Органическая химия. Методическое пособие. Цыбикова Д.Ц - 31 стр.

UptoLike

74 75
H H H H H
Энергия образования переходного состояния наимень-
шая, когда атака ОН
-
происходит с тыла по отношению к
уходящему галогену.
Для вторичных галоидных алкилов установить простое
математическое соотношение субстрата и нуклеофила
нельзя. Поэтому считают, что для вторичных галоидных
алкилов характерны оба механизма (S
N
1 и S
N
2).
Следует отметить, что в каждом отдельном случае в за-
висимости от природы субстрата (реагирующей молеку-
лы), нуклеофила, уходящей группы и условий реакций
осуществляется тот механизм, который требует меньшей
энергии активации, т.е. обуславливает большую скорость
реакции.
Галогеналкилы также, как известно, способны вступать
в реакцию дегидрогалогенирования (реакция элиминиро-
вания). Последняя протекает в растворах по ионным ме-
ханизмам: Е1 и Е2.
Е1. Реакция протекает в присутствии ионизирующего
растворителя.
CH
3
C
CH
3
E1.
_
_
CH
3
Cl
.
.
[CH C
3
CH
2
:
H
+
]
CH
3
+H
2
O CH
3
C
CH
2
CH
3
+H
3
O
+
быстро
(
(
Стадией, определяющей скорость реакции, является об-
разование карбокатионаинтермедиата.
Конкурирующей реакций является S
N
1. Разветвлен-
ность алкильной группы (трет.бутильного радикала) бла-
гоприятствует образованию олефина.
Е2. Реакция дегидрогалогенирования, протекающая по
бимолекулярному механизму Е2, требует присутствия
сильного основания. Отрыв протона и потеря галогена
происходит одновременно без образования промежуточ-
ного соединения через переходное состояние, где нуклео-
фильный реагент образует связь с протоном по мере отщеп-
ления галогена.
H CH
3
С
2
H
5
-O: …H…C…C…Cl Æ C
2
H
5
OH + CH
2
=CH-CH
3
+ Br
-
β α
H H
переходное
состояние
Скорость такой реакции пропорциональна концентрации
обоих реагентов. Одновременно с отщеплением происходит
нуклеофильное замещение S
N
2. Активность оснований в
реакциях, протекающих по Е2, изменяется в том же направ-
лении, что и их сила:
При Е1 и Е2 механизмах скорость отщепления галогено-
водородов убывает в ряду: третичные > вторичные > пер-
вичные и I > Br > Cl.
А
Е
.
N
H
2
-
>
OC H
2
5
-
..
..
>OH
:
-
> CH COO
-
:
3
..
CH
3
-CH OH
2
+CH
3
-C
O
O-H
H
+
-H O
2
CH
3
-C
O
OC H
2
5
C
H
3
-C
O
O-H
δ
-
δ
+
H
+
[
CH
3
-C
OH
OH
+
]
I
C
H
3
-CH
2
-O-H
..
..
+CH
3
-C
OH
OH
+
[
CH
3
-CH
2
..
..
O
-- H
.
.
+
(
CH -C
3
OH
OH
..
.
.
(
]
-H O
2
[
CH -CH - O
3
2
..
:
C
-
CH
3
+
O - H
.
.
(
]
-H
+
CH -CH -O-C
32
O
CH
3
II
III
            H H                H H                   H            ного соединения через переходное состояние, где нуклео-
                                                                  фильный реагент образует связь с протоном по мере отщеп-
   Энергия образования переходного состояния наимень-             ления галогена.
шая, когда атака ОН- происходит с тыла по отношению к                             H CH3
уходящему галогену.                                                С2H5-O: …H…C…C…Cl Æ C2H5OH + CH2=CH-CH3 + Br-
                                                                                   β   α
   Для вторичных галоидных алкилов установить простое
математическое соотношение субстрата и нуклеофила                                H H
нельзя. Поэтому считают, что для вторичных галоидных                         переходное
алкилов характерны оба механизма (SN1 и SN2).                                состояние
   Следует отметить, что в каждом отдельном случае в за-             Скорость такой реакции пропорциональна концентрации
висимости от природы субстрата (реагирующей молеку-               обоих реагентов. Одновременно с отщеплением происходит
лы), нуклеофила, уходящей группы и условий реакций                нуклеофильное замещение SN2. Активность оснований в
осуществляется тот механизм, который требует меньшей              реакциях, протекающих по Е2, изменяется в том же направ-
энергии активации, т.е. обуславливает большую скорость            лении, что и их сила:
реакции.                                                                      ..  - ..       -     -           -
   Галогеналкилы также, как известно, способны вступать                      NH 2 > OC.. 2H 5 > :OH > CH3COO :
в реакцию дегидрогалогенирования (реакция элиминиро-                 При Е1 и Е2 механизмах скорость отщепления галогено-
вания). Последняя протекает в растворах по ионным ме-             водородов убывает в ряду: третичные > вторичные > пер-
ханизмам: Е1 и Е2.                                                вичные и I > Br > Cl.
   Е1. Реакция протекает в присутствии ионизирующего                     АЕ.
растворителя.                                                                              O             +                O
                                                                                            H CH -C
                                                                  CH3-CH2OH + CH3-C
           CH3
                               (
                         CH2 : H                       CH2             +  δ -         O-H -H2 O 3   OC2H5
__
E1.
             (
             .
      CH 3 C . Cl
           CH 3
                    [CH3 C +
                         CH 3
                                ] + H2 O
                                           быстро
                                                  CH 3 C + H3O
                                                       CH3
                                                              +       δ
                                                                         O-H
                                                                              +
                                                                  CH3-C O H CH -C+[ 3
                                                                                        OH
                                                                                         OH
                                                                                              I     ]
                                                                                                                          .. -. (H
                                                                             ..                                           ..+.
                                                                                      + OH
   Стадией, определяющей скорость реакции, является об-
разование карбокатиона – интермедиата.
                                                                             .. + CH3-C
                                                                  CH3 -CH 2 -O-H
                                                                                        OH               [   CH3-CH2- O
                                                                                                             CH3-C
                                                                                                                  .. (. .OH    ]   II
                                                                                                                                      -H2O
   Конкурирующей реакций является SN1. Разветвлен-                                      ..                               OH           O
ность алкильной группы (трет.бутильного радикала) бла-
гоприятствует образованию олефина.
                                                                           [   CH3-CH2- O :
                                                                                   CH3- C+
                                                                                                         ]   -H+ CH -CH -O-C
                                                                                                                     3        2       CH3

   Е2. Реакция дегидрогалогенирования, протекающая по                            III           O -..(H
бимолекулярному механизму Е2, требует присутствия
сильного основания. Отрыв протона и потеря галогена
происходит одновременно без образования промежуточ-

                          74                                                                                  75