Семинар-обобщение по теме "Реакции в органической химии (механизмы)"

КУРС ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Обобщение

Типы частиц

радикал

нуклеофил

электрофил

• R · (гомолитический разрыв)
• R ·
• (гомолитический разрыв)

• Nu - Гетеролитический разрыв)
• Nu -
• Гетеролитический разрыв)

• Е + Гетеролитический разрыв
• Е +
• Гетеролитический разрыв

Типы реакций

замещение

присоединение

отщепление

• S ( S ubstitution)
• S
• ( S ubstitution)

• А ( А ddition)
• А
• ( А ddition)

• Е ( E limination)
• Е
• ( E limination)

S R

• Радикальное замещение
• Алканы
• Интермедиат – частица, несущая неспаренный электрон (радикал алкил, гидроксил)

• Механизм
• 1 стадия: Инициирование под действием света
• 2 стадия: Рост цепи
• 3 стадия: Обрыв цепи
• Примеры: Галогенирование, реакция Коновалова, реакция Вюрца, реакции окисления

Пример

S E

• Электрофильное замещение
• Арены, соли диазония в реакции азосочетания, гетероциклы
• Интермедиат – электрофил, частица заряженная +, атакующая места с избытком электронной плотности (галоген, нитро, сульфо, алкил группа)

• Механизм
• 1 стадия: получение электрофила из реагента и катализатора
• 2 стадия: атака электрофилом кольца, образование пи-комплекса (медленно), образование сигма-комплекса с потерей ароматичности (быстро), восстановление кольца и отщепление протона
• 3 стадия: восстановление катализатора, получение побочного продукта

Пример

Н 3 О + + Н + +НSO 4 - → H 2 SO 4 + H 2 O

S N

• Нуклеофильное замещение
• Галогенпроизводные, спирты
• Интермедиат: нуклеофил, частица, заряженная отрицательно, атакующая места с дефицитом электронной плотности (нитро, циано, амино, гидроксо, алкоксигруппы)

Механизм

S N1

S N2

Мономолекулярное замещение

Бимолекулярное замещение

Третичные и вторичные производные

Первичные и вторичные производные

• Образование нуклеофила из катализатора и реагента
• Распад спирта или галогенпроизводного с образованием карбокатиона
• Соединение положительных и отрицательных частиц

• Образование нуклеофила из катализатора и реагента
• Атака с тыла, переходное состояние, уходящая группа
• Соединение катиона и уходящей группы

Пример

Пример

А Е

• Электрофильное присоединение
• Алкены, алкины, амины
• Интермедиат – электрофил (галоген, гидроксил, водород, алкил)

• Механизм
• 1. Получение электрофила из реагента и катализатора
• 2. Присоединение электрофила по обрыву кратной связи к атому с большим отрицательным зарядом.
• 3. Присоединение отрицательной частицы к карбокатиону

Пример

А N

• Нуклеофильное присоединение
• Альдегиды и кетоны
• Интермедиат: нуклеофил (-NH-NH2, -NH-CH3, - NH-OH, -NH-C6H5, -O-C2H5, -CH2 –CH=O)

• Механизм
• 1. Присоединение водорода нуклеофильного реагента к кислороду
• 2. Присоединение оставшейся частицы по месту разрыва связи с водородом к карбонильному атому С

Пример

Е

• Элиминироваие (отщепление)
• Спирты, галогенпроизводые, алканы, алкены
• Интермедиата нет

• Механизм по правилу Зайцева: водород отщепляется у атома углерода, у которого водородов меньше

Пример

Особые реакции

Окисление

Восстановление

Реакция Вагнера

Ацилирование

Реакция гидрирования алкинов, алкенов

«Серебряное зеркало»

Этерификации

Реакция Зинина

Окисление спиртов медной проволокой

Получение жиров

Получение спиртов из альдегидов и кетонов

Получение амидов, галогенангидридов, ангидридов, солей карбоновых кислот

Особые реакции

Диазотирования

Азосочетания

взаимодействие ароматических аминов с HNO₂ (смесь нитритов с сильной минеральной кислотой) с образованием ароматического диазосоединения (чаще, солей диазония)

Взаимодействие солей диазония с активированными ароматическими соединениями (фенолом, анилином и их производными)

Особые реакции

Изомеризации

Полимеризации

Поликонденсации

Без побочных продуктов

превращение химического соединения в изомер, перегруппировка атомов в молекуле вещества без изменения её качественного и количественного состава.

процесс образования высокомолекулярного вещества путём многократного присоединения молекул низкомолекулярного вещества к активным центрам в растущей молекуле полимера. 

С побочными

это  процесс образования высокомолекулярных веществ из низкомолекулярных, идущий с выделением побочных продуктов. В отличие от  реакции  полимеризации этот процесс не может быть отнесен к типу реакций соединения.