Электронное и пространственное строение молекул органических соединений – основа биологической активности

Химическое строение молекулы определяется природой и последовательностью химических связей атомов в

Конфигурация – пространственное расположение атомов или атомных групп.

Гибридизация атомов углерода

sp2 гибридизация

Стереохимическая формула

Конфигурация молекулы метана

2 – аминоэтанол-1

Химическое строение
Структурная формула
Конфигурация
Стереохимическая формула

Конформации – различные геометрические формы молекулы, возникающие в результате вращения вокруг

Проекции Ньюмена

Конформации молекулы этана

Конформации коламина

Структурная изомерия

- углеродной цепи
( бутан , изобутан)
положения

Конфигурационная изомерия

Конформационная изомерия

Циклические молекулы

Конфигурация замещенных атомов углерода (2-изопропил-5-метил-циклогексанол)

Угловое напряжение – увеличение энергии молекулы, вызванное отклонением

Конформации циклогексана

Наиболее устойчивые конформации циклогексана кресло ванна

Конформация «кресло» аксиальные и экваториальные связи

Циклогексан в конформации кресла

а – шаростержневая модель; в – проекция Ньюмена

Наиболее устойчивая конформация с экваториальным положением заместителей

Классификация двойных связей по расположению в молекуле
СН2=СН-(СН2)-СН=СН2
Изолированные двойные связи
СН2=С=СН2
Кумулированные

sp2 гибридизация

Образование ∏-связи

Сопряжение – перераспределение электронной плотности в молекуле, приводящее к выравниванию связей

Системы с открытой цепью сопряжения

Бутадиен-1,3

Алифатические системы

Типы сопряжения

π-π – сопряжение
СН2=СН-СН=0
р-π – сопряжение
СН2=СН-ОН

Каротиноиды

Химические основы процесса зрительного восприятия

р-π – сопряжение

Системы с замкнутой цепью сопряжения

Есопр. Замкнутых ˃ Есопр.открытых

Критерии ароматичности
Плоский замкнутый цикл
Замкнутая сопряженная система
Число электронов в

Бензол

Нафталин

Гетероциклические ароматические соединения

пиридин

пиррол

«пиридиновый» атом азота π - недостаточная система

«пиррольный» атом азота π – избыточная система

Ароматические гетероциклы

Ароматические гетероциклы

фуран пиррол тиофен

порфин

Механизм электрофильного замещения SE

Н

+ Е+

+ Н+

Е

Реакции электрофильного замещения

Реакционная способность ароматических гетероциклических соединений

π-избыточные π-недостаточные
(пиррол) (пиридин)
Реакции SЕ легче Реакции SЕ

Влияние гетероатома на распределение электронной плотности

+ Br2

- HBr

β

α

α

β

..

H

Br

H

..

α

α

β

β

γ

+HO-NO2

- H2O

NO2

..

π-недостаточные

π-избыточные