Органическая химия. Методическое пособие. Цыбикова Д.Ц - 40 стр.

UptoLike

74 75
В случае заместителя первого рода изменение элек-
тронной плотности связано с поляризацией
σ-связи между
заместителем и ядром (I). Сопряжение в бензольном коль-
це (М) связано с возникновением сопряжения между р-
электронами заместителя и кольца. При этом возможны
два случая: электроны смещаются в сторону кольца (I) и в
сторону заместителя (II). В I случае увеличивается
реакционная способность бензольного кольца по
отношению к электрофильным реагентам и во II случае
по отношению к нуклеофильным реагентам.
О существовании двух способов взаимодействия атомов
подтверждает сравнение дипольных моментов производ-
ных бензола с производными метана.
Таблица 5 - Дипольные моменты производных бензола
и метана D (3,34
×10
-30
Кл м)
Х-заместитель I рода X-заместитель II рода R
X
OH Cl CN NO
2
CH
3
X 1,68 1,87 3,94 3,50
C
6
H
5
X 1,40 1,72 4,39 4,23
+0,28 +0,15 -0,45 -0,72
Например:
O - H
..
N
O
O
-
+
I
II
M
+
Дипольный момент уменьшается, если два эффекта (I) и
(M) действуют в разных направлениях (I). И, наоборот, ес-
ли (I) и (М)- эффекты имеют одинаковые направления, то
дипольный момент увеличивается (II).
Таким образом, в зависимости от природы заместителя
бензольное кольцо обогащается или обедняется электрон-
ной плотностью, т.е. становится склонным к реакциям
электрофильного замещения (S
E
). Реакция электрофиль-
ного замещения с точки зрения механизма протекает через
промежуточное образование
σ-комплекса. Например, реак-
ция бромирования анилина. Промежуточный
σ-комплекс
стабилизируется сопряжением при участии пары электро-
нов с образованием структуры I и II.
σ- Комплекс депротонируется благодаря действию
нуклеофила :Br с образованием HBr и оставшаяся пара
электронов вновь делокализуется с четырьмя электронами
кольца.
:NH
2
Br
2
[
:NH
2
-Br
H
+
]
и
[
:NH
2
!
]
Br
H
+
I
II
;
:NH
2
-Br
H
.
.
(
[
]
+
Br
-
NH
2
!
-Br
+ HBr
σ-комплекс
;
:NH
2
!
Br
H
.
.
[
]
+
Br
-
:NH
2
!
Br
!
)
σ
-комплекс
HNO
3
(NO
2
+
)
NO
2
+
+
NO
2
H
.
.
)
[
]
NO
3
-
-HNO
3
NO
2
NO
2
!
!
π−комплекс
σ-комплекс
-NO
2
NO
2
+
-NO
2
NO
2
+
-NO
2
+
NO
2
H
.
.
)
-HNO
3
-NO
2
NO
2
!
π-комплекс
σ-комплекс
   В случае заместителя первого рода изменение элек-             ного замещения с точки зрения механизма протекает через
тронной плотности связано с поляризацией σ-связи между           промежуточное образование σ-комплекса. Например, реак-
заместителем и ядром (I). Сопряжение в бензольном коль-          ция бромирования анилина. Промежуточный σ-комплекс
це (М) связано с возникновением сопряжения между р-              стабилизируется сопряжением при участии пары электро-
электронами заместителя и кольца. При этом возможны              нов с образованием структуры I и II.
два случая: электроны смещаются в сторону кольца (I) и в                σ- Комплекс депротонируется благодаря действию
сторону заместителя (II). В I случае увеличивается               нуклеофила :Br с образованием HBr и оставшаяся пара
реакционная способность бензольного кольца по                    электронов вновь делокализуется с четырьмя электронами
отношению к электрофильным реагентам и во II случае –            кольца.
по отношению к нуклеофильным реагентам.
   О существовании двух способов взаимодействия атомов
подтверждает сравнение дипольных моментов производ-                        :NH2                    :NH2
                                                                                                         H
                                                                                                                               :NH2
                                                                                                                                !
ных бензола с производными метана.                                                  Br2
                                                                                          [         +
                                                                                                        -Br
                                                                                                                 ] [  и        +     ]    ;

                                                                                                                           H        Br
   Таблица 5 - Дипольные моменты производных бензола                       :NH2
                                                                                                    I                          II
                                                                                                                   NH 2
               и метана D (3,34×10-30 Кл м)                                    . .(H                               !
  RX         Х-заместитель I рода
              OH               Cl
                                       X-заместитель II рода
                                           CN             NO2
                                                                       [    +
                                                                                -Br
                                                                                       ]     Br-
                                                                                                                       -Br
                                                                                                                               + HBr ;

                                                                        σ-комплекс
CH3X          1,68            1,87         3,94           3,50
                                                                           :NH2                             :NH2
C6H5X         1,40            1,72         4,39           4,23              !                                !
             +0,28
        Например:
                              +0,15       -0,45          -0,72
                                                                       [  ..
                                                                            +      ]   Br-

                      +M                                                 H)   Br                            !
                                                                                                            Br
                    ..                 + O                              σ-комплекс
                    O-H                N
                                         O-
               I                                                                                         H). . NO2                       NO2
                                      II                                                                                                 !
   Дипольный момент уменьшается, если два эффекта (I) и
(M) действуют в разных направлениях (I). И, наоборот, ес-
                                                                       HNO3
                                                                         +
                                                                        (NO2)
                                                                                        +
                                                                                        NO2             [    +     ]
                                                                                                                   -
                                                                                                                NO3 -HNO
                                                                                                                        3
ли (I) и (М)- эффекты имеют одинаковые направления, то                          π−комплекс              σ-комплекс                       !
                                                                                                                                         NO2
дипольный момент увеличивается (II).                                        +
                                                                      -NO 2 NO               -NO 2                        -NO2                 -NO2
   Таким образом, в зависимости от природы заместителя                        2                +
                                                                                               NO2                   +
бензольное кольцо обогащается или обедняется электрон-                                                                       -HNO3
                                                                                                                   ..
ной плотностью, т.е. становится склонным к реакциям                                                              H)NO2                    !
                                                                                                                                          NO2
электрофильного замещения (SE). Реакция электрофиль-                              π-комплекс                  σ-комплекс


                            74                                                                                75