Haloalkanlar, nükleofilik yer değiştirme reaksiyonlarında en aktif olanlardır. RF, RCl, RBr Ve Rİ., çünkü moleküllerinde ikame üzerine, stabil ayrılan grup anyon X¯, halojenür iyonlarından biridir, yani güçlü bir asidin anyonudur. Bu, haloalkanlardaki halojen atomlarının örneğin bir hidroksi, alkoksi, amino, siyano veya nitro grubuyla değiştirilmesine ilişkin çok sayıda örnekle doğrulanır. Aksine, amonyak ve aminler çok zayıf asitler olduğundan ve buna bağlı olarak konjuge bazları yani anyonlarından dolayı aminler en az reaktiviteye sahip olmalıdır. NH2,¯ NHR,¯ NR 2 oldukça reaktif ve dolayısıyla kararsız (kolayca bir proton bağlar). Alkollerdeki hidroksil grubu, daha ağır koşullar altında birçok nükleofil ile reaksiyonlarda da değiştirilebilir. Alkoksi grubunun değiştirilmesi daha da zordur. Hidroksil ve alkoksi grupları, yalnızca ayrılan parçacığın bir anyon değil, bir molekül (sırasıyla su veya alkol) olduğu asidik bir ortamda değiştirilir. Amino grubu ikameye karşı oldukça dirençlidir; nükleofilik ikame vakaları nadirdir; reaksiyonlar çok sert koşullar altında ve yalnızca amonyum tuzları için meydana gelir. Bu bakımdan en geniş yelpaze S N-haloalkanların reaksiyonları (bölüm 3.2).
Nükleofilik ikame reaksiyonları sp 3-melezleşmiş karbon atomu en çok organik kimyada incelenir. Tıpkı radikal yer değiştirme olayında olduğu gibi burada da substrat olarak da adlandırılan orijinal maddenin molekülündeki -bağının kırıldığı ve reaksiyon ürününde yeni bir -bağının oluştuğu varsayılmaktadır. Bununla birlikte, nükleofilik ikame, iyonik tipte reaksiyonlar anlamına gelir, dolayısıyla başlangıç maddesinin molekülü ( RX) polarize olmalı ve ikame edicide X yeterince yüksek etkili bir elektronegatiflik olmalıdır. Genel reaksiyon şeması aşağıdaki gibi sunulabilir:
Saldırı Ajanı e Yalnız bir elektron çifti nedeniyle nükleofil olarak adlandırılan nükleofil, substrat molekülündeki pozitif yüklü bir merkeze saldırır. Reaksiyona, sübstitüent olan substrat molekülündeki - bağının heterolitik bölünmesi eşlik eder. X bir çift elektronla birlikte ayrılır. Koordinasyon yoluyla bir çift nükleofilik reaktif tarafından yeni bir kovalent bağ oluşturulur.
Nükleofilik reaktifler çok çeşitli parçacıklar olabilir, ancak mutlaka yalnız bir elektron çiftine sahip olmaları gerekir. Bunlar örneğin anyonlardır. HO¯ ,RO¯ , ¯ NH2, F¯ , Cl¯ , kardeşim¯ ,BEN¯ ,CN¯ , H¯ , ¯ CH2-R ve nötr moleküller H20, ROH, NH3, RNH2, RR'NH, H2S, RSH. Doymamış ve aromatik hidrokarbonlar gibi bileşikler de nükleofilik özelliklere sahiptir.
Substratlar, etkili bir pozitif yüke sahip bir karbon atomuna ve ikame edilmiş bir gruba sahip olan polar moleküller olabilir. X. Buradaki karbon atomuna elektrofilik merkez denir. Grup X, olarak da adlandırılır gruptan ayrılıyor veya nükleofüj, yüksek elektronegatifliğe sahiptir ve hem anyon formunda hem de yüksüz bir molekül formunda bırakabilir.
Nükleofilik yer değiştirme reaksiyonlarında substratın yapısına, nükleofile, ayrılan gruba ve reaksiyon koşullarına bağlı olarak birkaç farklı mekanizma meydana gelebilir. Bu tür reaksiyonlar için en yaygın mekanizma, belirtilen bimoleküler nükleofilik ikamedir. S N 2 ve monomoleküler nükleofilik ikame, belirtilmiştir S N 1.
Bimoleküler nükleofilik ikame mekanizması
Reaksiyon bimolekülerdir çünkü iki parçacık çarpıştığında meydana gelir: bir nükleofil ve bir substrat molekülü. Reaksiyon hızı substratın konsantrasyonuna ve saldıran nükleofilik parçacıkların konsantrasyonuna bağlıdır. Nükleofil, substrat molekülünün pozitif yüklü merkezine elektrostatik olarak daha uygun olan "arka" taraftan saldırır, çünkü bu durumda aynı adı taşıyan nükleofüj yükünden etkilenmez. Reaksiyon tek adımlı bir süreçtir. Bağlantı C-Y kopma ile eş zamanlı olarak oluşmuş C-X iletişim.
Kırılmak için gereken enerji C-X Bağlantı oluşumunun senkronize süreci nedeniyle sağlanan bağlantı C-Y. Bir kez grup e geçiş durumuna geçer, grup X gitmesi gerekir çünkü bir karbon atomunun dış kabuğunda sekizden fazla elektron bulunamaz. Geçiş durumunda başlangıç sp 3 -karbon atomunun hibridizasyonu şu şekilde değişir: sp 2 -yaklaşık olarak dik olan hibridizasyon R- orbital. Geçiş durumunda, nükleofilik reaktif, merkezi karbon atomu ve nükleofüj düz bir çizgidedir, bu nedenle, nükleofilin ayrılan grubun karşı tarafından yaklaşması, örneğin grubun yapısal özelliklerinden dolayı imkansızsa. substrat, bimoleküler reaksiyon da imkansız hale gelir. Substratın reaksiyona girmeyen üç grubu ve merkezi karbon atomu yaklaşık olarak aynı düzlemdedir, yani aynı düzlemdedirler. Gelen ve giden gruplar aynıysa bunlar kesinlikle aynı düzlemde olacaktır. Diğer durumlarda, daha erken bir geçiş durumu mümkündür (merkezi karbon atomunun bağları henüz trigonal bir konfigürasyona girmemiştir, bağ sırası) S...X daha fazla iletişim düzeni C...Y), ve sonra.
Bimoleküler nükleofilik ikame işleminin stereokimyasını, optik olarak aktif bir substratın hidrolizi örneği kullanılarak gözlemlemek kolaydır. Tepki vermeyen üç grup, saldırıya uğradığında içe "dönüyor" gibi görünüyor. Bu nedenle, bazen karbon atomu için "tersyüz olduğu" söyleniyor, ancak çoğunlukla karbon atomunun "konfigürasyonunun tersine çevrilmesi" terimini kullanıyorlar, bu da ona bağlı grupların mekansal düzenlemesinde bir değişiklik anlamına geliyor. Gerçekten de eğer gruplar X Ve e aynı kimyasal yapıya sahipti (örneğin, ikame sırasında bir izotop değişim reaksiyonunda) 35 Cl Açık 37 Cl), o zaman reaksiyon ürününün düzlemsel polarize bir ışık ışınını orijinal maddeye kıyasla ters yönde döndürdüğü ve onun ayna yansıması olduğu ortaya çıkacaktır. Bu süreç rüzgarda bir şemsiyeyi döndürmeye benzetilir. Konfigürasyondaki bu değişikliğe aynı zamanda "Waldenian tersine çevrilmesi" de denir. Substratın yapısından bağımsız olarak tüm bimoleküler nükleofilik ikame reaksiyonlarına Waldenian tersinmesi eşlik eder.
Monomoleküler ikame mekanizması
İdeal mekanizma seçeneği S N 1 iki aşama içerir:
İlk aşama substratın yavaş iyonlaşmasıdır ve reaksiyonun hızını belirleyen de budur. Moleküllerin serbest iyonlara ayrışmasından önce bağ uzunluğunun arttığı bir geçiş durumu gelir. S-X ve elektron çiftinin ayrılan gruba kademeli olarak hareketi. Daha sonra bir iyon çifti oluşur. İyonlara ayrışması neredeyse her zaman polar bir çözücünün moleküllerinin katılımıyla gerçekleşir. Pratik mekanizma S N 1 sadece polar çözücülerde kolaylıkla gerçekleştirilir. İkinci aşama, ara karbokasyonun nükleofil ile hızlı etkileşimidir.
Bu nedenle, bir bütün olarak reaksiyonun tamamının hızı, yalnızca substrat moleküllerinin yer aldığı en yavaş ilk aşamanın hızına bağlıdır. Bu nedenle reaksiyon monomolekülerdir ve hızı yalnızca başlangıçtaki substratın konsantrasyonuna bağlıdır.
Değiştirme işlemi sonucunda oluşan parçacık X¯ Tersinirliği nedeniyle reaksiyon hızını azaltabilir. Bu nedenle birçok durumda anyon içeren tuzların eklenmesi mümkündür. X¯, reaksiyonu yavaşlatın. ilavesinden dolayı reaksiyon hızındaki bu azalma X¯ , isminde ortak iyon etkisi.
Genel olarak S N 1-reaksiyon hızı, nükleofilin doğasına ve konsantrasyonuna bağlı olmamalıdır.
Monomoleküler nükleofilik yer değiştirmenin stereokimyası, yer değiştirmeden daha az açıktır S N 2-tip. İdeal olarak, eğer süreç serbest bir karbokasyonun oluşumunu içeriyorsa, o zaman ikincisi düzlemsel olmalı, yani buna karşılık gelen düz bir konfigürasyona sahip olmalıdır. sp 2 -Yörüngelerin melezleşmesi. Nükleofil, düzlemin her iki tarafındaki karbokasyona aynı oranda saldırmalıdır; bu, birbirine göre enantiyomer olan iki yeni substrat molekülünün oluşmasıyla sonuçlanır. Sonuç rasemik bir karışımdır.
Pek çok tepkime için, belirli koşullar altında bir mekanizmayı takip ettiklerini iddia etmek oldukça kolaydır. S N 1 veya S N 2. Ancak bazı durumlarda reaksiyon mekanizmasını karakterize etmek çok daha zordur. Mekanizmaların "sınır çizgisi" bölgesi olarak adlandırılan ara durumlar vardır, yani reaksiyon mekanizması ne "saf"tır S N 1, ne "temiz" S N 2, ancak ara tipe aittir. Bu, aşağıdaki diyagramla temsil edilebilir:
burada II yakın bir iyon çiftidir, III gevşek bir iyon çiftidir, IV ve V ayrışmış iyonlardır ve bunların her biri çözücü moleküller tarafından çevrelenmiştir.
Böylece, S N 1 ve S N 2-reaksiyonlar iyon çifti mekanizması ile açıklanabilir. Substrat, daha sonra ürünlere dönüştürülen bir ara iyon çifti oluşturmak üzere ayrışır. Mekanizmalar arasındaki fark S N 1 ve S NŞekil 2'de görüldüğü gibi, ilk durumda ayrışmış iyonlar (IV ve V) nükleofilik saldırıya maruz kalır ve ikinci durumda nükleofil, I, II ve muhtemelen III sistemlerine saldırır. Genel durumda substrat, verilen şemaya göre dönüşümün herhangi bir aşamasında nükleofilik bir saldırıya maruz kalabileceğinden, çoğu zaman yalnızca şu veya bu mekanizmanın yakın olduğunu söyleyebiliriz. S N 1 veya S N 2.
Nükleofilik ikame mekanizmasını ve oranını etkileyen faktörler
Aynı faktörler “saf” bir şekilde meydana gelen reaksiyonların hızını tamamen farklı şekillerde etkileyebilir. S N 1 veya S N 2-mekanizma. Bu nedenle, bazıları monomoleküler bir mekanizmaya göre, bazıları ise bimoleküler bir mekanizmaya göre reaksiyonların ortaya çıkmasına katkıda bulunur.
1. Substrat yapısının etkisi. Substratın reaksiyon merkezindeki ikame edicilerin uzaysal hacmindeki bir artış, reaksiyon merkezinin nükleofil tarafından saldırıya uğraması daha az erişilebilir hale geldiğinden, bimoleküler ikame oranını azaltır. Üstelik bromometandan bromoetana geçerken hız S N 2-reaksiyon 145 kat, 2-bromopropan için ise 18.000 kat azalır.
bromometan bromoetan 2-bromopropan
Ancak hız S NÇoğu durumda substrattaki ikame edicilerin elektronik etkilerinin etkisi monomoleküler ikame reaksiyonlarında çok daha güçlü olduğundan, bu serideki 1-reaksiyonlar artacaktır. Dolayısıyla birincil sistemlerden ikincil ve üçüncül sistemlere geçerken bu mekanizmadaki hızın artması gerektiği açıktır. Bu, alkil katyonlarının artan stabilitesi ile açıklanabilir:
,
özellikle pozitif yüklü bir karbon atomunun etrafındaki, elektron bağışlayıcı endüktif etkiye sahip olan ve dolayısıyla reaksiyon merkezinin yükünü telafi eden metil gruplarının sayısına bağlıdır. Aynı seride süperkonjugasyon etkisinin büyüklüğü artar R- elektronlu bir karbokatyon karbon atomunun yörüngeleri S–H bağlantılar. Bu nedenle, yüksek oranda nükleofilik ikame reaksiyonları hem birincil hem de üçüncül alkil halojenürlerin karakteristik özelliği olabilir. İlk durumda - etkileşim kolaylığı nedeniyle S N 2-mekanizma (reaksiyon merkezine serbest erişim, sterik engel yok), ikincisinde - ile S N 1-mekanizma (substrat ayrışmasının kolaylığı, ortaya çıkan karbokasyonun stabilitesi). İkincil alkil halojenürler çoğu durumda karışık bir mekanizma ile reaksiyona girmelidir ve hem monomoleküler hem de bimoleküler ikamenin önünde engeller olduğundan reaksiyon hızları nispeten düşük olacaktır.
Sübstitüentlerin substrat molekülüne dahil edilmesi, monomoleküler ve bimoleküler reaksiyonların hızları üzerinde farklı etkilere sahip olacaktır. Elektron veren ikame ediciler, ortaya çıkan katyonu daha da stabilize etmeli ve dolayısıyla monomoleküler ikame oranını arttırmalıdır.
İkame edicilerin elektronik etkilerinin bimoleküler reaksiyon hızı üzerindeki etkisi çok açık değildir. Ama çoğu S N 2-reaksiyonlar elektron çeken ikame ediciler tarafından hızlandırılır - bu durumlarda reaksiyon hızı, nükleofilik parçacığın substratın pozitif yüklü reaksiyon merkezi ile etkileşiminin kolaylığı ile belirlenir. Diğer durumlarda, bimoleküler reaksiyonun hızı, nükleofugal grubun reaksiyon merkezinden ayrılma yeteneğine bağlıdır ve ikame edicilerin doğasının etkisi, monomoleküler reaksiyonlarda olduğu gibi tam tersi olacaktır.
2. Nükleofilin doğasının etkisi. Nükleofilik ikame reaksiyonlarında, yalnız bir elektron çiftine sahip olan hemen hemen her nötr veya negatif yüklü tür, bir nükleofil olabilir. Monomoleküler reaksiyonların oranları, hız sınırlayıcı aşamada yer almadığı için nükleofilin doğasına, dolayısıyla reaktifin nükleofilikliğine, yani bir oluşumu için bir elektron çifti sağlama yeteneğine bağlı değildir. Substrattaki pozitif yüklü bir merkezle etkileşime girdiğinde kovalent bağ yalnızca hızı etkiler S N 2 reaksiyon. Çözeltide meydana gelen bu reaksiyonlar için, nükleofilin hız üzerindeki etkisini belirleyen birkaç temel prensip dikkate alınabilir.
Birincisi, bir anyonun nükleofilliği her zaman karşılık gelen nötr molekülünkinden daha yüksektir. Bu yüzden AH daha güçlü H2O; ¯ NH2 daha güçlü NH3 vesaire.
İkinci olarak, saldıran atomları periyodik tablonun aynı periyodunda olan nükleofiller karşılaştırıldığında, nükleofillik sırası yaklaşık olarak baziklik sırası ile örtüşmektedir. Bu yüzden
R3C¯> R2N¯> R.O.¯> F¯.
Elektron veren ikame ediciler reaktifin nükleofilliğini arttırır, dolayısıyla R.O. Nükleofilikliği diğerlerinden daha yüksektir HO¯; en RSH- hariç H2S vesaire. Kararsız anyonlar, özellikle karbanyonlar, yüksek nükleofilikliğe sahiptir, çünkü bir anyonun oluşumu bir karbon atomu için enerjik olarak elverişsizdir (düşük elektronegatifliğinden dolayı) ve bu nedenle bu tür parçacıklar yüksek potansiyel enerjiye sahiptir.
Üçüncüsü, periyodik sistemin gruplarında (atom yarıçapının artmasıyla birlikte) nükleofillik yukarıdan aşağıya doğru artar, ancak bu seride baziklik azalır. Dolayısıyla halojenürlerin nükleofilikliğinin olağan sırası aşağıdaki gibidir: BEN¯ >Br¯ >Cl¯ >F¯. Benzer şekilde, kükürt içeren herhangi bir nükleofil, karşılık gelen oksijen içeren muadilinden daha güçlüdür ve aynı şey, fosfor ve nitrojen içeren bileşikler için de geçerlidir. Bu, daha büyük atomların ve iyonların polarizasyonunun kolaylığı ve bu iyonların daha düşük çözünme enerjisi ile açıklanmaktadır.
Dördüncüsü, nükleofiller ne kadar serbestse hız da o kadar yüksek olur; Çözünme reaksiyon hızını azaltır. Bu nedenle, protik çözücüler (aşağıya bakınız), eğer nükleofilik merkez güçlü bir elektronegatif element ise, hidrojen bağlarının oluşumu nedeniyle reaktifin nükleofilik gücünü azaltır ( F, Ç, N).
Ancak bu kurallar reaktifin nükleofilliğini etkileyen tüm faktörleri hesaba katamaz. Bu nedenle sterik engeller sıklıkla belirli bir rol oynar. Örneğin, ovalar-bütilat iyonu (CH3)3CO¯- daha güçlü taban HO veya C2H5O¯, ancak çok daha az güçlü bir nükleofil, çünkü geniş uzaysal hacmi substrata yakından yaklaşmayı zorlaştırıyor.
Böylece serilerde en yaygın nükleofillerin aktivitesi azalır (örneğin S N Protik çözücülerde 2-reaksiyonlar):
R.S.¯ >C 2 H 5 S¯ >ben¯ >CN¯ >HO¯ >Br¯ >C2H5O¯ >Cl¯ >CH3COO¯ >H 2 O.
3. Çözücülerin ve katalizörlerin etkisi. Monomoleküler ikamede, ilk aşamada nötr bir substrat molekülünden iyonlar oluşturulur; bunlar, özellikle protik olanlar olmak üzere polar çözücülerin molekülleri tarafından kolayca çözülür. Bu nedenle, protik yüksek polariteli çözücüler reaksiyonun mekanizmaya göre ilerlemesini teşvik edecektir. S N 1.
Bir nükleofilik parçacık, bimoleküler ikamenin sınırlayıcı aşamasında yer alır. Bu nedenle protik bir çözücünün kullanılması, çözücünün hidrojen atomları ile hidrojen bağlarının oluşması nedeniyle deaktivasyonuna yol açacak ve reaksiyonu yavaşlatacaktır. Aprotik çözücülerde nükleofilik reaktifler yüksek reaktiviteyi korur. Ek olarak, aprotik çözücüler katyonları çözerek reaktif moleküllerinin iyonlara ayrışmasını teşvik eder ve dolayısıyla reaktifin nükleofilik gücünü arttırır. Böylece polar aprotik çözücüler S N 2 reaksiyon. Bu nedenle, kural olarak asidik bir ortam, bimoleküler reaksiyonların oluşmasını desteklemez ve güçlü nükleofiller genellikle güçlü bazlar olduğundan, bu reaksiyonlar için nötr veya alkali bir ortam tercih edilir.
Lewis asitleri, yani bor, alüminyum, demir, çinko, kadmiyum, cıva, bakır ve diğer halojenürler, nükleofilik ikame reaksiyonlarında katalizör olarak kullanılır. Bu maddeler, metalin değerlik yörüngeleri nedeniyle çözeltiden anyonları kabul etme yeteneğine sahiptir ve bunların kullanımı yalnızca bimoleküler ikame sürecini yavaşlatabilir, ancak oluşumunu teşvik eder. S N 1-işlem, çünkü substratın ayrışmasını kolaylaştırırken, katalizör substratın ortaya çıkan karbokasyonları ile etkileşime girmez.
4. Ayrılan grubun doğasının etkisi. Reaksiyon sırasında ayrılan grup bir çift elektronla birlikte uzaklaştırılır.
Monomoleküler yer değiştirme mekanizmasına göre gerçekleştirilen reaksiyonlarda, ayrılan grup ne kadar kolay ayrılırsa, bağın bölünmesi söz konusu olduğundan reaksiyon o kadar hızlı ilerleyecektir. S-X ve mekanizmaya göre gerçekleştirilen reaksiyonun sınırlayıcı aşamasıdır. S N 1. Bölünme kolaylığı yalnızca bağ ayrışmasının enerjisinden değil, aynı zamanda nükleofüj grubunun serbest bir parçacık olarak stabilitesinden de etkilenir. Böylece halojenür iyonlarının çıkarılması üzerine bu anyonların stabilitesi seri olarak azalır. BEN¯ >Br¯ >Cl¯ >F¯. Ancak aprotik bir ortamda bu düzen gözlenir. Aksine, protik çözücülerde veya asit katalizörlerin varlığında zayıf asitlerin anyonları en kolay şekilde elimine edilir, bu nedenle eleme sırası tersine çevrilecek (HF tüm halohidrohidrik asitlerin en zayıf asidi). Bu reaksiyonlar güçlü nükleofillere ihtiyaç duymaz, ancak substratların iyi ayrılan gruplara sahip olması gerekir, dolayısıyla monomoleküler reaksiyonların çoğu asidik bir ortamda meydana gelir.
İçin S N 2 reaksiyonda, ayrılan grubun doğasının hız üzerinde gözle görülür bir etkisi yoktur, çünkü buradaki sınırlayıcı aşama bir geçiş durumunun oluşmasıdır ve değiştirilen grubun ortadan kaldırılması genellikle hızlı bir şekilde gerçekleşir. Ama gruplar böyle AH,VEYA,NH2 Karbon-oksijen veya karbon-nitrojen bağı oldukça güçlü olduğundan uzaklaştırılması zordur.
Böylece çeşitli faktörlerin nükleofilik ikame reaksiyonlarının yönü ve hızı üzerindeki etkisi aşağıdaki temel prensiplere indirgenebilir.
Oluşumuna katkıda bulunan faktörlerS N 1-tepkiler:
1) kararlı bir karbokasyonun oluşması,
2) oldukça polar protik çözücü ve asit katalizörlerin kullanılması,
3) ayrılan grubun stabilitesi.
Saldıran parçacığın nükleofilliği önemli değildir.
Oluşumuna katkıda bulunan faktörler S N 2-reaksiyonlar:
1) substratın elektrofilik merkezinin erişilebilirliği,
2) aprotik bir çözücünün kullanılması,
3) reaktifin yüksek nükleofilitesi.
Ayrılan grubun niteliği önemli değildir.
Nükleofilik ikame reaksiyonları(İngilizce) nükleofilik ikame reaksiyonu ) - saldırının bir nükleofil (yalnız bir çift elektron taşıyan bir reaktif) tarafından gerçekleştirildiği ikame reaksiyonları. Nükleofilik yer değiştirme reaksiyonlarında ayrılan gruba denir. nükleofüj.
Tüm nükleofiller Lewis bazlarıdır.
Nükleofilik ikame reaksiyonlarına genel bakış:
R−X + Y− → R−Y + X− (anyonik nükleofil) R−X + Y−Z → R−Y + X−Z (nötr nükleofil)
Reaksiyonları izole edin alifatik(yaygın) ve aromatik(çok yaygın değil) nükleofilik ikame.
Alifatik nükleofilik ikame reaksiyonları organik sentezde son derece önemli bir rol oynar ve hem laboratuvar uygulamalarında hem de endüstride yaygın olarak kullanılır.
Nükleofilik ikame reaksiyonlarının mekanizmasını açıklayan, mevcut gerçekleri ve gözlemleri özetleyen tutarlı bir teori, 1935 yılında İngiliz bilim adamları Edward Hughes ve Christopher Ingold tarafından geliştirildi.
Alifatik nükleofilik ikame reaksiyonları
Reaksiyonlar S N 1
Reaksiyon mekanizması S N 1 veya monomoleküler nükleofilik ikame reaksiyonları(İngilizce) ikame nükleofilik tek moleküllü ) aşağıdaki aşamaları içerir:
Reaksiyonun koşullu enerji profili S N 1
Hız reaksiyonu S N 1(basitleştirilmiş biçimde) nükleofilin konsantrasyonuna bağlı değildir ve substratın konsantrasyonuyla doğrudan orantılıdır:
Reaksiyon hızı = k ×Reaksiyon sırasında bir karbokatyon oluştuğundan, bir nükleofilin saldırısı (ideal koşullar altında, ikame edicilerin etkisi dikkate alınmadan) her iki taraftan da meydana gelebilir ve bu, sonuçta ortaya çıkan ürünün rasemizasyonuna yol açar.
Bunu akılda tutmak önemlidir S N 1 mekanizma yalnızca ara karbokasyonun göreceli stabilitesi durumunda gerçekleştirilir, bu nedenle yalnızca üçüncül ((R)3C-X) ve ikincil ((R)2CH-X) alkil türevleri genellikle bu yol boyunca reaksiyona girer.
Reaksiyonlar S N 2
Reaksiyonun koşullu enerji profili S N 2
Reaksiyon mekanizması S N 2 veya bimoleküler nükleofilik ikame reaksiyonları(İngilizce) ikame nükleofilik bimoleküler ) bir ara maddenin ara oluşumu olmadan tek adımda gerçekleşir. Bu durumda nükleofilin saldırısı ve ayrılan grubun ortadan kaldırılması aynı anda gerçekleşir:
R−X + Y − → − → R−Y + X −
Bir reaksiyon örneği S N 2 etil bromürün hidrolizi:
Bimoleküler nükleofilik ikame reaksiyonunun koşullu enerji profili diyagramda sunulmaktadır.
Hız reaksiyonu S N 2 hem nükleofil konsantrasyonuna hem de substrat konsantrasyonuna bağlıdır:
Reaksiyon hızı = k × × [Y]Reaksiyon sırasında nükleofil saldırısı yalnızca bir taraftan meydana gelebildiğinden, reaksiyonun sonucu, ortaya çıkan ürünün stereokimyasal olarak ters çevrilmesidir.
CH 3 −CHBr−CH3 + HO − → CH3 −CHOH−CH3 + Br − Reaksiyon hızı = k 1 × + k 2 × ×
Çoğunlukla karışık bir mekanizma kullanımı tetikler ortamdaki nükleofiller yani en az iki atoma sahip nükleofiller - elektron çifti donörleri (örneğin: NO 2 -, CN -, NCO -, SO 3 2 -, vb.)
Substrat, saldırıya uğrayan atomun yanında bulunan ve serbest bir elektron çifti taşıyan bir sübstitüent içeriyorsa, bu, nükleofilik sübstitüsyon reaksiyonunun hızını önemli ölçüde artırabilir ve mekanizmasını etkileyebilir (konfigürasyonun korunması). Bu durumda onlar hakkında konuşuyorlar ankimerik yardım komşu grup (örneğin: COO − , COOR, OCOR, O − , OR, NH 2 , NHR, NR 2 vb.)
Ankimerik yardımın bir örneği 2-bromopropionatın hidrolizidir:
Resmi (tek aşamalı bakış açısından) mekanizmaya rağmen S N 2 reaksiyon sırasında oluşan ürün, orijinal ürünle aynı optik konfigürasyona sahiptir.
Reaksiyonlar S N i
Reaksiyon mekanizması S N ben veya molekül içi nükleofilik ikame reaksiyonları(İngilizce) ikame nükleofilik iç ) mekanizmaya benzetilerek birkaç aşamada ilerler S N 1 ancak ayrılan grubun bir kısmı alt tabakaya saldırarak kalan kısımdan ayrılır.
Genel reaksiyon şeması:
1. Substrat iyonizasyonu:
2. Nükleofilik saldırı:
İlk aşamada, substrat sözde oluşturmak üzere ayrışır. iyon çiftiyle temas kurun. Böyle bir çiftin bileşenleri birbirine çok yakındır, dolayısıyla nükleofilin saldırısı, ayrılan grubun daha önce bulunduğu taraftan gerçekleşmeye zorlanır.
Mekanizmaya göre meydana gelen reaksiyonlar S N ben son derece nadirdir. Bir örnek, alkolün SOCl 2 ile etkileşimidir:
Diyagramdan açıkça görülüyor ki reaksiyonlarda S N ben reaksiyon merkezinin konfigürasyonu değişmeden kalır.
Reaktiviteyi etkileyen faktörler
Nükleofilin doğasının etkisi
Nükleofilin doğası, ikame reaksiyonunun hızı ve mekanizması üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bu etkiyi niceliksel olarak tanımlayan bir faktör, bir reaktifin nükleofilik ikamenin kimyasal reaksiyonunun hızını etkileme yeteneğini karakterize eden göreceli bir değer olan nükleofilliktir.
Nükleofiliklik - değer kinetik yani yalnızca reaksiyon hızını etkiler. Bu yönüyle temellikten temelden farklıdır. termodinamik büyüklüğü ve denge konumunu belirler.
İdeal durumda, nükleofilin doğası SN1 reaksiyonunun hızını etkilemez, çünkü bu sürecin sınırlayıcı aşaması buna bağlı değildir. Aynı zamanda reaktifin doğası prosesin gidişatını ve reaksiyonun son ürününü etkileyebilir.
SN2 reaksiyonları için, nükleofilin doğasının etkisinin belirlendiği aşağıdaki prensipler ayırt edilebilir:
- Negatif yüklü bir nükleofil (örn. NH2-), aynı zamanda nükleofilik özellikler de sergilemesi koşuluyla, her zaman kendi konjuge asidinden (NH3) daha güçlüdür.
- Saldıran atomları periyodik tablonun aynı periyodunda olan nükleofilleri karşılaştırırken. D.I. Mendeleev, güçlerindeki bir değişiklik, temelliklerindeki bir değişikliğe karşılık gelir:
- Periyodik tabloda yukarıdan aşağıya doğru nükleofillik genellikle artar:
- Önceki paragrafın istisnası:
- Nükleofil ne kadar serbestse o kadar güçlüdür.
- Saldırılan atomun bitişiğindeki pozisyonda serbest elektron çiftleri varsa nükleofillik artar ( α etkisi):
Reaksiyon koşullarının (termodinamik parametreler ve solvent) aynı olması koşuluyla, çeşitli reaktiflerin nükleofilliğinin seçilen bazı standartlara göre karşılaştırıldığı akılda tutulmalıdır. Uygulamada, SN2 reaksiyonları için Sven-Scott denklemi kullanılır:
,Nerede:
- substratın belirli bir nükleofil ve su (veya başka bir standart, örneğin metanol) ile reaksiyonu için hız sabitleri;
- substratın nükleofildeki değişikliklere duyarlılığının parametresi (S = 1 olduğunda standart nükleofil olarak CH3Br veya CH3I seçilir);
- nükleofiliklik parametresi.
Ayrılan grubun etkisi
Ayrılan grubun etkisini niceliksel olarak tanımlayan faktör: nükleofüji- nükleofüjün, nükleofilik ikamenin kimyasal reaksiyonunun hızını etkileme yeteneğini karakterize eden göreceli bir değer.
Nükleofugiyi tanımlamak için, reaksiyon hızının ayrılan grubun doğasına bağımlılığını kapsamlı bir şekilde belirleyecek bir parametreyi seçmek genellikle zordur. Çoğunlukla reaksiyonlar için nükleofitenin bir ölçüsü olarak S N 1 solvoliz sabitleridir.
Deneysel olarak şu kurala göre hareket edilebilir: Ayrılan grup ne kadar kolay bölünürse, bağımsız bir parçacık olarak o kadar kararlı olur.
Aşağıdaki gruplar iyi nükleofüjlerdir:
Çözücünün etkisi
Açıkçası tepkiler için S N 1çözücünün polaritesi ne kadar yüksek olursa, ikame reaksiyonunun hızı da o kadar yüksek olur (nötr substratlar için). Substrat pozitif bir yük taşıyorsa ters bir ilişki gözlenir; solventin polaritesinin arttırılması reaksiyonu yavaşlatır. Protik ve aprotik çözücüleri karşılaştırırken, eğer çözücü ayrılan grupla bir hidrojen bağı oluşturabiliyorsa nötr substratların oranını arttırdığına dikkat edilmelidir.
Tepkiler için S N 2Çözücünün etkisinin değerlendirilmesi daha zordur. Geçiş durumundaki yük dağılımı başlangıç durumuna benzerse veya azalırsa aprotik polar çözücüler reaksiyonu yavaşlatır. Böyle bir yük yalnızca geçiş durumunda meydana gelirse, polar çözücüler reaksiyonu hızlandırır. Protik polar çözücüler anyonlarla bağ oluşturma yeteneğine sahiptir, bu da reaksiyonu zorlaştırır.
Aprotik çözücülerdeki reaksiyon hızı aynı zamanda saldıran atomun boyutundan da etkilenir: küçük atomlar daha nükleofiliktir.
Yukarıdakileri özetleyerek ampirik olarak şunu söyleyebiliriz: çoğu substrat için artan solvent polaritesi ile hız S N 1 tepkiler artıyor ve S N 2- azalır.
Bazen bir çözücünün etkisi iyonlaştırıcı gücü dikkate alınarak değerlendirilir ( e), kullanarak Winstein-Grunwald denklemi(1948):
burada: - standart substratın solvoliz hız sabiti (standart olarak kullanılır) ovalar-bütiklorür) belirli ve standart bir solvent içerisinde (standart olarak hacimce %80 etanol kullanılır).
Substratın solventin iyonlaştırıcı kuvvetine duyarlılığının parametresi.
Anlam e bazı çözücüler için: su: 3,493; formik asit: 2,054; metanol: −1,090; etanol (%100): -2,033; dimetilformamid: −3.500
Bir alternatif de var BEN-parametre 1969'da Drugar ve Decrook tarafından tanıtıldı. Benzer e-faktör, ancak standart olarak seçilmiştir S N 2üç kişi arasındaki tepki N-propilamin ve metil iyodür, 20°C'de.
Tipik alifatik nükleofilik ikame reaksiyonları
| İsim | Reaksiyon |
|---|---|
| Nükleofiller: H 2 O, HO -, ROH, RO - | |
| Alkil halojenürlerin hidrolizi | |
| Asil halojenürlerin hidrolizi | |
| Esterlerin hidrolizi | |
| Alkil halojenürlerle alkilasyon | |
| Eterlerin oluşumu ve transesterifikasyonu | |
| Esterlerin oluşumu ve transesterifikasyonu | |
| Nükleofiller: RCOOH, RCOO - | |
| Alkilasyon reaksiyonları | |
| Asilasyon reaksiyonları | |
| Nükleofiller: H 2 S, SH -, SR - | |
| Nükleofiller: NH3, RNH2, R2NH | |
| Aminlerin alkilasyonu | |
| Aminlerin asilasyonu | |
| Nükleofiller: halojenler ve halojen türevleri | |
| Halojen değişim reaksiyonu | |
| Alkollerden alkil halojenürlerin hazırlanması | |
| Eterlerden ve esterlerden alkil halojenürlerin hazırlanması | |
| Asil halojenürlerin hazırlanması | |
| Diğer nükleofiller | |
| Metaller ve organometalik bileşiklerle reaksiyonlar | |
| Aktif CH 2 grubuyla reaksiyonlar | |
| Asetilen grubunu içeren reaksiyonlar | |
Aromatik nükleofilik ikame reaksiyonları
Elektrofilik ikame reaksiyonları aromatik sistemler için daha tipiktir. Kural olarak, yalnızca güçlü bir nükleofilin etkisi durumunda veya yeterince sert koşullar altında nükleofilik ikame reaksiyonlarına girerler.
S N Ar reaksiyonları (Aren mekanizması)
Reaksiyon mekanizması S N Ar veya aromatik nükleofilik ikame reaksiyonları(İngilizce) ikame nükleofilik aromatik ) aromatik bileşiklerin nükleofilik yer değiştirme reaksiyonları arasında en önemlisidir ve iki aşamadan oluşur. İlk aşamada nükleofilin eklenmesi meydana gelir ve ikinci aşamada nükleofüj bölünmesi meydana gelir. Aksi takdirde mekanizma S N Ar mekanizma denir ekleme-çıkarma:
Aromatik nükleofilik ikame reaksiyonunun mekanizması
Reaksiyon sırasında oluşan, bazen oldukça kararlı olan ara komplekse denir. Meisenheimer kompleksi(Meisenheimer).
Daha verimli ve yumuşak bir reaksiyon mekanizması için S N Ar aromatik halkada elektron çeken ikame edicilerin (NO 2, CN, COR, vb.) varlığı, ara ürünü stabilize etmek için gereklidir.
Reaksiyonlar S N 1
Mekanizma ile reaksiyonlar S N 1 aromatik bileşikler için son derece nadirdir ve aslında yalnızca diazonyum tuzlarının karakteristiğidir:
İkame edici içermeyen aril halojenürler güçlü bazlarla (örneğin: NaNH 2) etkileşime girdiğinde, ikame şu şekilde gerçekleşir: arin mekanizması- dehidrobenzen oluşumu aşaması boyunca:
Asit türevlerinin sınıflarının her birini ayrı ayrı ele almadan önce, bunların davranışlarının genel bir resmini vermek yararlı olacaktır; bu tablo içerisinde çok sayıdaki bireysel özellikleri dikkate almak daha kolay olacaktır.
Her bir türev hemen hemen her zaman - doğrudan veya dolaylı olarak - ilgili karboksilik asitten elde edilir ve basit hidroliz yoluyla tekrar karboksilik asite dönüştürülebilir. Asit türevlerinin kimyasında önemli bir rol, bunların birbirlerine ve orijinal aside dönüşmeleri ile oynanır. Ayrıca her sınıfın kendine has karakteristik tepkileri vardır.
Asitlerin kendileri gibi karboksilik asitlerin türevleri de bir karbonil grubu içerir.Bu grup, bu bileşiklerin çoğu reaksiyonunun ürünlerinde tutulur ve gözle görülür değişikliklere uğramaz. Bununla birlikte, bu grubun moleküldeki varlığı, bu bileşiklerin karakteristik reaktivitesini belirler ve bu gerçek, onların kimyasını anlamanın anahtarıdır.
Asil bileşikleri (karboksilik asitler ve bunların türevleri), tipik olarak, veya gruplarının başka bazik gruplarla değiştirildiği nükleofilik ikame reaksiyonlarına girer. Yer değiştirme, doymuş bir karbon atomunda yer değiştirmeden çok daha kolay gerçekleşir; aslında bu reaksiyonların birçoğu, bir karbonil grubunun yokluğunda, örneğin bir karbonil grubunun ikame edilmesi gibi, hiç meydana gelmez.
Asil bileşiklerinin özelliklerini açıklamak için karbonil grubunun yapısına dönmek gerekir. Bu grupla zaten tanışmıştık
aldehitler ve ketonlar üzerinde çalışırken (Bölüm 19.1 ve 19.9) ve bunun için genel olarak hangi reaksiyonların beklenebileceğini biliyoruz.
Karbonil grubunun karbonu diğer üç atoma -bağlarıyla bağlanır; Bu bağlar -orbitalleri kullandığından (Bölüm 2.23), birbirlerine 120° (2.094 rad) açıyla bir düzlemde uzanırlar. Karbon atomunun geri kalan -yörüngesi, bir -bağı oluşturmak üzere oksijen atomunun -yörüngesi ile örtüşür; Böylece karbon ve oksijen bir çift bağla bağlanır. Molekülün karbonil grubunun karbon atomuna hemen bitişik olan kısmı düzdür; oksijen, karbonil grubunun karbonu ve onunla ilişkili iki atom aynı düzlemde bulunur
Hem elektronik hem de sterik faktörler, karbonil grubunu, karbonil grubu karbonuna yönelik nükleofilik saldırı için özellikle erişilebilir hale getirir. Bu faktörler şunlardır: a) oksijen üzerinde negatif yüke neden olsa bile oksijenin elektron kazanma eğilimi; b) trigonal bir reaktifin tetrahedral bir ara maddeye dönüşümü sırasında geçiş durumunun göreceli kolaylığı. Aynı faktörler asil bileşiklerini nükleofilik saldırıya açık hale getirir.
Ancak asil bileşikleri reaksiyonun ikinci aşamasının doğası gereği aldehitler ve ketonlardan farklıdır. Bir aldehit veya ketondan kaynaklanan tetrahedral bir ara ürün, ilave ürünü oluşturmak için bir proton ekler. Asil bileşiğinden oluşan tetrahedral ara ürün, grubu ortadan kaldırır, sonuçta tekrar bir trigonal bileşik oluşur ve reaksiyon ikame ile sonuçlanır.
Bu iki sınıf bileşiğin neden farklı davrandığını anlamak mümkündür. Bir grubun elenmesinin kolaylığı onun temelliğine bağlıdır: temel ne kadar zayıfsa grup o kadar kolay elenir. Asit klorürler, asit anhidritler, esterler ve amidler için grup sırasıyla şu şekildedir: çok zayıf baz orta derecede zayıf baz ve kuvvetli bazlar ve Aldehitler veya ketonlarla ikamenin meydana gelmesi için elimine edilen grubun bir hidrit iyonu veya olması gerekir. Bildiğimiz gibi en güçlü bazlar olan bir alkil iyonu (çok düşük asitliğe dikkat edin ve sonuç olarak aldehitler ve ketonlarla reaksiyonlarda eliminasyon yerine her zaman ekleme meydana gelir.
(bkz: tarama)
(bkz: tarama)
Böylece, asil grubundaki nükleofilik ikame, bir tetrahedral ara maddenin ara oluşumu ile iki aşamada meydana gelir. Genellikle genel hız her iki aşamanın hızına göre belirlenir ancak ilk aşama daha önemlidir.
İlk aşamanın hızı (tetrahedral bir ara ürünün oluşumu), aldehitlere ve ketonlara katılma reaksiyonuyla aynı faktörler tarafından belirlenir (Bölüm 19.9): ortaya çıkan negatif yükü stabilize eden elektron çekilmesinin etkisiyle tercih edilir; geçiş durumunda mekansal engeller yaratan hacimli grupların varlığı nedeniyle engellenmektedir. İkinci aşamanın kolaylığı ayrılan grubun temelliğine bağlıdır
Homolitik (radikal) reaksiyonlar
Örneğin alkanların halojenlenmesi (zincirleme reaksiyon)
CH4 + Cl2hν → CH3Cl + HC1 (aşama 1);
CH3Cl + Cl2hν → CH2Cl2 + HCl (aşama 2);
CH2Cl2 + Cl2hν → CHCl3 + HCl (3. aşama);
CHCl3 + Cl2hν → CCl4 + HCl (4. aşama).
Dikkat! Alkan ikame reaksiyonlarında, hidrojen atomları en kolay şekilde üçüncül karbon atomlarında, daha sonra ikincil karbon atomlarında ve son olarak birincil karbon atomlarında değiştirilir.
CH3 - CH2 - CH - CH3 + Cl2hν → bir haloalkan karışımı.
1; 4 – birincil; 3 – ikincil; 2 – üçüncül.
Heterolitik (iyonik)
Kovalent bir polar bağın heterolitik ayrışması, nükleofillerin (anyonlar) ve elektrofillerin (katyonlar) oluşumuna yol açar:
b) H 2 O → H + + OH -
Ortaya çıkan iyonlar başka dönüşümlere de uğrar, örneğin:
CH3 + + OH - → CH3OH
elektrofil nükleofil
İyonik reaksiyonlar, moleküle etki eden reaktifin doğasına göre elektrofilik ve nükleofilik olarak ayrılır.
Elektrofil E(elektron seven) – bu, organik bir bileşiğin karbon atomuna saldıran ve ondan bir elektron çiftini alan bir parçacıktır (bir elektron alıcısıdır). Parçacık örnekleri - elektrofiller: H3O +, H +, HCl, HNO3, NO2 +, AlCl3, vb.
Nükleofil N(çekirdek seven) bir karbon atomuna saldıran ve ona bir elektron çifti sağlayan bir parçacıktır (elektron donörüdür). Bu parçacıklar kural olarak temel özelliklere sahiptir. Bunlar şunları içerir: OH -, Cl -, S 2-, NH3, H 2 O, R-OH, CH3 O - ve diğerleri
Nükleofilik reaksiyonlar– bunlar organik maddelerin nükleofillerle reaksiyonlarıdır, yani. Yeni bir bağ oluşturmak için bir elektron çifti sağlayan anyonlar veya moleküller:
CH3Br (substrat) + NaOH (nükleofil reaktifi) → CH3OH + NaBr
Elektrofilik reaksiyonlar– organik bileşiklerin elektrofilik reaktiflerle reaksiyonları; Yeni bir bağ oluşturmak için bir elektron çiftini kabul etmeye hazır, boş bir yörüngeye sahip katyonlar veya moleküller
C 6 H 6 (substrat) + HO: - NO 2 + (elektrofil reaktifi) → C 6 H 5 – NO 2 + H –OH
Nükleofilik reaksiyon örnekleri
Nükleofilik ikame:
Tüm reaksiyonlar için, bunların meydana geldiği mekanizmayı açıkça belirlemek mümkün değildir, çünkü saftır. S N 1 veya S N 2 sadece ideal (sınırlayıcı) model durumlardır. Mekanizmada olduğu gibi reaksiyon koşullarına ve çözücüye bağlı olarak aynı substratın aynı nükleofil ile reaksiyona girebileceği unutulmamalıdır. S N 1, Bu yüzden S N 2.
Örneğin, 2-bromopropanın hidroliz hızı, oluşumunun karışık mekanizması dikkate alınarak açıklanmaktadır:
CH 3 −CHBr−CH3 + HO − → CH3 −CHOH−CH3 + Br −
4.Alkanlar-organik. molekülleri karbon ve hidrojenden oluşan bileşikler hidrokarbonlar olarak sınıflandırılır.Bir hidrokarbon molekülü yalnızca basit sigma bağları içeriyorsa ve bileşimleri C n H2 n +2 genel formülüne karşılık geliyorsa, doymuş veya parafinler olarak sınıflandırılırlar. alkanah'taki atomlar bulunur. sp3 hibridizasyonu durumunda ve tetravalenttir Alkanlar, sonraki her üyenin bir öncekinden homoloji açısından farklı olduğu bir dizi homolog oluşturur. Fark CH2 grubudur.
İzomerizm: 1) karbon iskeletinin izomerizmi;
2) ikame edicinin karbon zincirindeki pozisyonunun izomerizmi
İsimlendirme: isimlendirmeye göre. Doymuş hidrokarbonların IUPAC adları -an- ekiyle karakterize edilir.İlk dört hidrokarbonun önemsiz isimleri vardır ve beşinciden başlayarak moleküldeki at.karbon sayısına göre Latin rakamının ismine dayanırlar. Hidrokarbon radikallerinin isimleri –an –il ekinin değiştirilmesiyle oluşturulur.
Genel elde etme yöntemleri:
1. Wurtz reaksiyonu (halojenlenmiş hidrokarbonların alkalin Me-Li, Na, K ile etkileşimi)
CH3Br+2Na +Br-CH32NaBr+CH3-CH3
CH3-Cl+2Na+Cl-CH3CH3-CH3+2NaCl
2. Hazırlanmamış hidrokarbonların hidrojenasyonu
CH2=CH2-etilen
CH2=CH2+H2 Pt,t CH3-CH3-etan
Fiziki ozellikleri:
1.C1-C4 gazlarından (b.z)
2. C5-C22 sıvısından (özel)
3.>C22-katı maddeler (b.z)
C100'e kadar iyi çalışılmış.Homolog serilerdeki kaynama veya erime sıcaklıkları her yeni –CH2 grubuyla monoton bir şekilde artıyor (nicelikten niteliğe geçişin çarpıcı bir örneği).
Kimyasal özellikler:
1.N'de karıştırma işlemleri:
A) direkt halojenasyon (F2.Cl2.Br2)
Cl2+CH4 hv HCL+CH3Cl+CH2Cl2+CHCl3+CCl4
Florlama (patlamayla birlikte)
Klorlama (ışıkta)
Klorlama mekanizması (zincir, radikal)
Cl2 hv 2Cl .
Cl . +CH4HCl+CH3
CH3+Cl . CH3Cl-zincir kırılması
CH3 . +Cl2Cl . +CH3ClHCl+CH2Cl . vesaire-zincir büyümesi
Brominasyon (ısıtma, ışık alma)
B) nitrasyon (-No2 gr.)-tion Konovalava
CH3-CH3+NO3 140C H2O+CH3-CH2NO2 nitroetan
B) Sülfoklorlama (SO3, Cl2)
CH3-CH3+SO3+CL2 hv HCl+CH3-CH2-SO3Cl sülfakloroetan
D) Girme
CH3-CH2-CH2-CH3 Pt,t CH2=CH2+CH3-CH3
Tarımda kullanım: atık yağların, tahıl ve mısır mahsullerindeki dikotiledon yabani otların yok edilmesi için herbisit olarak dağıtımı Yağ atıkları, bunların organik madde olarak kullanılma olasılığının keşfedilmesiyle bağlantılı olarak büyük pratik önem kazanmıştır. Kuru protein-vitamin konsantrelerinin (PVC) üretimi için belirli maya kültürü türlerinin yetiştirilmesine yönelik substratlar.
Sp3 hibridizasyonu
Bir s- ve üç p-orbitalinin karışarak eşit şekil ve enerjiye sahip dört sp3-hibrit yörüngesi oluşturmasıyla oluşur. Diğer atomlarla dört σ bağı oluşturabilirler veya yalnız elektron çiftleriyle doldurulabilirler.
Sp3-hibrit yörüngelerinin eksenleri düzenli bir tetrahedronun köşelerine doğru yönlendirilir. Aralarındaki tetrahedral açı 109°28" olup, bu en düşük elektron itme enerjisine karşılık gelir. Ayrıca sp3 yörüngeleri diğer atomlarla dört σ bağı oluşturabilir veya yalnız elektron çiftleriyle doldurulabilir. Bu durum doymuş karbon atomları için tipiktir. hidrokarbonlar ve buna göre alkil radikalleri ve bunların türevleri.
Sp3 hibridizasyonu ile karakterize edilen bileşiklerin örnekleri: NH3, POCl3, SO2F2, SOBr2, NH4+, H3O+. Ayrıca tüm doymuş hidrokarbonlarda (alkanlar, sikloalkanlar) ve diğer organik bileşiklerde sp3 hibridizasyonu gözlenir: CH4, C5H12, C6H14, C8H18, vb. Alkanların genel formülü: CnH2n+ 2. Sikloalkanların genel formülü CnH2n'dir. Doymuş hidrokarbonlarda tüm kimyasal bağlar tektir, dolayısıyla bu bileşiklerin hibrit yörüngeleri arasında yalnızca σ-örtüşmesi mümkündür.
sp 3 - Hibritleşme, doymuş hidrokarbonlardaki (alkanlar) - özellikle metandaki karbon atomlarının karakteristiğidir
Şekil 2 Bir metan molekülünün elektronik yapısının şeması
6. Alkenler, molekülleri karbon ve hidrojenden oluşan ve basit sigma-st'ye ek olarak organik bileşiklerdir. içerik Ayrıca çift pi-st.Bileşimleri, varlığı anlamına gelen CnH2n genel formülüne karşılık gelir. Kompozisyonlarında. Molek. Eksiklik 2 de. Hidrojen alkanlara karşı.
Etilen CH2=CH2
Çift bağın elektronik doğası: Elektronik kavramlar açısından bakıldığında, bağlanan iki karbon atomuna ait iki elektron çifti tarafından bir çift bağ gerçekleştirilir. Bir elektron çifti sıradan bir kovalent σ bağı oluştururken, ikinci elektron çifti, π bağı adı verilen farklı nitelikte bir bağ oluşturur. π bağının elektron bulutlarının özel konfigürasyonu, geri kalan dört kovalent σ bağının yönlerinin bu iki karbon atomunda sabitlenmesini belirler. Bu bağların aynı düzlemde yer aldığı ve birbirlerine göre 120°'lik açılarda ve çift bağla bağlanan karbon atomları arasındaki σ bağının yönüne göre yer aldığı ortaya çıkar.Bir çift bağ iki kat daha güçlü değildir. enerjisel olarak tek bir bağ halindedir. C-C ve C=C için karşılık gelen bağ enerjileri 79,3 ve 140,5 kcal/mol'dür.
İzomerizm:
1.karbon iskeleti
CH2=CH-CH2-CH2-CH3 penten-1
CH2=C(CH3)-CH2-CH3 2-metilbüten-1
2. Vekillik pozisyonu
CH2=CH-CH(CH3)-CH3 3-metilbüten-1
3. Hidrokarbon zincirindeki çift bağın konumu
CH3-CH=CH-CH2-CH3 penten-2
4. geometrik (cis-, trans-)
İsimlendirme:
IUPAC isimlendirmesini kullanırlar.Alkenler söz konusu olduğunda ayırt edici bir özellik, çift sarmallı bir karakter içeren ana karbon-karbon zincirini seçme ihtiyacıdır. Alkan sonekleri –vn ve alkenler –en ile değiştirilir. Örneğin:
Elde etme yöntemleri:
1. Alkanların çatlaması.Daha uzun bir karbon atomu zincirine sahip alkanların, 500-700 C'de ve yüksek basınçta kısa zincirli ve hidrojenli bir alkanlar ve doymamış hidrokarbonlar karışımına termal ayrışmasından oluşur:
2. Alkollerin dehidrasyonu.Bir katalizör - alüminyum oksit ve zorunlu ilave ısıtma ile su giderici maddeler varlığında ve şemaya uygun olarak meydana gelir (A. Zaitsev'in kuralına göre: suyun alkollerden uzaklaştırılması, aşağıdakilerin katılımıyla gerçekleşir: Hidrojen ve hidrojenlenmiş karbondan dolayı hidroksil grubu):
3. Hidrokarbonların dihalojen türevlerinin halojensizleştirilmesi, şemaya göre ısıtıldığında aktif iki değerlikli metallerin (Mg, Zn) varlığında meydana gelir:
4. Kullanılan katalizörün tipine bağlı olarak alkinlerin indirgenmesi (üçlü bağın aktif hidrojen ile doyması), aşağıdaki şemaya göre cis- veya trans-alkenlerin oluşumuna yol açar:
5. Monohalohidrokarbonların alkol alkali ile dehidrohalojenasyonu sıcaklıkta meydana gelir. Alkol kaynatma
Sp2 hibridizasyonu
Bir s- ve iki p-orbitalinin karışmasıyla oluşur. Aynı düzlemde bulunan ve üçgenin köşelerine 120 derecelik bir açıyla yönlendirilen eksenlerle üç hibrit yörünge oluşturulur. Hibrit olmayan p-atomik yörünge düzleme diktir ve kural olarak π bağlarının oluşumunda rol oynar
Sp2 hibrit durumundaki karbon atomları, grafit, grafen, fullerenler ve diğer nanoyapılar gibi allotropik formlar oluşturur.
sp 2 -Hibridizasyon, çift bağa sahip C, N, O vb. atomları için tipiktir (sp 2 atomları kırmızıyla vurgulanmıştır): H 2 C=C H 2 (animasyon, 21,3 Kb), H 2 C=C HR, R2 C=N R,
R -N=N -
R, R2 C=Ö, R -N=Ö R3C+ ve serbest radikaller R3 gibi katyonların yanı sıra C.
Etilen molekülünün elektronik modeli.
Büten -2 örneğini kullanarak Cis-, trans-izomerizmi.
Cis-buten2, trans-buten2
Geometrik veya cis-trans izomerizm, çift bağ düzlemine göre atomların farklı düzenlemesine bağlı olan bir tür uzaysal izomerizmdir. Bir dis-izomer, aynı atomların (veya atomik grupların) çift bağ düzleminin aynı tarafında yer aldığı bir izomerdir.
8. Alkinler, molekülleri aşağıdakilerden oluşan organik bileşiklerdir. Karbon ve hidrojen atomları ve basit sigma bağlarına ek olarak en az iki çift pi bağı da içerirler; bir üçlü bağ vardır.Bileşimleri CnH2n-2 genel formülüne karşılık gelir, bu da alkanlarla karşılaştırıldığında bir Bir molekülde aynı anda 4 hidrojenin eksikliği.
Asetilen C2H2();propin()
Üçlü bağın doğası:
Alkinlerde −C≡C− bağı doğrusaldır (180° açı) ve aynı düzlemde yer alır. Karbon atomları, maksimum elektron yoğunluğu karşılıklı olarak iki dik düzlemde bulunan bir σ- ve iki π-bağıyla bağlanır. Üçlü bağın uzunluğu yaklaşık 0,121 nm, bağlanma enerjisi ise 836 kJ/mol'dür.
Yukarıdaki diyagram etilen ve asetilenin moleküler yörüngelerini göstermektedir.
İzomerizm:
1.karbon iskeleti
2. milletvekili pozisyonu
3. Üçlü bağın konumu (köşe zincirinin uzunluğunu gerektirmediğinden bu tür bir zincir için bu tür izomerizm imkansızdır)
Adlandırma: IUPAC. Bu durumda, üçlü bağın varlığını karakterize eden son -in'dir:
Elde etme yöntemleri:
1.Alkenlerin dehidrojenasyonu
CH2=CH2 etilen Kt,t H2+HC=CH östilen
2. Dihalohidrokarbonların (-2HX) çift dehidrojenasyonu
3.Karbür yöntemi (yalnızca asetilen için)
A)>%60 kimya endüstrisinde
B)>30% teknolojide>3000С
Kimyasal özellikler:
1. H atomlarının ikame reaksiyonları. C üçlü st.
A) metal (Na,k,Cu) ile ikame
B) halojen (Cl, Br) ile ikame
2. Pi-st içeren reaksiyonlar.
A) katılmak
Suyla bağlantı (Kucherova nehri)
3. Polimerizasyon süreçleri
A) dimerizasyon
Soru 9. Sp-hibridizasyonu, asetilen molekülünün elektronik modeli, asetilene kalitatif reaksiyon. sp-hibridizasyonu (alkinlerin tipik bir örneği) Bir s- ve bir p-orbitalinin karıştırılması durumunda meydana gelir. 180 derecelik bir açıyla doğrusal olarak yerleştirilmiş ve karbon atomunun çekirdeğinden farklı yönlere yönlendirilmiş iki eşdeğer sp-atomik yörünge oluşur. Kalan iki hibrit olmayan p-orbital, karşılıklı olarak dik düzlemlerde bulunur ve π bağlarının oluşumuna katılır veya yalnız elektron çiftlerini işgal eder. En basit üye ve kurucu, u/v-asetilen C2H2 serisine homologdur. Asetilendeki C atomları üç ortak elektron çifti ile birleştirilir, yani üçlü bir C===C bağı ile bağlanır. Asetilenin yapısı şöyledir: n-s===s-n. AT'nin üçlü bağdaki SP-hibrit durumuna dayanarak, asetilen molekülünün yapısı, her bir komşu AT'den gelen 2 hibrit (s ve px) yörüngesinin örtüşmesinin sonucu olarak temsil edilebilir. Bu durumda, hibrit sp-orbitalleri aynı düz çizgi üzerinde bulunur ve 180'lik bir açı oluşturur. (uch ve tet'teki mol asetilenin yapısına bakınız) iki P-bağının ve sp-hibrit yörüngelerinin varlığı aşağıdakilere yol açar: çok zayıf bir C-H bağının bir sonucu olarak at.tet) arasındaki elektron yoğunluğunda keskin bir artış.
Hazırlama yöntemleri: alkenlerin dehidrojenasyonu
Karbür yöntemi (asetilen için)
1. AtH'nin C üçlü ışıkta ikame reaksiyonu: a) Me(Cu, Hg) ile ikame
(alkin çözeltisi Bu alkinler için Cu kalitesinde çözelti)
Halojenle ikame (klor, brom)
Soru 10. Alkenlerin ve alkinlerin kimyası.
Alkenler.1.İlaveler: a) halojenler
Bu, çift bağa niteliksel reaksiyon olgusudur
B) hidrojen halojenürler
Markovnikov kuralı: Herhangi bir elektrofilik parçacık, simetrik olmayan bir alken molekülüne, p-bağının C'de daha hidrojenlenmiş bir bağa kırılma bölgesinde bağlanır ve süreç, en kararlı karbokasyonun oluşumu aşamasında ilerler.
D) oksidatif hidroksilasyon (Wagner çözeltisi)
Bu yöntem genellikle çift bağları tespit etmek için kullanılır (nitel yöntem)
2. polimerizasyon - çok sayıda aynı veya farklı molekülün yeni bir büyük molekül halinde birleştirilmesi işlemi.
3.atH ikamesi
Alkinler 1. Üçlü bağda H'nin ikamesi: a) Me(K, Na, Cu) ile ikame
B) halojenle ikame
R-iya P-bağlantısını dikkate alarak a) bağlantı r-iya
B) NON'a (Kucherov bölgesi) katılma
Polimerizasyonun 3. aşaması: a) dimerizasyon I
B) dimerizasyon II
Bunların önemi: Bireysel doymamış hidrokarbonlar arasında, etilen CH2 = CH2'nin biyojenik değeri not edilmelidir. Meyvelerin ve meyvelerin olgunlaşma süreçlerine kabuklarında zorunlu etilen oluşumu eşlik eder.Etilen'in bazı bitkilerde kök oluşum süreçlerini uyarma ve yaprak dökülmesine neden olma yeteneği not edilmiştir.Etilen olgunlaşmalarının gözle görülür bir şekilde hızlanmasına yol açar. En basit alkin olan asetilen de benzer bir özelliğe sahiptir.
Soru 11. Sikloalkanlar siklik doymuş hidrokarbonlardır. СnH2n-genel formül. (tet'teki yapılarına bakın)
Bayer'in döngü gerilimi teorisi, sikloalkanlardaki C atomlarının, basit bir C-C bağının bağ açılarının, metan molekülündeki tetrahedral, en az gerilmiş bağ açısından farklı olduğu düz bir kapalı döngü oluşturduğunu ileri sürer. Üstelik sikloalkanlardaki bağ açısı tetrahedral olandan ne kadar farklı olursa, moleküler siklik iskeletleri de o kadar stresli olur. Bayer'e göre gerilim değerinin siklopropandan siklopentana düşmesi, sikloheksanda ise tekrar artması gerekiyor. Molekül konformasyonu, belirli bir konfigürasyondaki bir moleküldeki atomların, bir veya daha fazla tek sigma bağı etrafındaki rotasyonun neden olduğu uzaysal düzenlemesidir. Sikloalkanlardaki halkalar (siklopropan hariç) düzlemsel değildir. Bu nedenle, siklobütan hafifçe şişmiş bir şekle sahiptir - karbon atomlarından biri diğer üç atomun bulunduğu düzlemin üstünde veya altında yer alır, siklopentan bir zarf yapısına veya bir bükülme yapısına sahiptir, sikloheksan iki sandalye yapısında mevcut olabilir. arasında (banyo konformasyonu yoluyla) tüm eksenel ikame edicilerin ekvator haline geldiği ve bunun tersi geçiş. Daha büyük döngüler için konformasyonların sayısı artar, dolayısıyla bu tür bileşikler birkaç birbirine dönüşen konformer formunda bulunur. Böylece, sikloheptan için 4 kararlı konformasyon mümkündür: bozuk sandalye (döner sandalye), sandalye, banyo, çarpık banyo (büküm banyosu), siklooktan için - 11 konformasyonları.
Kimya sv-va: (ders ve çalışma)
Soru 12 Arena- bunlar benzenin hidrokarbon türevleridir ve benzenin kendisi (C6H6) Benzen ilk olarak Faraday tarafından keşfedilmiştir.
En basit temsilciler (tek çekirdekli alanlar):
Çok çekirdekli arenalar: naftalin Ç 10 H 8, antrasen C 14 N 10 ve benzeri.
Aromatiklik kavramı:"Aromatik bileşikler" terimi, bu madde serisinin bazı temsilcilerinin hoş bir kokuya sahip olması nedeniyle uzun zaman önce ortaya çıkmıştır. Ancak günümüzde “aromatiklik” kavramı tamamen farklı bir anlam taşımaktadır: Bir molekülün aromatikliği, döngüsel sistemdeki π-elektronlarının delokalizasyonu nedeniyle artan stabilitesi anlamına gelir. Aromatik bileşikler arasında benzo ve kimyasal davranışları bakımından ona benzeyen maddeler bulunur.
Hückel'in kuralı Cat'e göre, aşağıdaki koşulları karşılayan herhangi bir organik bileşik aromatik olacaktır: 1. kapalı ve düzlemsel (düz) bir döngünün varlığı 2. tüm P bağlarındaki P elektronlarının konjugasyonunun sürekliliği 3. Konjugasyona katılan P-elektronları şu formüle karşılık gelmelidir: 4n+2(n-tamsayı).
Alma yöntemleri: 1. İlgili sikloalkanların dehidrojenasyonu, yaklaşık 30°C'lik bir sıcaklıkta bir Pt katalizörü üzerinde başarıyla gerçekleştirilir.
2.alkanların aromatizasyonu
3. alkinlerin trimerizasyonu
Elektrofilik ikame teorisi: elektron eksikliği olan elektrofilik maddeler ve asitler. Elektrofilik ikame reaksiyonları, saldırının pozitif yüklü veya elektron eksikliği olan bir elektrofil parçacık tarafından gerçekleştirildiği ikame reaksiyonlarıdır.
Benzen halkasının H'sinde 1.p-ii ikamesi.
A) halojenasyon
B) alkilasyon (Friedel-Crafts çözümü)
Benzen halkasındaki 2. bağlantı
A) hidrojenasyon.
B) klorlama
3. benzenin alkil türevlerinin oksidasyonu.
Soru 13. Alkadienler. Dienler organik bileşiklerdir, moleküllerden oluşur. C ve H, basit b-bağlarına ek olarak iki adet çift P-bağını da içerir. Genel formülleri СnH2n-2'dir.
sınıflandırma dienler moleküllerindeki 2 çift C=C bağının göreceli konumuna dayanır. Bu özelliğe göre aşağıdaki gruplara ayrılırlar: 1. kümülatif - iki P-bağının bitişik düzenine sahip olan ve genel formüle sahip olan dienler: R-CH=C=CH2. En yaygın temsilci allen CH2=C=CH2'dir, bu nedenle bunlara allenler de denir. 2. alternatif bir bağ düzenine ve genel formüle sahip konjuge dienler: R-CH=CH-CH=CH2. 3. Toplamda bir basit b-dizisini aşan P-dizileri arasındaki mesafeye sahip izole edilmiş dienler. formül: R-CH=CH-(CH2)n-CH=CH2, burada n=1,2 veya daha fazla.
IUPAC nomencl.: karbon atomlarının ana zincirinin seçimi ve atomların numaralandırılması, çift bağların konumları en küçük sayılarla belirlenecek şekilde gerçekleştirilir ve çift bağların sayısını belirtmek için yeterli-dien şu şekildedir: kullanılmış. Örneğin:
Konjuge dienlerin en basit üyesi bütadiendir: CH2=CH-CH=CH2. Bütadiendeki dört at.C ortak elektron çiftleri tarafından birleştirilir ve basit bir b-st, çift P-st ile dönüşümlü olarak iki tane oluşturur. Bu, tüm konjuge dien sınıfının yapısının ortak bir ayırt edici özelliğidir. Konjuge çift bağa sahip hidrokarbonlar şu şekilde elde edilir: 1) doğal gaz ve petrol rafine gazlarında bulunan alkanların ısıtılmış bir katalizör üzerinden geçirilerek dehidrojenasyonuyla
CH3 –CH2 –CH2 –CH3 –– ~600°С; Cr 2 O 3, Al 2 O 3- CH 2 =CH–CH=CH 2 + 2H 2
2) alkol buharının ısıtılmış katalizörler üzerinden geçirilmesiyle etil alkolün dehidrojenasyonu ve dehidrasyonu (Akademisyen S.V. Lebedev'in yöntemi)
2CH3CH2OH –– ~450° C;ZnO,Al2O3 CH2 =CH–CH=CH2 + 2H2O + H2,
Bütadiene dayalı bütadien kauçuğunu üreten ilk kişi oydu.
İki veya daha fazla komşu p-bağının etkileşimi ile tek bir p-elektron bulutunun oluşması ve bunun sonucunda bu sistemdeki atomların karşılıklı etkisinin aktarılmasına konjugasyon etkisi denir.
Konjuge dienlerin halojenasyon ve hidrohalojenasyon reaksiyonlarını ele alalım. 
Divinil ve izopren, diğer doymamış bileşiklerle polimerizasyona ve kopolimerizasyona (yani ko-polimerizasyona) uğrayarak kauçuklar oluşturur. Kauçuklar, kauçuğun vulkanizasyon (kükürt ile ısıtma) yoluyla üretildiği elastik yüksek moleküler malzemelerdir (elastomerler). Polimerizasyon reaksiyonları. Dien hidrokarbonların son derece önemli bir özelliği vardır: Kolayca polimerizasyon reaksiyonlarına girerek kauçuk benzeri yüksek moleküllü ürünler oluştururlar. Polimerizasyon reaksiyonları, moleküllerin 1,4- veya 1,2-pozisyonlarında birbirine eklenmesiyle ve aynı zamanda 1,4- ve 1,2-pozisyonlarında eşzamanlı eklemeyle meydana gelir.
Fiziki ozellikleri
Bütadien bir gazdır (kn. -4.5°C), izopren bir sıvıdır, 34°C'de kaynar, dimetilbutadien bir sıvıdır ve 70°C'de kaynar. İzopren ve diğer dien hidrokarbonlar kauçuğa polimerleşebilme özelliğine sahiptir. Doğal kauçuk, saflaştırılmış haliyle (C5H8)n genel formülüne sahip bir polimerdir ve bazı tropik bitkilerin sütlü özsuyundan elde edilir.
Soru 14 Dien hidrokarbonların polimerizasyon reaksiyonları.
Polimerizasyon işlemi, zayıf P-bağlarının ana değerliklerinin kopması ve ortaya çıkan radikallerin sırayla birbirine bağlanması sonucu monomer moleküllerinden polimerlerin oluşumuna yol açar. Dien hidrokarbonların polimerizasyonu.Sentetik kauçuk üretimi, dien hidrokarbonların (esas olarak bütadien ve izopren) ana uygulama alanıdır. Doğal kauçuk polimer izopren: n=1000-3000
S.V. Lebedev'in yöntemini kullanarak ilk kez endüstriyel ölçekte sentetik kauçuk: Bir polimer oluşumu ile 1,4- ve 1,2- pozisyonunda tekrarlanan monomerik bütadien-1,3 ilavesinin meydana gelebileceği bulundu. çift iletişimli zincir. Metalik sodyum varlığında.
Kauçuğun ülke ekonomisi açısından önemi büyüktür.
Polimerizasyon reaksiyonları. Dien hidrokarbonların son derece önemli bir özelliği vardır: Kolayca polimerizasyon reaksiyonlarına girerek kauçuk benzeri yüksek moleküllü ürünler oluştururlar. Polimerizasyon reaksiyonları, moleküllerin 1,4- veya 1,2-pozisyonlarında birbirine eklenmesiyle ve aynı zamanda 1,4- ve 1,2-pozisyonlarında eşzamanlı eklemeyle meydana gelir. Divinilin (1,3 bütadien) polimerizasyon ürününün formülünün bir parçası, eğer moleküller 1,4 pozisyonunda birbirine eklenirse böyle görünür.
Bir izopren analoğu olan kloropren, aşağıdaki yapıya sahip kolayca polikloroprene polimerize olur:
n (H 2 C=СCl-CH=CH2) → (-H 2 C-СCl=CH-CH2 -) 2n
Soru 15. Halokarbonlar– bir hidrokarbon molekülündeki bir veya daha fazla cat.H'nin bir halojenle değiştirilmesiyle oluşan organik bileşikler. örneğin, bir propan, sikloheksan, benzen molekülünde, yalnızca bir H'de bir halojen ile değiştirilirse, o zaman yeni bir organik bileşik sınıfı elde ederiz - halojenlenmiş hidrokarbonlar, örneğin: CH3CH2CH2Cl-kloropropan klorobenzen
Sınıflandırma: 1 . Moleküldeki at.H sayısına göre halojen yerine geçen hidrokarbonlar mono-, di-, tri-, tetrahalojen türevleri olarak sınıflandırılır.) CC14-karbon tetraklorür (tetra) ayrıca polihalojenler de vardır. . 2. At.C'nin doğasına bağlı olarak halojen atomları kediye bağlanır; birincil R-CH2-Hal, ikincil R2CH-Ha1 ve üçüncül R3C-Ha1 halojen atomları ayırt edilir. 3. Halojen atomlarının göreceli konumuna bağlı olarak geminal (her iki halojen atomu da C'de aynı yerde bulunduğunda) - R-CHC1 2 ve komşu (halojen att C'de komşuda bulunur) - R olarak ikiye ayrılırlar. -CH(C1)-CH2C1 4. Org moleküllerinin türüne ve iskelet yapısının doğasına bağlı olarak: alifatik (doymuş ve doymamış), sikloalifotik ve aromatik. IUPAC isimlendirmesine göre halohidrokarbonun adı, en uzun dallanmamış zincirin ismine dayanmaktadır. Karbon atomları, adında ilk görünen ikame edici en düşük sayıyı alacak şekilde numaralandırılır ve ikame edicilerin kendileri alfabetik sıraya göre listelenir. Alkenlerin ve alkinlerin halojen türevlerindeki karbon atomu zincirleri, çoklu bağın en yakın olduğu uçtan itibaren numaralandırılır. СНС13-triklorometan, СН 2 (С1)-СН 2 (С1)-1,2-dikloroetan En basit halojenlenmiş hidrokarbonlardan bazıları için, hidrokarbon kalıntısı CH3Cl - metil klorür ismine dayanan isimler korunur, CH3J - metil iyodür, C2H5Br - etil bromit.
Endüktif etki (I-etkisi), ikame edicilerin elektronik etkisinin bir σ bağ zinciri boyunca aktarılmasıdır. Bu etki, kademeli zayıflama ile bir σ-bağ zinciri yoluyla iletilir ve kural olarak üç ila dört bağdan sonra artık görünmez. İkame edicinin endüktif etkisinin yönü, polar olmadığı ve hidrojenin endüktif etkisinin sıfıra eşit olduğu varsayılarak C-H bağıyla karşılaştırılarak niteliksel olarak değerlendirilir. Elektro-çekici ikame ediciler, σ-bağları sistemindeki elektron yoğunluğunu azaltır ve bunlara elektron-çekici denir. Elektron veren sübstitüentler, hidrojen atomuna kıyasla σ bağları zincirindeki elektron yoğunluğunu arttırırlar, yani +I etkisi sergilerler ve elektron bağışlayıcıdırlar. Bunlar, düşük elektronegatifliğe sahip atomların (örneğin metaller) yanı sıra, komşu bağlara yeniden dağıtma eğiliminde oldukları aşırı elektron yoğunluğuna sahip negatif yüklü atomları veya grupları içerir. Bu etki, organik moleküllerin reaktivitesini etkileyerek hem reaksiyonun hızını hem de reaktifin saldırı yönünü belirler.
Üretim yöntemleri: 1. UV radyasyonu CH4 + C12HC1 + CH3C1-klorometanın etkisi altında alkenlerin endüstriyel fotokimyasal halojenasyonu (klorlama veya bromlama). 2. halojenlerin ve hidrojen halojenürlerin çoklu bağ yoluyla eklenmesi a) CH2=CH-CH3(propen)+Br2CH2(Br)-CH(Br)-CH3-1,2-dibromopropan b) CH2=CH2(eten) + HC1CH3CH2C1-kloroetan
Kimyasal özellikler: 1.hidroliz: R-Hal+MeOH (H2O) R-OH+MeHal Halojenin nükleofilik yer değiştirmesi, belirlendiği gibi, iki mekanizma yoluyla gerçekleşir: SN2 - ikinci dereceden nükleofilik yer değiştirme (bimoleküler) ve SN1 - birinci dereceden nükleofilik ikame (monomoleküler). Reaksiyonun sırası, konsantrasyonu reaksiyon hızını belirleyen reaktiflerin sayısına karşılık gelir 1) SN2 - ikame, birincil alkil halojenürler için en tipik olanıdır. Yer değiştirme, bir ara madde (aktive edilmiş kompleks) aracılığıyla tek aşamada gerçekleşir.
2) SN1 – üçüncül alkil halojenürler ve alilik halojenürler için tipik bir mekanizma; burada C-Hal bağının ilk aşamada ayrışması stabil karbokasyonlara yol açar.
Hidrojen halojenürlerin ortadan kaldırılmasına yönelik prosedürler, diğer reaksiyonlarda nükleofilik ikame (bkz. çalışma sayfa 129)
Soru16.Aliflerin kimyasal özelliklerinin ve halohidrokarbonların aromasının karşılaştırmalı özellikleri
Soru 17. Alkoller ve fenoller
*
Alkoller, OH grubunun benzen halkasının at.C'sine hiçbir zaman bağlanmadığı hidroksil bileşikleridir. СnH 2 n +1 OH-genel formül. Sınıflandırma:Çok atomlu (2 veya daha fazla OH grubu) ve tek atomlu (bir OH grubu) birincil, ikincil, üçüncül olarak ayrılır.
İzomerizm: her türlü karbon iskeleti, grubun karbon zincirindeki konumu (pentanol-2, pentanol-3). Iupak isimlendirmesi: ata u/v suff.-ol'un ismine ekleme. Alkolde daha yüksek fazlar varsa, OH-gr bir önekle (oksi) belirtilir ve numaralandırma, OH-gr'nin bulunduğu uca daha yakın olarak gerçekleştirilir.
Elde etme yöntemleri: 1. t ve H3PO4'ün etkisi altında alkenlerin (yani + su) hidrasyonu: CH2 = CH2 (etilen) + NOH CH3-CH2OH-etanol. 2. monohalohidrokarbonların hidrolizi CH3-CH2Br+ +H20 HBr+CH3-CH2OH (etanol). 3. alkanların (-su) oksidasyonu CH3-CH2-CH3+O2 CH3-CH-CH3-propanol-2
Kimyasal özellikler: OH-gr'de atH'nin 1.r-ii ikamesi
2.OH-gr'nin değiştirilmesi
3. dehidrasyon
4. oksidasyon
*
Fenoller, OH grubunun her zaman benzen halkasının at.C'sine bağlı olduğu hidroksil bileşikleridir.
İsimlendirme:
Elde etme yöntemleri:1. Dow süreci
2.R-ya Sergeeva
Hi.st.va: 1.r-i yerine OH-gr hayır
2.r-i yerine geçiyorum. OH-gr cinsinden N
3.P-ve atH benz halkalarının değiştirilmesi
Soru 18. Polihidrik alkoller ve fenoller.
*Polihidrik alkoller, moleküler bileşimde 2 veya daha fazla fonksiyonel OH-gr içeren alkollerdir. OH-gr sayısına bağlı olarak iki, üç ve tetraatomik olarak ayrılırlar Diatomik alkoller (glikoller) kararsızdır, oluşum anında su moleküllerini kaybederler ve aldehitlere, ketonlara ve diğerlerine dönüşürler. .
Kimyasal St. Tuz oluşturmak için alkalilerle reaksiyona girer. Örneğin etilen glikol yalnızca alkali metallerle değil aynı zamanda ağır metal hidroksitlerle de reaksiyona girer: 
Alkollü glikoller, mono-(alkol esterleri) ve iki ikameli ürünler (eterler) üretir:
Fiziki ozellikleri: tatlı bir tada sahip renksiz, şuruplu sıvılar, suda yüksek oranda çözünür, organik çözücülerde az çözünür; yüksek kaynama noktalarına sahiptir. Örneğin etilen glikolün kaynama noktası 198°C, yoğunluk = 1,11 g/cm3'tür; gliserinin kaynama noktası = 290°C, yoğunluk = 1,26 g/cm3.
Niteliksel reaksiyon.
*Fenoller, OH grubunun her zaman benzen halkasının at.C'sine bağlı olduğu hidroksil bileşikleridir.
OH gruplarının sayısına göre tüm fenoller bir, iki ve triatomik olarak ayrılır.
Kimyasal özellikler 1.r-i yerine OH-gr hayır
2.r-i yerine geçiyorum. OH-gr cinsinden N
3.P-ve benz'inci halkanın atH'sinin değiştirilmesi.
a) karşılıklı alkaliler ile
b) r-ii ikameleri. Benzen halkasının N'sinde
Fiziki ozellikleri:Çoğu fenol renksiz katılardır. Fenol t°=41°C'de erir. Fenolde suyun varlığı erime noktasını düşürür. Oda sıcaklığında fenol ve su karışımı sıvıdır ve karakteristik bir kokuya sahiptir. 70°C'ye ısıtıldığında tamamen çözünür.Fenol antiseptiktir, sulu çözeltisi dezenfeksiyon için kullanılır ve karbolik asit olarak adlandırılır.
Kalitatif reaksiyon: Sulu çözeltilerde monoat. fenoller demir (III) klorür ile reaksiyona girerek mor renkli kompleks fenolatlar oluşturur; hidrosiyanik asit eklendikten sonra renk kaybolur. 6C 6 H5OH + FeCl3 = H3 + 3HCl
Soru 19. Kalite. polihidrik alkoller ve birincil amino grubu için çözümler
Polyat'a niteliksel tepki. alkoller: Glikollerdeki atH'nin ağır metal iyonlarıyla ikamesi, parlak mavi renkli kompleks içi şelat tipi bileşiklerin oluşumuna yol açar. Glikollerle birlikte taze çökeltilmiş bakır hidroksit şunları verir:
Birincil amino grubuna kalitatif reaksiyon: Alkilasyon - Amino asitler aşırı miktarda alkil halojenürle reaksiyona girdiğinde, amino grubunun kapsamlı alkilasyonu meydana gelir ve iç tuzlar oluşur. 
Soru 20. Karboskil grubuna yapılan eklemeler: addon H, NaHSO 3,HCN,CH 3 MgCl
Soru 21. Aldehitler ve ketonlarda R-ve karbon O2'nin ikamesi: PCl5, NH3, NH2NH2, NH20H ile etkileşim.
Aldehit-karbonil bileşikleri, aldehit içeriği gr.
Ketonlar, moleküllerinde bir karbonil grubunun iki hidrokarbon radikaline bağlı olduğu organik maddelerdir.
Soru 22. Monokarboksilik asitler. İzomerizm, isimlendirme, üretim yöntemleri. Karboksil grubunun yapısı, kimyasal özellikleri.
Monokarboksilik asitler - monobazik karboksilik asitler, bir hidrokarbon radikaliyle (doymuş, doymamış, aromatik) ilişkili bir karboksil grubu içerir.
Elde etme yöntemleri: 1. İlgili aldehitlerin oksidasyonu.
2. Himeniyal trihalokarbonların hidrolizi.
3. Nitrillerin hidrolizi.
Karboksil grubunun yapısı: 
Kimyasal özellikler: 1. R-ii ikamesi. N OH-gr'de. Alkalilerle etkileşim (nötralizasyon çözeltisi).
2. R-ii ikamesi. OH-gr. a) Esterlerin oluşumu:
b) anhidritlerin görüntüsü:
c) asit halojenürlerin görüntüsü:
3. OH-gr kaybı
4.R-th radikal R tarafından
Soru 23. Karboksilik asitlerin asitliği radikalin boyutuna ve karakterine nasıl bağlıdır? Alıcı ikame edicilerin varlığı ve bunların mol içindeki konumu nasıl etkilenir? Cevabınızı gerekçelendirin.
Soru 24. Karboksilik asitlerin fonksiyonel türevleri: tuzlar, esterler, anhidritler ve asit halojenürler, amidler, nitriller. Alma ve St.
Karbon bileşikleri yüksek reaktivite gösterir. Kediler arasında çeşitli şeylerle temasa geçerek çeşitli bağlantılar kurarlar. büyük değer fonksiyonel türevleri var, yani karboksil grubunun bir sonucu olarak elde edilen bileşikler.
1. Tuzların oluşumu. a) metallerle etkileşime girdiğinde: 2RCOOH + Mg ® (RCOO)2Mg + H2
b) metal hidroksitlerle reaksiyonlarda: 2RCOOH + NaOH ® RCOONa + H2O
2. Esterlerin oluşumu R"–COOR": (esterifikasyon kuralları) Düşük karbonhidrat esterleri. kümesi ve en basit monoatomlar. alkoller uçucu ve renksizdir. karakteristik meyve kokusuna sahip sıvı. Karmaşık daha yüksek karbonhidrat esterleri. k-t - renksiz. televizyon şeyler, temp.melt. hem asil ve alkol kalıntılarının karbon zincirlerinin uzunluklarına hem de yapılarına bağlıdır. 
3. Anhidritlerin oluşumu. Asetik anhidrit, keskin bir kokuya sahip, renksiz, şeffaf, hareketli bir sıvıdır. .
Asetik anhidrit genellikle asilasyon reaksiyonlarında kullanılır.
4. Asit halojenürlerin oluşumu. Asit halojenürler oldukça reaktif maddelerdir ve bir asil grubunu (asilasyon reaksiyonu) tanıtmak için organik sentezde yaygın olarak kullanılır. 
5. Amitlerin oluşumu. Formik amid bir sıvıdır, diğer tüm bileşiklerin amidleri beyaz kristalli maddelerdir. Düşük amidler suda oldukça çözünür. Amitlerin sulu çözeltileri turnusola nötr bir çözelti verir .
Amitlerin en önemli özelliği asit ve alkalilerin varlığında hidrolize olabilmeleridir. 
6. Nitrillerin oluşumu(amidlerin dehidrasyonu)
25. Dikarbonik asitler- organ Moleküllerinde iki karboksil grubu içeren bileşikler. Formül:HOOC-R-COOH. Elde etme yöntemleri. Etilen glikolün oksidasyonu oksalik asit HO-CH2CH2-OH'yi üretir
Dinitrillerin hidrolizi:N=C-CH2CH2-C=NNH2OC-CH2CH2-CONH2HOOC-CH2CH2-COOH
Konsantre nitrojen asidi kullanılarak siklik ketonların oksidasyonu
Kimyasal özelliklerHOOC – R- COOH + CH3 OHHOOC – R-C-O-CH3 + H2O
HOOC-R-C-OCH3 + CH3OH CH3 –O-C-R-C-O-CH3
CO2 salınımı ve monokarbonik asitlerin oluşumu ile oksalik ve malonik asitlerin ısıtılması
HOOC-COOH HCOOK + CO 2 HOOC-CH 2 -COOH CH 3 - COOH +CO 2
Malonik asit ve bunun dietil eteri.
Tereftalik asit katı, kristalimsi, yüksek erime noktalı, beyaz bir maddedir; n-ksilenin oksidasyonu ile elde edilir
Doymamış bileşikler bir veya daha fazla çoklu bağ içerir. Karboksil grubunun bilinen tüm özellikleri ve bileşiklerin doğasında bulunan tüm özellikleri ile karakterize edilirler. Etilen serisi. Akrilik bileşik - Homol serisinin 1. üyesi bir öncü değildir, akroleinin oksidasyonu ile elde edilir
Etilen oksit ve hidrosiyanik asitten endüstride
Karşılıklı etki P– bağlantılar ve A - Radikal organın konumu ve P- karboksil grubunun C=O bağı birincinin polarizasyonuna yol açar, bu da halojenlenmiş hidrokarbonların Markovnikov kuralına göre yönlendirilmesine neden olur:
Akrilonitril, büyük ölçekli kimyasal sentezin bir ürünüdür; Hidroksinitrilin dehidrasyonu veya 80°C'de asetilene hidrosiyanik asitin katalitik eklenmesiyle öğretir
Fumarik ve maleik asitler, malik asidin dehidrasyonuyla elde edilen izomerik bileşiklerdir.
Uzun zincirli yüksek yağ asitleri de geometrik izomerler oluşturur. Örneğin, katalitik miktarlarda NO2 varlığında yavaş ısıtma işleminde sıvı ve yağlı bir oleik asit, normal koşullar altında zaten katı olan bir trans izomerin görüntüsüne izomerleşir - yapının bir elaidin asidi:
26. Organ kimyasında grupların en önemli fonksiyonları. Alkoller, molekülde bir veya daha fazla hidroksil grubu - OH ve doymuş karbon atomları içeren hidrokarbonların türevleridir.Oksijen içeren organ bileşikleri. Yapılarına göre doymuş (alkanoller) CH3OH metanol, aromatik - fenilmetanol, doymamış: alkenoller CH2 = CH-CH2OH propen-2-ol-1, alkinoller HC C-CH2OH Propin-2-ol olarak ikiye ayrılırlar. Monohidrik birincil alkoller için -1 kalite r-I - bakır oksit (kalsine bakır tel). Bu durumda alkoller aldehitlere oksitlenir ve tel üzerinde indirgenmiş bir bakır tabakası oluşur.
CH3 - CH2 - OH + CuO =CH3 - COH + Cu + H2O çok atomlu için
Alkollere verilen en basit kalitatif reaksiyon, alkolün bakır oksitle oksidasyonudur. Bunu yapmak için alkol buharı sıcak bakır oksit üzerinden geçirilir. Daha sonra ortaya çıkan aldehit fuksinöz asit ile yakalanır, çözelti mora döner:
CH3 -CH2 -OH + CuO -t-> CH3 -CHO + Cu + H2O Alkoller Lucas testiyle tanımlanır - kons. hidroklorik asit ve çinko klorür çözeltisi. Böyle bir çözeltiye ikincil veya üçüncül bir alkol aktarıldığında, karşılık gelen alkil klorürün yağlı bir çökeltisi oluşur:
CH3 -CHOH-CH3 + HCl -ZnCl2 -> CH3 -CHCl-CH3 ↓ + H2O
Birincil alkoller reaksiyona girmez.İyi bilinen bir diğer yöntem ise iyodoform testidir:
CH3-CH2-OH + 4I2 + 6NaOH --> CHI3 ↓ + 5NaI + HCOONa + 5H20 Polihidrik alkollere kalitatif reaksiyonlar.
Polihidrik alkollere karşı en iyi bilinen kalitatif reaksiyon, bunların bakır (II) hidroksit ile etkileşimidir. Hidroksit çözünür ve koyu mavi bir şelat kompleksi oluşur. Aldehitlerden farklı olarak polihidrik alkollerin bakır (II) hidroksit ile ısıtmadan reaksiyona girdiğini lütfen unutmayın. Örneğin gliserin eklendiğinde bakır (II) gliserat oluşur: 
Karbonil bileşikleri (okso bileşikleri) - bunlar molekülde C=O karbonil grubunu içeren hidrokarbon türevleridir
Okso içeren bileşikler aldehitler ve ketonlara ayrılır. Aldehitler, molekülleri C=O hidrokarbon radikaliyle ilişkili bir aldehit grubu içeren organ bileşikleridir. Gümüş oksitten oluşan bir amonyak çözeltisi (1) ve alkalin bakır sülfat çözeltisinden (2) oluşan Ps, kalitatif çözümlerdir.
CH3-CHO + 2OH -t->CH3-COOH + 2Ag↓ + 4NH3 + H2O gümüş ayna reaksiyonu
Reaksiyon sırasında metanoik asit, karbon dioksit ve suya ayrışan karbonik asite oksitlenir:
HCOOH + 2OH -t-> CO2 + 2H2O + 4NH3 + 2Ag↓
Gümüş ayna reaksiyonuna ek olarak bakır (II) hidroksit Cu(OH) 2 ile de reaksiyon vardır. Bunu yapmak için, taze hazırlanmış bakır (II) hidroksite aldehit ekleyin ve karışımı ısıtın:
CuSO 4 + 2NaOH --> Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 ↓
CH3 -CHO + 2Cu(OH)2 -t-> CH3 -COOH + Cu2O↓ + 2H2O
Bakır oksit (I) Cu20 düşüyor - kırmızı bir çökelti Aldehitleri belirlemenin başka bir yöntemi, önceki makaleden Nessler reaktifi olarak bildiğimiz alkalin bir potasyum tetraiodomerkürat (II) çözeltisi ile reaksiyondur:
CH3 -CHO + K2 + 3KOH --> CH3 -COOK + Hg↓ + 4KI + 2H2 Karboksilik asitler- bunlar COOH karboksil grubunu içeren hidrokarbonların türevleridir. Formül: Hidrokarbon radikalinin yapısına bağlı olarak, karbonlu bileşikler doymuş R = alkil, doymamış - doymamış hidrokarbonların türevleri, aromatik olarak ayrılır. Azot içeren organik bileşikler. Aminler, molekülünde bir, iki veya üç hidrojen atomunun hidrokarbon radikalleri ile değiştirildiği amonyak (NH3) türevleridir. Amino asitler, amino grupları (-NH2) ve karboksi grupları içeren hidrokarbonların türevleridir. Aminlere kalitatif reaksiyonlar.
Aminlere (anilin hariç) niteliksel bir reaksiyon yoktur. Turnusol kağıdını maviye çevirerek aminin varlığını kanıtlayabilirsiniz. Aminler tanımlanamıyorsa, nitröz asit HNO2 ile reaksiyona girerek birincil amini ikincil aminden ayırmak mümkündür. Önce onu hazırlamanız ve ardından amini eklemeniz gerekir:
NaNO 2 + HCl -->NaCl + HNO 2 Birincil nitrojen verir N 2:CH3 -NH2 + HNO 2 -->CH3 -OH + N 2 + H 2 O İkincil - alkilnitrozoaminler - keskin kokulu maddeler (için) örnek, dimetilnitrosoamin):
CH3 -NH-CH3 + HNO2 --> CH3-N(NO)-CH3 + H20 Tersiyer aminler, yumuşak koşullar altında HNO2 ile reaksiyona girmez.Anilin, bromlu su eklendiğinde bir çökelti oluşturur:
C 6 H 5 NH 2 + 3Br 2 --> C6H 2 NH 2 (Br) 3 ↓ + 3HBr
Hidroksi asitler
Hidroksi asitler Organik karboksilik asitlere denir
gruplar. Karboksil gruplarının sayısı hidroksi asidin bazlığını belirler. İle
karboksil gruplarına dahil olanlar da dahil olmak üzere hidroksillerin sayısı,
Hidroksi asitlerin atomikliğini belirler.
En basit hidroksi asitlere genellikle doğal asitler denir.
kaynak.
Örneğin:
Laktik asit, monobazik, diatomik bir asittir;
Scheele bunu ekşi sütte keşfetti ve adını da buradan aldı.
HOOC-CH2-CH COOH
AH-elma, dibazik, tribazik
(elmalarda bulunur).
HOOC-CH-CH COOH
HO OH-tartarik asit, dibazik, tetrahidrik
(“tartar”dan izole edilmiştir – üretim sırasında elde edilen bir atık ürün)
ve üzüm şaraplarının yıllandırılması).
HOOC-CH2-C CH2COOH
Sitrik asit, tribazik,
tetraatomik, limon yapraklarından izole edildi.
Hidroksi asitler sıklıkla hidroksi türevleri olarak adlandırılır.
karşılık gelen karboksilik asitler. Pozisyona bağlı olarak
Karboksil gruplarına göre hidroksi grupları α-, β-, γ- vb. olarak ayırt edilir.
hidroksi asitler (hidroksi – IUPAC'a göre).
Elde etme yöntemleri
1. Halojenle ikame edilmiş asitlerin hidrolizi.
Bu, a-hidroksi asitlerin mevcudiyeti nedeniyle α-hidroksi asitleri sentezlemenin uygun bir yoludur.
halojenlenmiş asitler.
2. Aldehitlerin, ketonların hazırlanması(siyanohidrin sentezi, α- hazırlanması
hidroksi asitler).
3. Oksoasitlerin azaltılması.
4. İzamino asitler.
5. Doymamış asitlerden.
6. Oksialdehitlerin (aldoller) ve glikollerin oksidasyonu.
Örneğin amonyak çözeltisindeki gümüş oksit ile hidroksi asitler elde edilir.
karşılık gelen grupların konumuna bağlı olarak farklı yapılara sahip
orijinal bağlantıda:
7. α-'de bulunan üçüncül karbon atomlu asitlerin oksidasyonu
karboksil pozisyonu.
8. Hidrolislaktonlar.
sikloheksanon-kaprolakton 6-hidroksiheksanoik asit
Hidroksi asitlerin çoğu spesifik yöntemlerle elde edilir veya
bitkisel ve hayvansal ürünlerden elde edilir.
Organik dönüşümlerin en yaygın ve önemli mekanizmalarından biri, doymuş bir karbon atomundaki nükleofilik ikamedir. Bu işlemin bir sonucu olarak, $C_sp3-Z$ bağlarını içeren $RZ$ organik substratlarda $Z$ bırakılan gruplar, nükleofilik reaktifler $Nu$ ile değiştirilir: öyle ki, reaksiyon ürünleri $RNu$ içindeki yalnız nükleofil çiftleri oluşur. $\sigma$-bonds $C-Nu$ elektronik çiftleri haline gelir ve $s$-bonds $C-Z$ elektron çiftleri ayrılan grupların yalnız çiftleri haline gelir:
Ayrılan $Z$ gruplarına genellikle nükleofüjler (“nükleofiller kadar hareketli”) adı verilir. İyi bir ayrılan grubun nükleofugalitesi yüksek, kötü ayrılan bir grubun nükleofugalitesi düşüktür. Yüksek nükleofujiye sahip gruplar arasında $Z^-=CF_3SO_3^-$ anyonları şeklinde ayrılan triflat (OTf) grubunun yanı sıra florosülfonat $FSO_3^-$, para-toluensülfonat veya tosilat (OTs-), vb. bulunur. Düşük nükleofujiye sahip gruplar arasında asetat grubu, karboksilat iyonları $(RCOO^-)$ ve $F^-$ bulunur.
Nükleofilik ikame reaksiyonları, substratların veya nükleofillerin yükündeki değişime ve ikame mekanizmalarının tipine göre sınıflandırılır.
Nükleofilik ikame reaksiyonlarının yük özelliklerine göre sınıflandırılması
Yük özelliklerine göre bu tür reaksiyonlar dört gruba ayrılır.
Katyonik substratlar - nötr nükleofiller
$Nu: + RZ^+ \to Nu^+-R + Z:^-$
Örneğin:
Katyonik substratlar - anyonik nükleofiller
$Nu:^- + RZ^+ \to NuR + Z:$
Örneğin:
Nötr substratların nötr nükleofillerle etkileşimi
$Nu: + RZ \to Nu^+-R + Z^-$
Örneğin:
Nötr substratların anyonik nükleofillerle etkileşimleri
$Nu:^- + RZ \to NuR + Z:^-$
Örneğin:
Bazı halojenlerin diğerleriyle değiştirilmesi
İzotopik ve grup değişimleri
Not 1
Verilen reaksiyon listesinden, çeşitli nükleofilik ikame reaksiyonları kullanılarak hemen hemen her sınıf alifatik bileşiğin sentezinin gerçekleştirilmesinin mümkün olduğu anlaşılmaktadır.
Nükleofilik ikame reaksiyonlarının reaksiyon mekanizması türüne göre sınıflandırılması
Nükleofilik ikame reaksiyonlarının mekanizmalarının türüne bağlı olarak, bunlar $S_N2$ olarak gösterilen bimoleküler olanlara bölünebilir. Ayrıca $S_N1$ olarak adlandırılan monomoleküler olanlar da var.
Ek olarak organik reaksiyonlar üç kategoriye ayrılabilir:
- izomerizasyon ve yeniden düzenleme,
- ayrışma ve rekombinasyon,
- ikameler.
Bu sınıflandırmada, SN2 mekanizması yoluyla ilerleyen reaksiyonlar üçüncü kategoriye, SN1 mekanizması yoluyla ilerleyen reaksiyonlar ise ikinci kategoriye aittir:
Nükleofilik Yer Değiştirmenin Önemi
Nükleofilik ikame mekanizmalarının incelenmesi, organik kimyadaki reaksiyonlarla ilgili fikirlerin geliştirilmesinde olağanüstü bir role sahiptir ve aynı zamanda bunlar, en kapsamlı şekilde çalışılan dönüşüm türlerini temsil eder. Nükleofilik alifatik ikame mekanizmalarına ilişkin araştırmalar, 1930'ların ortalarında iki seçkin bilim adamı K. K. Ingold ve E. D. Hughes tarafından başladı. Organik kimyanın altın fonunu oluşturan parlak temel çalışmalara sahipler. Daha sonra Ingold ve Hughes'un çalışmaları önemli ölçüde değiştirildi ve teorileri bir takım değişikliklere uğradı. Ancak bu bilim adamlarının ikame mekanizmalarını $S_N2-$ ve $S_N1-$ türlerine göre sınıflandırma önerisi hala geçerli ve adil olmaya devam ediyor.
