2. Органические реакции классифицируют по направлению и
механизму:
1. Реакции присоединения (А) – идут по кратным связям и могут
протекать по трем механизмам:
а) электрофильное присоединение (АЕ),
б) нуклеофильное присоединение (АN):
в) радикальное присоединение (АR):
2. Реакции замещения (S):
а) нуклеофильное замещение (SN):
б) электрофильное замещение (SЕ):
в) радикальное замещение (SR):
3. Элиминирование или отщепление (Е):
3. Реакции, притекающие по радикальному
механизму
Условия необходимые для образования радикалов:
•высокие температуры;
•УФ облучение;
•наличие следов перекисей.
H
Cl
H3C
H3C
H
H
C : H
Cl : Cl
Cl : Cl
H3C
Cl2
CH3Cl
CH3-CH3
2 Cl
CH3Cl
H3C+ Cl + H : Cl
+ + Cl
+ Cl
+ Cl
+ CH3
Механизм радикального замещения на примере реакции
хлорирования метана (SR)
6. Реакции, притекающие по электрофильному
механизму
Реакции электрофильного присоединения (АЕ) характерны для
алкенов, алкинов, алкадиенов.
Эти реакции, как правило, протекают при обычной температуре
в полярном растворителе.
К данным реакциям относятся реакции
галогенирования, гидратации, гидрогалогенирования.
CH2 CH2 Br Br CH2 CH2
Br
Br
CH2
Br
CH2
Br
Br
CH2
Br
CH2+
+
- Br
= =
Реакция бромирования алкенов
7. Реакция гидратации алкенов
CH3
OH
CH2 CH3
CH3 H
O H
H+CH2
+
= HCH
CH2
CH3 CH CH3
CH2CH3
CH3 CH CH3
HOH
Реакция галогенирование алкадиенов
При отрицательных температурах преимущественно образуется продукт
1,2-присоединения, а при незначительном нагревании (400С)
преимущественно продукт 1,4-присоединения:
CH CH
CCl4
CH
Br
CH
CH
CH
Br
CH2
CH2 CH2
CH2
Br
+ Br2
1,2-
1,4-
Br
CH2 CH2
1 2 3 4
9. Реакции электрофильного присоединения(SЕ) характерны для
ароматических соединений. По механизму электрофильного замещения
протекают реакции: галогенирования, сульфирования, нитрования,
алкилирования, ацилирования.
Для проведения этих реакций используют протонные кислоты или кислоты
Льюиса, которые участвуют в образовании электрофильных частиц.
Механизм реакции нитрования
H
NO2
NO2
H
NO2
H
NO2
H
NO2
H
NO2
+
+ H
10. Реакции, притекающие по нуклеофильному механизму
Реакции нуклеофильного присоединения (АN) характерны
для карбонилсодержащих органических соединений.
К этим реакциям относятся реакции с: синильной кислотой,
гидросульфитом натрия, аммиаком и его производными, спиртами.
Механизм реакции нуклеофильного присоединения
R C=O
R
R
R
C O R
R
C OH+ : Nu-
Nu
+ H+
Nu
Реакция с цианистоводородной (синильной) кислотой
HCN + OH -
CN -
+ H2O
O
CH3-CH2-C-H CH3-CH2-C-H
OH
CN
+ HCN
: OH -
11. Взаимодействие ацетилена с этиловым спиртом
HC
KOH
H2C=CH-O-C2H5
t
CH + H-OC2H5
HC CH HC=CH-O-C2H5+
-
OC2H5
C2H5O H HC=CH-O-C2H5
OC2H5
H2C=CH-O-C2H5+
-
12. Реакции нуклеофильного замещения (SN)
Реакции нуклеофильного замещения протекают при атоме
углерода в sp3 и sp2-гибридизации и могут катализироваться
как основаниями, так и кислотами. Реакции SN встречаются у
самых разных классов органических соединений.
Гидролиз галогеналканов
Механизм SN1
CH3-C-OH
CH3
CH3
CH3-C-Cl
CH3
CH3
+ NaCl+ NaOH
CH3-C-Cl
CH3
CH3
CH3-C
CH3
CH3
+ Cl
CH3-C-OH
CH3
CH3
CH3
CH3-C
CH3
+ : OH
+ HOH
- H +
13. Механизм SN2
CH3-CH2-OH + NaCl+ NaOHCH3 -CH2-Cl
HO : HO :
H
C
CH3
H
Na HO-CH2
CH3
: Cl+ CH3 -CH2-Cl
+ NaCl
14. Реакция спиртов с галогеноводородами (SN2)
CH3 CH2 CH2 O H
HBr
CH3 CH2 CH2 Br
CH3 CH2
H
O H
Br
Br
H
C
CH2
CH3
H
O
H
H
- HOH
+
......
+
- Br
.......
0
Реакция карбоновых кислот со спиртами
CH2
O
C
O
OH
HOH+
CH3
+OHCH2
+
CH3 C
O
CH3
H
CH3
16. Взаимодействие алканолов с минеральными кислотами
CH3-CH2-OSO3HCH3-CH2-OH + HOSO3H + H2O
CH3 CH2 O H
H O
S
O
CH3 CH2 O H
H
O
O
S
O
H
H O OSO3H
O
OH O
O
S
CH3 CH2
O
O
- HOH
+
+
-
17. Межмолекулярная дегидратация спиртов
CH3-CH2-CH2-OH HO-CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CH2-O -CH2-CH2-CH3 + H2O+
H2SO4, 1400
C
CH3 CH2 CH2 O
CH3
H
CH2
H
H
CH2
H
O
O
H
O
O
C
H
S
S
O
O
H
O
O
O
S
OSO3H
O
O
H
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
H+
CH3 OCH2CH2 CH3CH2 CH2
H
OSO3H
CH3 CH2CH2
H
OO
CH3
O
CH2
CH3 CH2CH2
O
H
O
H
CH2
H
O
O
CH2
S
CH3
O
O
- HOH
+
+
-
+
-
-
t
..... .....
18. Замещение в арилгалогенидах
Замещение в арилгалогенидах с неактивированным атомом галогена
протекает по кине-механизму (отщепления-присоединения):
Cl
+ KNH2
- KCl, NH3
+ :NH3
N
H
H H NH2
19. O
Cl
N
O
NO2
Nu-
Введение в молекулу арилгалогенида электроноакцепторных групп
(например, нитрогрупп) приводит к тому, что замещение хлора происходит
по механизму нуклеофильного замещения (SN2ар):
21. механизм SRN1 для ароматических соединений с участием свободных
радикалов (замещение радикально-нуклеофильное, мономолекулярное)
ArX + e ArX
ArX Ar + X
Ar + Nu ArNu
ArNu + ArX ArNu + ArX
Ar• + растворитель → ArH
22. Реакции элиминирования или отщепления (Е)
Реакции элиминирования протекают при повышенных температурах.
Пример: 1.Дегидрогалогенирование моногалогенопроизводных:
Реакция элиминирования (отщепления) протекает
при действии на галогенопроизводные спиртовых растворов щелочей.
Мономолекулярное элиминирование (Е1)
CH3
H
CH3 C
H
O
H
O
C
+
Hal
- :Hal-
CH3
H
CH3 C
H
H
C
CH3
H
CH3 C
H
H
C .....
H
H
CH3
HCH3 C
H
H
C
23. Бимолекулярное элиминирование (Е2)
H C
H
C
H
O H C
H
C
H
K
H HH
KOH
HH
C
H
H
C
H
H
+Hal Hal.......... .....
- KHal, - HOH
2. Внутримолекулярная дегидратация спиртов
при 1400С преобладает реакция нуклеофильного замещения (образуются простые эфиры),
а при 1800С и выше, реакция отщепления серной кислоты с получением алкена:
H O O H O
S
O 1800
C
O
CH3 O
H O
HCH2
S OOCH3 CH2
CH2 CH2
- HOH+ - H2SO4
