХимические свойстваРеакции нуклеофильного замещенияРеакции, в результате которых в молекуле исходного

Галогенпроизводные улеводородовРеакции нуклеофильного замещения

Галогенпроизводные улеводородовРеакции нуклеофильного замещения

Бимолекулярное нуклеофильное замещение (SN2) Галогенпроизводные углеводородовСкорость реакции. v = k [R-Hal]·[Nu]

Галогенпроизводные углеводородовРеакции нуклеофильного замещения SN2

Галогенпроизводные углеводородовРеакции нуклеофильного замещения SN2При столкновении реагирующих частиц начинает образовываться связь

Галогенпроизводные углеводородовРеакции нуклеофильного замещенияДиаграмма изменения потенциальной энергии в реакции бимолекулярного нуклеофильного

Галогенпроизводные углеводородовХимические свойстваРеакции нуклеофильного замещенияСкорость реакции нуклеофильного замещения зависит от следующих

Выбор растворителя диктуется следующими условиями: а) достаточно хорошая растворимость реагентов, б)

Сольватация состоит в том, что молекула растворенного вещества оказывается окруженной сольватной

Галогенпроизводные углеводородовНуклеофил - анионВлияние полярности растворителя на скорость SN2:повышение полярности растворителя

Галогенпроизводные углеводородовНуклеофил – нейтральная молекулаВлияние полярности растворителя на скорость SN2:повышение полярности

Апротонные биполярные растворители: растворители с высокой диэлектрической проницаемостью, но не способные

Водородная связь обусловленная электростатическим притяжением и ковалентным взаимодействием между протонированным водородом

Апротонные растворители не могут сольватировать анионы за счет образования водородных связей

Галогенпроизводные углеводородов2. Реакционная способность галогеналканов При рассмотрении реакционной способности галогеналканов в

Галогенпроизводные углеводородов2. Реакционная способность галогеналканов

Сильные основания являются обычно «плохими» уходящими группами, слабые основания – «хорошими»

Наилучшими уходящими группами являются ионы - сопряженные основания сильных кислот, так

Галогенпроизводные углеводородовПод нуклеофильной реакционной способностью (нуклеофильной силой) принято понимать способность реагента

Под основностью понимают способность основания (нуклеофила) связываться с протоном, т.е. сродство

Обычно, чем выше основность, тем выше нуклеофильность. Так, нуклеофильность уменьшается с

Нуклеофильность и основность изменяются параллельно только для реагентов, у которых пара

Легкополяризуемые ионы, слабее удерживающие электроны на внешней электронной оболочке, обладают высокой

Однако в протонных растворителях этот ряд инвертируется: нуклеофильность аниона тем выше,

Нуклеофильность некоторых реагентов4. Сила нуклеофила

ИзомерияПространственная изомерия (Стереоизомерия)Оптическая изомерияS-α-аминопропионовая кислотаR-α-аминопропионовая кислота

ИзомерияДва соединения: предмет и его зеркальное изображение (I и II), несовместимые

Объемное изображение с помощью «клиньев»

Проекционные формулы Фишера

Отличить один энантиомер от другого можно по знаку вращения плоскополяризованного света.

2. Атомная масса3. Если у ближайшего атома показатели совпадают, то смотрят

Для того, чтобы установить конфигурацию молекулы, её располагают так, чтобы связь

Галогенпроизводные углеводородовКонфигурация исходного 2-бромоктана при атаке хирального атома углерода с тыла

Галогенпроизводные углеводородовМономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Скорость реакции. В медленной стадии, определяющей

Галогенпроизводные углеводородовМономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Cтадии процесса. Реакция протекает в две

Галогенпроизводные углеводородовМономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Вторая стадия - образовавшийся карбокатион практически

Галогенпроизводные углеводородовМономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Энергетическая диаграмма реакции изображает изменение потенциальной

Галогенпроизводные углеводородовМономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Перегруппировка. В медленной стадии реакции образуется

Галогенпроизводные углеводородовМономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Растворитель. Переходное состояние SN1-реакции более полярно,

Галогенпроизводные углеводородовМономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Растворитель. При проведении SN1-реакции используют протонные

Галогенпроизводные углеводородовМономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Растворитель. В растворителе, имеющем высокую диэлектрическую

Галогенпроизводные углеводородовМономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Стереохимия.

Галогенпроизводные углеводородовМономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Стереохимия.

Галогенпроизводные углеводородовМономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Формирование карбокатиона в реакции SN1 происходит

Галогенпроизводные углеводородовМономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Нуклеофил может взаимодействовать с любой из

Галогенпроизводные углеводородовМономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1) Реакционная способность. Главным фактором, определяющим реакционную

Галогенпроизводные углеводородовРеакции нуклеофильного замещения

Галогенпроизводные углеводородовРеакции нуклеофильного замещенияВлияние условий реакции на соотношение двух механизмов.

Галогенпроизводные углеводородовХимические свойстваРеакции элиминированияПод влиянием электроотрицательного галогена связанный с ним атом

Галогенпроизводные углеводородовРеакции элиминированияВ ходе реакции элиминирования от молекулы галогеналкана отщепляются два

Галогенпроизводные углеводородовБимолекулярное отщепление Е2Основание С2Н5О атакует атом водорода при Сβ, подает

Галогенпроизводные углеводородовБимолекулярное отщепление Е2Cкорость реакции зависит от концентрации галогеналкана и основания

Галогенпроизводные углеводородовБимолекулярное отщепление Е2Для проведения реакции Е2 требуются сильные основания. В

Галогенпроизводные углеводородовБимолекулярное отщепление Е2В галогеналкане R-X cкорость отщепления возрастает в ряду:

Галогенпроизводные углеводородовСтереохимия Е2. Связи, разрывающиеся в активированном комплексе реакций Е2, должны

Галогенпроизводные углеводородовСтереохимия Е2. Для галогеналканов возможны две предельные конформации – антиперипланарная

Галогенпроизводные углеводородовСтереохимия Е2. соотношение цис- и транс-изомеров 1:6

Галогенпроизводные углеводородовСтереохимия Е2. В соответствии с правилом стереоселективности отщепление происходит из

Галогенпроизводные углеводородовНаправление элиминирования - правило Зайцева Основным продуктом реакции отщепления от

Галогенпроизводные углеводородовАлександр Михайлович Зайцев 1841 - 1910

Рекомендуемая литература
1. Травень, В.Ф. Органическая химия: Учебник для вузов в 2-х

Дополнительная литература
Органикум (практикум по органической химии) т.1 и т.2
"Мир",1980 г.
А.А.Терней,

СТРУКТУРА КУРСА
2 семестр
Лекции 26 ч
Лабораторные занятия 58 ч
Самостоятельная работа 96
Расчетно-графическое задание

Галогенпроизводные углеводородов
Галогенопроизводными называются производные углеводородов, в которых один или несколько атомов

Галогенпроизводные углеводородов
Классификация
Сsp3-Hal
Сsp2-Hal
Сsp-Hal
СnH2n+1Х, где X - F, Cl, Br, I.
Галогеналканы

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства
Характеристика связи C-Hal
F(4,0) > Сl(3,0) > Вг(2,8) > I(2,5);

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства
Характеристика связи C-Hal

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства
Характеристика связи C-Hal

Вследствие высокой электроотрицательности галогена связь галоген

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства

Реакции элиминирования Е

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства

Реакции нуклеофильного замещения - SN

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства
Реакции нуклеофильного замещения
Реакции, в результате которых в молекуле исходного

Галогенпроизводные улеводородов
Реакции нуклеофильного замещения

Галогенпроизводные улеводородов
Реакции нуклеофильного замещения

Бимолекулярное нуклеофильное замещение (SN2)
Галогенпроизводные углеводородов
Скорость реакции.
v = k [R-Hal]·[Nu]

Галогенпроизводные углеводородов
Реакции нуклеофильного замещения SN2

Галогенпроизводные углеводородов
Реакции нуклеофильного замещения SN2
При столкновении реагирующих частиц начинает образовываться связь

Галогенпроизводные углеводородов
Реакции нуклеофильного замещения
Диаграмма изменения потенциальной энергии в реакции
бимолекулярного нуклеофильного

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства
Реакции нуклеофильного замещения
Скорость реакции нуклеофильного замещения зависит от следующих

Выбор растворителя диктуется следующими условиями:
а) достаточно хорошая растворимость реагентов, б)

Галогенпроизводные углеводородов
Нуклеофил - анион
Влияние полярности растворителя на скорость SN2:
повышение полярности растворителя

Галогенпроизводные углеводородов
Нуклеофил – нейтральная молекула
Влияние полярности растворителя
на скорость SN2:
повышение полярности

Апротонные биполярные растворители: растворители с высокой
диэлектрической проницаемостью, но не способные

Водородная связь обусловленная электростатическим
притяжением и ковалентным взаимодействием между
протонированным водородом

Галогенпроизводные углеводородов
2. Реакционная способность галогеналканов
При рассмотрении реакционной способности галогеналканов в

Галогенпроизводные углеводородов
2. Реакционная способность галогеналканов

Галогенпроизводные углеводородов
Под нуклеофильной реакционной способностью (нуклеофильной силой) принято понимать способность реагента

Нуклеофильность некоторых реагентов
4. Сила нуклеофила

Изомерия
Пространственная изомерия (Стереоизомерия)
Оптическая изомерия
S-α-аминопропионовая кислота
R-α-аминопропионовая кислота

Изомерия
Два соединения: предмет и его зеркальное изображение (I и II), несовместимые

2. Атомная масса
3. Если у ближайшего атома показатели совпадают, то смотрят

Галогенпроизводные углеводородов
Конфигурация исходного 2-бромоктана при атаке хирального атома углерода с тыла

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Скорость реакции. В медленной стадии, определяющей

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Cтадии процесса. Реакция протекает в две

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Вторая стадия - образовавшийся карбокатион практически

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Энергетическая диаграмма реакции изображает изменение потенциальной

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Перегруппировка. В медленной стадии реакции образуется

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Растворитель. Переходное состояние SN1-реакции более полярно,

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Растворитель.
При проведении SN1-реакции используют протонные

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Растворитель.
В растворителе, имеющем высокую диэлектрическую

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Стереохимия.

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Стереохимия.

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Формирование карбокатиона в реакции SN1 происходит

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Нуклеофил может взаимодействовать с любой из

Галогенпроизводные углеводородов
Мономолекулярное нуклеофильное замещение (SN1)
Реакционная способность. Главным фактором, определяющим реакционную

Галогенпроизводные углеводородов
Реакции нуклеофильного замещения

Галогенпроизводные углеводородов
Реакции нуклеофильного замещения
Влияние условий реакции на соотношение двух механизмов.

Галогенпроизводные углеводородов
Химические свойства
Реакции элиминирования
Под влиянием электроотрицательного галогена связанный с ним атом

Галогенпроизводные углеводородов
Реакции элиминирования
В ходе реакции элиминирования от молекулы галогеналкана отщепляются два

Галогенпроизводные углеводородов
Бимолекулярное отщепление Е2
Основание С2Н5О атакует атом водорода при Сβ, подает

Галогенпроизводные углеводородов
Бимолекулярное отщепление Е2
Cкорость реакции зависит от концентрации галогеналкана и основания

Галогенпроизводные углеводородов
Бимолекулярное отщепление Е2
Для проведения реакции Е2 требуются сильные основания. В

Галогенпроизводные углеводородов
Бимолекулярное отщепление Е2
В галогеналкане R-X cкорость отщепления возрастает в ряду:

Галогенпроизводные углеводородов
Стереохимия Е2.
Связи, разрывающиеся в активированном комплексе реакций Е2, должны

Галогенпроизводные углеводородов
Стереохимия Е2.
Для галогеналканов возможны две предельные конформации – антиперипланарная

Галогенпроизводные углеводородов
Стереохимия Е2.
соотношение цис- и транс-изомеров 1:6

Галогенпроизводные углеводородов
Стереохимия Е2.
В соответствии с правилом стереоселективности отщепление происходит из

Галогенпроизводные углеводородов
Направление элиминирования - правило Зайцева
Основным продуктом реакции отщепления от

Галогенпроизводные углеводородов
Александр Михайлович
Зайцев
1841 - 1910