- Классификация органических реакций
Каждая органическая реакция приводит к образованию соответствующих продуктов, т.е. характеризуется определенным направлением. С другой стороны, образование продуктов реакции протекает обычно через специфические для данной реакции промежуточные стадии. Поэтому органические реакции классифицируют по направлению (1), механизму (2) и молекулярности (3).
- По направлению и конечному результату ( по суммарному изменению происходящему в исходных молекулах) различают следующие реакции:
Реакции присоединения:
Условия осуществления гомологических реакций включает газовую фазу или неполярный растворитель, высокие температуры или воздействие светом (излучение) высокой энергии.
Гетеролитические (ионные, полярные) реакции сопровождаются гетеролитическим разрывом связи. В отличие от гомолитических такие реакции протекают в полярной среде при умеренных температурах и нередко требуют присутствия катализатора.
Гетеролитические реакции по характеру реагента подразделяются на два типа:
Нуклеофильные реакции, в которых образование новой связи осуществляется за счет электронов регента (нуклеофила):
поскольку в ней электроотрицательный атом имеет лишь секстет электронов. Поэтому атака в положении 4 (или в положении 2) осуществляется особенно медленно и замещение происходит преимущественно в положении 3.
Различия между реакциями замещения в пиридине и пирроле. В случае пиррола структура в которой атом азота несет положительный заряд, особенно устойчива, поскольку каждый атом в ней имеет октет электронов; атом азота приобретает положительный заряд вследствие обобществления четырех пар электронов. В случае пиридина наиболее неустойчива структура, в которой атом азота несет положительный заряд (III), поскольку атом азота в этой структуре имеет лишь секстет электронов; атом азота легко обобществляет свои электроны, но будучи электроотрицательным, он не склонен отдавать свои электроны.
2. ))Нуклеофильное замещение в пиридине.
В реакциях нуклеофильного замещения, как и в реакциях электрофильного присоединения, кольцо пиридина ведет себя аналогично бензольному кольцу, содержащему сильную электроноакцепторную группу. Нуклеофильное замещение протекает легко, особенно в положение 2 и 4, например:
включает две стадии; скорость первой стадии — образование заряженной частицы — определяет скорость суммарной реакции. В электрофильном замещении интермедиат заряжен положительно; в нуклеофильном замещении интермедиат заряжен отрицательно. Способность кольца размещать заряд определяет стабильность промежуточного соединения и переходного состояния, приводящего к его образованию, и, следовательно, определяет скорость реакции.
Нуклеофильная атака в положение 4 приводит к карбаниону, представляющему собой гибрид структур I, II и III
Атака в положение 3 дает карбанион, представляющий собой гибрид структур IV, V и VI
(Атака в положение 2 напоминает атаку в положение 4.)
Все эти структуры гораздо более устойчивы, чем соответствующие структуры, образующиеся при атаке производных бензола, что связано с электроно-акцепторным влиянием атома азота. Структура III особенно устойчива, поскольку в ней отрицательный заряд локализован на атоме, который более всего склонен его принимать, — на электроотрицательном атоме азота. Поэтому понятно, что нуклеофильное замещение протекает быстрее для пиридинового кольца по сравнению с бензольным и быстрее в положения 2 и 4, чем в положение 3.
Одна и та же причина — электроотрицательность атома азота — обусловливает малую реакционную способность пиридина в реакциях электрофильного замещения и его высокую активность в реакциях нуклеофильного замещения.
- Образец нитробензола массой 85 г, содержащий 7% примесей, восстановили до анилина; выход реакции равен 85%. Вычислите массу образовавшегося анилина.
