Типы химических реакций

Типы химических реакций по числу и составу реагирующих веществ

Типы химических реакций по числу и составу реагирующих веществ

Важнейшие реакции в органической химии

Виды органических реакций

Виды органических реакций

Виды органических реакций

Виды органических реакций

Виды органических реакций

Виды органических реакций

2. Сопряжение

В молекулах органических соединений возникают различные электронные эффекты, сопровождающиеся

Сопряжёнными называются системы с чередующимися простыми и кратными связями или

Различают 2 основных вида сопряжения: π-π - сопряжение и p-π

p-π – сопряженная система – это система, в которой рядом

Сопряженная система бутадиен-1,3
CH2=CH-CH=CH2

Сопряженные системы с открытой цепью сопряжения

π, π −сопряжение

Гипотетическая

π, π−сопряжение в бутадиене

Единая 4 π-электронная система

В пентадиене-1,4 π-связи находятся слишком далеко друг от друга, поэтому их

Система сопряжения может включать и
гетероатом (О, N, S).
π-π-сопряжение

π-π-Сопряжение

π-Орбиталь

π-π-Сопряжение

π-Орбиталь карбонильной группы

π-π-Сопряжение

Единая 4 π-электронная система

p-π-сопряжение реализуется в молекуле дивинилового эфира.
..
H2C = CH

π-Орбиталь карбонильной группы

p-π-Сопряжение в производных карбонильных соединений

p-Орбиталь гетероатома X с неподеленной электронной парой

p-π-Сопряжение

Единая 4π-электронная система

p-π-Сопряжение

Длина связи С-С - 0,140нм

Н

Н

Н

Н

Н

Н

sp2-Гибридные орбитали участвуют в образовании σ-связей.

перекрывающиеся p-электроны единая 6π-электронная система

Шесть негибридных орбиталей перекрываются с

Строение молекулы бензола

ФУРАН

ТИОФЕН

p-π-Сопряжение

ПУРИН

p-π-Сопряжение

Эрих Хюккель
1896-1980

Бензол С6Н6 является ароматическим соединением, т.к. отвечает критериям ароматичности

Критерии ароматичности
1. Молекула имеет циклическое строение.
2. Все атомы цикла находятся

4n + 2 = 6 π е-
n = 1 –

Нафталин С10Н8
4n+2 = 10
n = 2

ПИРИДИН

Пиридин отвечает критериям ароматичности:
1. Молекула имеет циклическое строение.

По правилу Хюккеля: 4n + 2 = 6 π е-
n

Атом азота поставляет в сопряженную цепь один электрон и сохраняет

По правилу Хюккеля: 4n + 2 = 6 π е-

ПИРРОЛ - p-π-сопряжение

≡

По правилу Хюккеля: 4n + 2 =

Взаимное влияние атомов в молекуле может осуществляться по системе δ-связей

Индуктивный эффект (I-эффект) – смещение электронной плотности по цепи δ-связей, которое

Индуктивный эффект обозначают буквой I и графически изображают стрелкой, остриё

–I эффект проявляют заместители, которые содержат атомы с большей ЭО,

+I эффект проявляют заместители, содержащие атомы с низкой электроотрицательностью: металлы

Мезомерный эффект – смещение электронной плотности по цепи сопряженных π-связей.

- М-эффект проявляют заместители, понижающие электронную плотность в сопряженной системе.

+М-эффектом обладают заместители, повышающие электронную плотность в сопряженной системе. К

В молекулах органических соединений индуктивный и мезомерный эффекты заместителей, действуют одновременно.

Если мезомерный и индуктивный эффекты имеют разные знаки, то мезомерный эффект

Таким образом, учитывая перераспределение электронной плотности в молекулах органических соединений,

Классификация заместителей
-NH2, -NHR, -NR2
-OH
-OR
-NHCOCH3
-C6H5
-R
-H
-X
-CHO, -COR
-SO3H
-COOH, -COOR
-CN
-NR3+
-NO2

Повышение реактивности

орто/пара ориентанты

Мета ориентанты

Электронные эффекты заместителей

Спасибо за внимание!

3. Кислотность органических соединений

Кислотно-основные свойства органических веществ рассматривают, основываясь на

Основные положения теории:

Кислота – частица (молекула или ион), отдающая протон в

2. Основание – частица (молекула или ион), присоединяющая протон в данной

Протолитическая теория кислот и оснований

Основание – частица (молекула или ион), присоединяющая

3. Кислота и основание связаны в сопряженную пару протолитов, частицы которой

Основание (1) Кислота (2) Кислота (1) Основание (2)

Например:

4. Сильной сопряженной кислоте соответствует слабое сопряженной основание и наоборот:

сильная

Протолитическая теория кислот и оснований.

5. Кислоты-протолиты делят на 3 класса:
А) нейтральные
В)

Основания-протолиты также делятся на 3 класса:
Нейтральные NH3 + Н+ NH4+
B) Катионные

Кислота

Сопряж. осн-е

Основание

Сопряж. К-та

6. Амфолиты – протолиты, способные как принимать, так и

7. Количественно сила кислот-протолитов оценивается величиной константы кислотности (Ка).
Ка характеризует момент

Пример:

Таким образом, чем выше концентрация сопряженных частиц продуктов протонного переноса,

На практике используют показатель константы кислотности (pKa):
Чем меньше значение pKa, тем

Кислотным центром называется элемент (С, S, O, N) и связанный с

Формулы и названия веществ
рКа
18 С2Н5ОН этанол
10,5 С2Н5SH этантиол
30

На стабильность аниона оказывают влияние следующие факторы:
1. Природа элемента в

кислород более электроотрицательный элемент
связь О-Н более полярна, чем N-H, что способствует

б) поляризуемость элемента в кислотном центре.
Сравним кислотные свойства веществ с одинаковыми

Благодаря большему радиусу и более высокой поляризуемости атома серы, отрицательный

2.Влияние сопряжения на стабильность аниона.
Пример:
Этанол СН3–СН2–ОН рКа=18
Фенол С6Н5 –ОН рКа=9,9

В молекуле фенола под влиянием ЭД-заместителя электронная плотность смещена от

Фенол проявляет более выраженные кислотные свойства, чем одноатомные спирты.

3. Влияние заместителей на стабильность аниона.
СН3–СН2–СООН рКа=4,9 пропановая к-та
СН3–СН (ОН)–СООН рКа=3,83

Наличие в радикале кислоты ЭА заместителя –ОН-группы способствует делокализации отрицательного заряда

4. Влияние растворителя на стабильность аниона.
Чем меньше радикал аниона, тем он