Реферат Курсовая Конспект
Индуктивный эффект. Классификация органических реакций - раздел Философия, Модуль I ...
|
СН2 = СН – Сl
Здесь происходит сопряжение p-электронов с р-электронами. Этот вид сопряжения наз-ся р, p-сопряжением.
Закрытая система имеется в ароматических УВ.
С6Н6
|
Индуктивный эффект
Это передача электронного влияния по цепи s-связи. Известно, что связь между атомами с различной электроотрицательностью (ЭО) поляризована, т.е. смещена к более ЭО атому. Это приводит к появлению на атомах эффективных (реальных) зарядов (d). Такое электронное смещение наз-ся индуктивным и обозначается буквой I и стрелкой ®.
, X = Наl -, НО -, НS -, NН2 - и др.
Индуктивный эффект может быть положительным или отрицательным. Если заместитель Х притягивает электроны химической связи сильнее, чем атом Н, то он проявляет – I. I(Н) = О. В нашем примере Х проявляет – I.
Если заместитель Х притягивает электроны связи слабее, чем атом Н, то он проявляет +I. Все алкилы (R = СН3 -, С2Н5 - и т.д.), Меn+ проявляют +I.
Классификация органических реакций
Химические реакции – это процессы, сопровождающиеся изменением распределения электронов внешних оболочек атомов реагирующих веществ. В ходе реакции в молекулах реагирующих веществ разрываются одни химические связи и образуются другие. Реакция идет в сторону образования стабильных частиц, т.е. обладающих меньшей внутренней энергией.
Классифицировать реакции можно по различным признакам.
А. По типу разрыва химических связей в реагирующих частицах (субстрат и реагент). Субстрат – это реагирующее вещество, реагент – действующее вещество. Но это разделение условное.
Различают три типа реагентов:
1) радикалы (R) – это нейтральные атомы или частицы с неспаренным электроном (Н×, С1×, ×ОН, ×СН3 и др.);
2) нуклеофилы (Nu – «любящие ядра») – это частица, имеющая электронную пару на внешнем электронном уровне атома (Н–, НО–, Наl–, Н2О:, :NН3, СН2=СН2, С6Н6 и др.);
3) элекрофилы (Е – «любящие электроны») – это частицы, имеющие недостаток электронов – незаполненный валентный электронный уровень (катионы Н+, NО2+, молекулы А1С13, SО3 и др.).
В реакциях нуклеофил атакует в субстрате реакционный центр с недостатком электронов, электрофил атакует реакционный центр с избытком электронов. Соответственно этому различают:
I. Радикальные реакции
Н3С : Н + С1 : С1 СН3С1 + НС1
Субстрат(S) Реагент
II. Электрофильные реакции
Nu (S) Е (реагент)
III. Нуклеофильные реакции
: С1- + Nа+ : ОН- ® СН3ОН + NаС1
Б. По количеству и характеру исходных и конечных продуктов различают типы реакций:
1. Реакции замещения (S)
СН3С1 + NаОН ® СН3ОН + NаС1
Е Nu
Они подобны реакциям обмена в неорганической химии.
2. Реакции присоединения (А)
СН2 = СН2 + Br2 ® СН2Br - СН2Br
3. Реакции отщепления (элиминирования) – это отщепление двух атомов или групп атомов от соседних атомов углерода с образованием между ними
p-связи.
СН2 = СН2 + НОН
4. Реакции перегруппировки
(Правило А. Эльтекова)
С учетом характера реагентов реакции замещения и присоединения могут быть нуклеофильными, электрофильными и радикальными и обозначаются следующим образом:
1) Реакции нуклеофильного замещения (SN)
– С1- + Nа+ – ОН- ® СН3ОН + NаС1
E Nu
2) Реакции электрофильного замещения (SЕ)
3) Реакции радикального замещения (SR)
Н3С : Н + С1 : С1 СН3С1 + НС1
4) Реакции электрофильного присоединения (АЕ)
Н2С = СН2 + Н+С1– ® СН3 – СН2С1
5) Реакции нуклеофильного присоединения (АN)
Вопросы для самоконтроля:
1. Что такое сопряженные системы?
2. Виды сопряжения.
3. Докажите, что анилин является сопряженной системой.
4. Что такое ароматичность?
5. Условия ароматичности.
6. Что такое индуктивный эффект?
7. Что такое мезомерный эффект?
8. Какие эффекты проявляет группа NH2 в анилине?
9.Что такое электронодонорные заместители (ЭД)?
10. Что такое электроноакцепторные заместители (ЭА)?
11. Что такое ориентанты первого рода?
12. Что такое ориентанты второго рода?
13. Классификация органических реакций.
14. Три типа реагентов.
15. Радикальные реакции.
16. Электрофильные реакции.
17. Нуклеофильные реакции.
18. Реакции замещения.
19. Реакции присоединения.
20. Реакции отщепления (элиминирования).
21. Реакции перегруппировки.
22. Реакции нуклеофильного замещения (SN).
23. Реакции электрофильного замещения (SЕ).
24. Реакции радикального замещения (SR).
25. Реакции электрофильного присоединения (АЕ).
26. Реакции нуклеофильного присоединения (АN).
Тесты для самостоятельной работы студентов
Вариант 1
1.Укажите соединения, в которых ОН-группа является электронодонорным заместителем:
2.Укажите электронный эффект: а) + М, б) – М, в) + I, г) – I ; СООН-группы в соединениях:
3.Укажите соединения, в которых имеется π,π-сопряженная система:
4.Укажите соединение, которое не является ароматическим:
5.Укажите соединение, которое не является сопряженным:
Вариант 2
1.Укажите соединения, в которых ОН-группа является электронодонорным заместителем:
2.Укажите соединения, в которых NH2-группа является электроноакцепторным заместителем:
3.Укажите электронный эффект: а) + М, б) – М, в) + I, г) – I ; ОН-группы в соединениях:
4.Укажите соединения, в которых имеется π,р-сопряжение:
5.Укажите соединение, в котором нет сопряжения:
Вариант 3
1.Укажите соединения, в которых ОН-группа является электронодонорным заместителем:
2.Укажите соединения, в которых NH2-группа является электроноакцепторным заместителем:
3.Укажите электронный эффект: а) + М, б) – М, в) + I, г) – I ; NH2-группы в соединениях:
4.Укажите соединения, в которых имеется π,π-сопряжение:
5.Укажите соединение, которое не является ароматическим:
Вариант 4
1.Укажите соединения, в которых NH2-группа является электронодонорным заместителем:
2.Укажите электронный эффект: а) + М, б) – М, в) + I, г) – I ; СООН-группы в соединениях:
3.Укажите соединения, в которых имеется π,р-сопряжение:
4.Укажите соединение, в котором нет сопряжения:
5.Укажите соединение, которое не является ароматическим:
Вариант 5
1.Укажите соединения, в которых ОН-группа является электроноакцепторным заместителем:
2.Укажите соединения, в которых NH2-группа является электронодонорным заместителем:
3.Укажите электронный эффект: а) + М, б) – М, в) + I, г) – I ; ОН-группы в соединениях:
4.Укажите соединения, в которых нет сопряжения:
5.Укажите соединение, которое не является ароматическим:
Ответы к тестам “ Взаимное влияние атомов в молекуле.”
вариант вопрос | |||||
в | б | г | в | б | |
б,г | б | б | б,г | г | |
б | г | а,г | б | а,г | |
в | в | в | б | а | |
б | б | а | г | в |
Литература:
Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия, стр. 100 - 116
Вопросы для самоконтроля
1. Теория Бренстеда - Лоури. Сопряженные кислоты и основания.
2. Кислотные свойства органических соединений с водородосодержащими функциональными группами (спирты, фенолы, тиолы, карбоновые кислоты, амины).
3. Основные свойства органических соединений.
4. Факторы, влияющие на реакционную способность кислот и оснований.
Упражнения
1. Объясните, какое из соединений проявляет более сильные кислотные свойства и почему?
а) CH3 -SH, б) CH3-NH2, в) CH3-OH.
2. Какая кислота является более сильной и почему?
а) СH3COOH, б) Сl-CH2COOH, в) Cl2- CH – COOH.
3. Объясните, почему анилин проявляет более слабые основные свойства, по сравнению с этиламином.
4. Напишите реакцию, которая доказывает более сильные кислотные свойства фенола по сравнению со спиртами.
5. В качестве антидота при отравлении солями мышьяка был предложен 2,3-димеркаптопропанол. Объясните, чем определяется его большая кислотность в сравнении с пропантриолом.
Тесты для самостоятельной работы студентов
Вариант 1
1. В реакцию с NaOH будет вступать:
2. Наиболее сильным основанием будет:
а) аминобензол; б) 1-амино-2-метилбензол;
в) 1-амино-2-нитробензол; г) 1-амино-2-гидроксибензол.
3. Кислотность пропантиола больше пропанола, т.к.:
а) электроотрицательность у кислорода больше чем у серы;
б) поляризуемость серы больше;
в) больше молекулярная масса;
г) лучшая растворимость
4. Согласно теории Бренстеда, кислотными свойствами обладают молекулы или ионы, способные:
а) отдавать протон; б) отдавать электрон;
в) принимать протон; г) принимать электрон.
5. Более основной характер диметиламина по сравнению с анилином доказывает реакция с:
а) HNO2; б) CH3Cl; в) HCl; г) H2О
Вариант 2
1. Согласно теории Бренстеда, основными свойствами обладают молекулы или ионы, способные:
а) отдавать протон; б) отдавать электрон;
в) принимать протон; г) принимать электрон.
2. Более сильной кислотой является:
а) пропанол-1; б) пропандиол-1,2;
в) пропиламин; г) пропантиол-1
3. Более сильные кислотные свойства этантиола по сравнению с этанолом можно доказать реакцией с:
а) СН3–СН2–Cl; б) HgCl2; в) NaOH; г) Na.
4. Наиболее сильными основными свойствами обладает соединение:
5. Отрицательный мезомерный эффект усиливает кислотные свойства в соединении:
Вариант 3
1. Наиболее слабым основанием является соединение:
а) С2Н5–NH2; б) (С2Н5)2–NH;
в) С6Н5–NH2; г) NO2–C6H4–NH2.
2. С NaOH с образованием солей будет реагировать соединение:
а) пропанол-1; б) 2-метилпропанол-2;
в) оксибензол; г) этиламин.
3. Этантиол является более сильной кислотой чем этиламин, т.к.:
а) атом серы легче поляризуется; б) азот более электроотрицателен;
в) радикал проявляет +J; г) SH-группа проявляет –J.
4. Этанол и нарколан (2,2,2-трибромэтанол) применяются в качестве нарколитических средств. Большая кислотность нарколана объясняется:
а) отсутствием сопряжения; б) ЭА характером брома;
в) +J эффектом радкала; г) – J эффектом ОН-группы.
5. Наиболее сильные кислотные свойства фенола по сравнению со спиртами можно доказать реакцией:
а) С6Н5–ОН + Na →; б) С6Н5–ОН + НNО3 →;
в) С6Н5–ОН + FeCl3 →; г) С6Н5–ОН + NaOH →;
Вариант 4
1. Наиболее слабой кислотой является:
а) уксусная кислота; б) пропандиовая кислота;
в) пропионовая кислота; г) щавелевая кислота;
2. Большая основность 1-амино-2-метилбензола по сравнению с анилином объясняется:
а) – J эффектом NH2-группы; б) +М эффектом NH2-группы;
в) ЭД характером группы СН3; г) ЭА характером NH2-группы;
3. Большие кислотные свойства глицерина по сравнению с пропанолом проявляются в реакции с:
а) HCl; б) Cu(OH)2; в) CuO; г) CH3–OH;
4. С Na2CO3 как более сильная кислота будет взаимодействовать соединение:
5. Соединение, способное образовывать соли с HgO:
а) фенол; б) 1,2-диоксибензол;
в) пропантиол-2; г) пропандиол-1,2;
Вариант 5
1. Основность соединений зависит от:
а) молекулярной массы; б) характера заместителя;
в) температуры г) давления.
2. В реакции с СН3СООН более сильные основные свойства доказывает соединение:
а) С2Н5–ОН + СН3СООН →; б) С6Н5–NН2 + СН3СООН →;
в) СН3–CH2–NН2 + СН3СООН →; г) СН3–COОН + Na →
3. Более сильные кислотные свойства этантиола по сравнению с этиламином можно объяснить:
а) + J эффектом заместителя; б) – J эффектом SH-группы;
в) – J эффектом NН2-группы; г) большей поляризуемостью атома серы.
4. Наиболее сильным основанием является соединение:
а) СН3–NH2; б) СН3–СН2–NH–СН3;
в) С6Н5–NH2; г) С6Н5–NH–C6H5.
5. Стабильность аниона зависит:
а) числа атомов водорода в радикале;
б) величина радикала; в) заряд ядра;
г) делокализации электронной плотности.
Ответы к тестам “Кислотность и основность”
№ теста | Номер вопроса | ||||
г | б | б | а | г | |
в | г | б | б | в | |
г | в | а | б | в | |
г | в | б | г | в | |
б | в | г | б | г |
Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия, стр. 100-101, 108-109.
– Конец работы –
Используемые теги: Индуктивный, Эффект, Классификация, органических, реакций0.078
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Индуктивный эффект. Классификация органических реакций
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов