Классификация органических соединений — реферат

19.Реакции нуклеофильного замещения в ряду галогенпроизводных углеводородов. Моно- и бимолекулярные реакции, их стереохимическая направленность. Превращение галогенпроизводных углеводородов в спирты, простые и сложные эфиры, тиолы, сульфиды, сульфониевые соли, амины, нитрилы, нитропроизводные.
Общая схема реакции: Нуклеофил отдает субстрату свою пару электронов, за счет которой образуется новая связь, а галоген уходит со своей парой электронов в виде галогенид-аниона. При этом происходит алкилирование нуклеофила.

Для нуклеофильного замещения у атома углерода в состоянии sp3-гибридизации установлено два основных механизма: бимолекулярное нуклеофильное замещение (SN2) и мономолекуляное нуклеофильное замещение (SN1).
Бимолекулярное нуклеофильное замещение – это синхронный процесс, который протекает в одну стадию. Разрыв старой и образование новой связи происходят одновременно. Нуклеофил атакует субстрат со стороны, противоположной уходящей группе (с тыла), и постепенно вытесняет ее из молекулы:

Y: + R-Hal → [Y….R….Hal] → Y-R + Hal-
переходное
состояние

SN2-реакции имеют следующие основные признаки.
Кинетический признак: Скорость реакции зависит от концентрации и субстрата, и нуклеофила. Реакция имеет второй общий порядок (первый по субстрату и первый по нуклеофилу) и описывается кинетическим уравнением: v = k[RHal][Y]
Стереохимический признак: Если нуклеофильное замещение происходит у асимметрического атома углерода, то имеет место обращение конфигурации, так как в переходном состоянии три нереагирующие группы и центральный атом углерода находятся в одной плоскости, а входящая и уходящая группы расположены на одной прямой, перпендикулярной этой плоскости.
Мономолекулярное нуклеофильное замещение протекает в две стадии: на первой стадии под действием растворителя происходит гетеролитический разрыв связи в субстрате, в результате чего образуется карбокатион. Процесс протекает медленно и определяет скорость реакции в целом. На второй стадии карбокатион быстро реагирует с нуклеофилом, давая продукт замещения.
SN1-реакции имеют следующие основные признаки.
Кинетический признак: Скорость реакции зависит только от концентрации субстрата, поскольку нуклеофил не участвует в лимитирующей стадии процесса. Реакция имеет первый порядок и описывается кинетическим уравнением: v = k[RHal]
Cтереохимический признак: если нуклеофильное замещение происходит у асимметрического атома углерода, то, как правило, образуется рацемическая смесь, так как атака нуклеофилом плоского карбокатиона с обоих сторон равновероятна.
Превращение галогенпроизводных углеводородов в:
- спирты
R – X + NaOH → R – OH + NaX

-простые и сложные эфиры
R – X + R/ - ONa → R – O – R/ + NaX
R – X + CH3COOAg → CH3COOR + AgX

-тиолы
R – X + Na2S2O3 → RSSO3Na + NaX
RSSO3Na + H2O → RSH + H2SO4

-сульфиды
2RX + Na2S → R2S + 2NaX

-сульфониевые соли
RX + R/2S → [R2SR/]+X-

- амины
R - X + NH3 → R – NH2 + HX

-нитрилы
R – X + KCN → R – CN + KX

-нитропроизводные
R – X + NaNO2 → R – NO2 + NaX

Комментарии: