Органическая химия. Методическое пособие. Цыбикова Д.Ц - 39 стр.

UptoLike

74 75
эффектом. Заместители по селективности ориентирующе-
го действия в реакциях электрофильного замещения рас-
положены в следующем порядке:
NH
2
> OH > OR > Cl > I > Br > CH
3
- I рода
COOH > SO
3
H > NO
2
– II рода
Рассмотренные правила не носят характера законов, а
лишь показывают главное направление реакции. В хими-
ческих реакциях образуется всегда смесь всех продуктов,
но в количественном отношении преобладают продукты
согласно правилам ориентации. Так, при нитровании то-
луола образуется 62% орто-, 33,5% пара- и 4.5% мета-
нитротолуола:
CH
3
δ
δ
δ
-
-
-
HNO
3
CH
3
-NO
2
+
!
CH
3
!
NO
2
!
+
CH
3
-NO
2
!
о-
п- м-
Относительно третьего фактораусловия: небольшое
изменение условия (температуры) не влияет на тип ориен-
тации в реакциях замещения, но влияет на соотношение о-
и п- изомеров. Если повышают резко температуру, то ме-
няется тип ориентации и даже механизм.
При дальнейшем повышении температуры до 630
0
соотношение о-, п- и м- изомеров становится, соответствен-
но,: 18,9; 21,2 и 59,9%. Причем механизм будет S
R
. Влияние
растворителя незначительно. Присутствие катализатора
влияет на соотношение изомеров. Так, при бромировании
хлорбензола обычно образуется 1% м- бромхлорбензола, а в
присутствии кислоты Льюиса (AlCl
3
) процент м- изомера
увеличивается до 13%.
2.9.3. К механизму электрофильного замещения S
E
Мы знаем, что в бензоле равномерное распределение π-
электронной плотности; при введении заместителя в кольцо
происходит перераспределение электронной плотности и
возникает так называемый альтернирующий эффект. Замес-
титель взаимодействует с бензольным ядром двумя спосо-
бами: индукционным (I) и сопряжения (М):
CH
3
δ
δ
δ
-
-
-
I
NR
2
+
δ
δ
δ
+
+
+
II
:NH
2
!
N
O
O
-
+
NR
2
!
NR
2
+
-
NR
2
+
-
-
NR
2
+
граничные структуры (резонансные)
I
N
OO
-
!
N
O
-
O
-
+
N
O
O
-
-
+
N
OO
-
-
+
граничные (резонансные) структуры II
2
NR
1/3
-
-1/3
-1/3
I
N
O
O
-
-
1/3-
-1/3
-1/3
II
CH
3
!
комн.
t
0
Br
2
CH
3
!
Br
!
+
CH
3
!
-Br
400
0
C
преобладает
CH
3
!
-Br
+
20%
+
CH
3
!
Br
!
+
57%
CH
3
!
-Br
23%
эффектом. Заместители по селективности ориентирующе-                                    При дальнейшем повышении температуры до 6300
го действия в реакциях электрофильного замещения рас-                           соотношение о-, п- и м- изомеров становится, соответствен-
положены в следующем порядке:                                                   но,: 18,9; 21,2 и 59,9%. Причем механизм будет SR. Влияние
       NH2 > OH > OR > Cl > I > Br > CH3 - I рода                               растворителя незначительно. Присутствие катализатора
       COOH > SO3H > NO2 – II рода                                              влияет на соотношение изомеров. Так, при бромировании
   Рассмотренные правила не носят характера законов, а                          хлорбензола обычно образуется 1% м- бромхлорбензола, а в
лишь показывают главное направление реакции. В хими-                            присутствии кислоты Льюиса (AlCl3) процент м- изомера
ческих реакциях образуется всегда смесь всех продуктов,                         увеличивается до 13%.
но в количественном отношении преобладают продукты
согласно правилам ориентации. Так, при нитровании то-                             2.9.3. К механизму электрофильного замещения SE
луола образуется 62% орто-, 33,5% пара- и 4.5% мета-
нитротолуола:                                                                      Мы знаем, что в бензоле равномерное распределение π-
                                                                                электронной плотности; при введении заместителя в кольцо
       CH 3                  CH3                 CH3          CH3               происходит перераспределение электронной плотности и
                             !                   !             !
  δ-          δ- HNO            -NO 2                                           возникает так называемый альтернирующий эффект. Замес-
                     3                                                          титель взаимодействует с бензольным ядром двумя спосо-
                                    +                  +            -NO 2
                                                                                бами: индукционным (I) и сопряжения (М):
       δ-                                        !
                                                 NO2
                                                                                                                    CH3                 +
                            о-                   п-           м-                                                                        NR2
                                                                                                           δ-              δ - δ+
   Относительно третьего фактора – условия: небольшое                                                                                         δ+
                                                                                                                                                              O
изменение условия (температуры) не влияет на тип ориен-                                            :NH 2            δ-                  δ+
                                                                                                                                                        +
                                                                                                                                                        N
                                                                                                    !                       I                  II             O-
тации в реакциях замещения, но влияет на соотношение о-
и п- изомеров. Если повышают резко температуру, то ме-
                                                                                                                      +                  +               +
няется тип ориентации и даже механизм.                                                             NR 2
                                                                                                   !
                                                                                                                      NR 2               NR2             NR2
        CH3                  CH 3          CH3                 CH 3                                             -                                                 -
        !                    !              !                  !
               комн. t0                          -Br 400 0            -Br                                                         -
                                       +                  C                 +                                     граничные структуры (резонансные)                   I
                Br 2                                                                          O-       O        -O
                                                                                                                     N O
                                                                                                                          -  -O N    O- -O      O-
                                                                                                   N                                         N
                                                                                                   !
                              !                                                                                 +                                                 +
                              Br                               20%
                         преобладает
                                                                                                                                +
              CH 3        CH 3                                                                                  граничные (резонансные) структуры
                                                                                                                               -O
                                                                                                                                                                      II
              !            !                                                                                     NR 2                    O-
                                                                                                                                    N
       +                                                                                               1/3 -               -1/3       1/3-            -1/3
                     +
                                 -Br
                                                                                                                                  I                      II
               !                                                                                                    -1/3                       -1/3
               Br
              57%         23%
                                  74                                                                                              75