ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
45 46
δ δ Cl
CH
3
ÆC=CH
2
+ HCl Æ CH
3
-C-CH
3
>, чем СH
3
-CH-CH
2
-Cl
CH
3
CH
3
CH
3
Далее рассмотрим конкретные примеры механизма отдель-
ных реакций.
2.8. О механизме органических реакций
2.8.1. Некоторые вопросы общей теории химических реакций
При проведении любой химической реакции нас должны ин-
тересовать не только факты – продукты реакции, но и теория, на-
пример СН
4
+ Cl
2
Æ CH
3
Cl + HCl . Эта реакция происходит при
освещении или нагревании. В этом случае необходимо задаться
вопросом: как молекула метана превращается в хлористый метан
и хлористый водород? Происходит ли это в одну или несколько
стадий? Если это так, то какие это стадии? Какую роль играют
освещение или нагревание? Ответы на подобные вопросы дает
механизм. Детальное описание химической реакции по стадиям
называется механизмом. С электронной точки зрения под меха-
низмом химической реакции понимают способ разрыва кова-
лентных связей в молекулах и последовательность состояний,
через которые проходят реагирующие вещества до превращения
в продукты реакций. Выяснение механизма реакций необходимо
для выбора оптимальных технологических условий ведения про-
цесса или: путь, по которому осуществляется переход от исход-
ных веществ к конечным продуктам. Вопрос о механизме реак-
ции в настоящее время решается с применением химических
(преимущественно кинетических, стереохимических и изотоп-
ных) и физических методов. Наиболее надежным доказательст-
вом механизма реакции является обнаружение в системе проме-
жуточных частиц в концентрации, обеспечивающей наблюдае-
мую скорость реакции.
Итак, мы задаемся вопросом – через образование каких про-
межуточно-активных частиц (интермедиатов) протекает та или
иная химическая реакция? Это зависит от условия реакции, при
которой происходит разрыв ковалентной связи. Существует два
типа разрыва ковалентной связи: гомолитический и гетеролити-
ческий:
I A : B Æ A
.
+ B
.
Образуются радикалы.
II A : B Æ A
+
+ :B
-
Образуются
A: B Æ A:
-
+ B
+
ионы
В любом химическом процессе, реакции имеется атакующий
реагент или частица, поэтому в зависимости от природы атакую-
щей частицы мы различаем следующие типы реакций в общем
виде:
A : B + X Æ A:X + B
.
( S
R
);
A : B + X
+
Æ A:X + B
+
(S
E
);
A : B + :X Æ A:X + :B
-
(S
N
).
или реакции A
R
, A
E
, A
N
. Как определить механизм? Будет ли ре-
акция свободно-радикальная или ионная? Все это зависит от ус-
ловия течения реакции. Итак, существуют два типа механизма,
по которым протекает процесс: свободно-радикальный и ионный.
Свободно-радикальные реакции протекают: 1) на свету, при
высокой температуре или в присутствии радикалов, которые об-
разуются при разложении других веществ; 2) тормозятся вещест-
вами, легко реагирующими со свободными радикалами, напри-
мер как гидрохинон, дифениламин; 3) в неполярных растворите-
лях или в паровой фазе; 4) часто имеют автокаталитический и
индукционный периоды перед началом реакции; 5) в кинетиче-
ском отношении являются цепными.
Ионные реакции протекают: 1) в присутствии катализаторов
(кислот или оснований и не подвержены влиянию света или сво-
бодных радикалов, в частности возникающих при разложении
пероксидов); 2) не подвергаются влиянию акцепторов свободных
радикалов; 3) на ход реакции оказывает влияние природа раство-
рителя; 4) редко протекают в паровой фазе; 5) кинетически явля-
ются в основном реакциями первого или второго порядка.
Действие реагента на молекулу органического соединения
осуществляется благодаря его способности взаимодействовать с
атомными ядрами или с электронами.
Реакции замещения, присоединения, элиминирования клас-
сифицируют в зависимости от характера атакующей частицы (ра-
дикала, электрофила, нуклеофила):
R – H + X
.
Æ RX + H
.
(S
R
) – радикальное замещение;
δ δ Cl типа разрыва ковалентной связи: гомолитический и гетеролити-
CH3ÆC=CH2 + HCl Æ CH3-C-CH3 >, чем СH3-CH-CH2-Cl ческий:
CH3 CH3 I A : B Æ A. + B. Образуются радикалы.
CH3 II A : B Æ A+ + :B- Образуются
Далее рассмотрим конкретные примеры механизма отдель- A: B Æ A:- + B+ ионы
ных реакций. В любом химическом процессе, реакции имеется атакующий
реагент или частица, поэтому в зависимости от природы атакую-
2.8. О механизме органических реакций щей частицы мы различаем следующие типы реакций в общем
виде:
2.8.1. Некоторые вопросы общей теории химических реакций A : B + X Æ A:X + B. ( SR);
A : B + X+ Æ A:X + B+ (SE);
При проведении любой химической реакции нас должны ин- A : B + :X Æ A:X + :B- (SN).
тересовать не только факты – продукты реакции, но и теория, на- или реакции AR, AE, AN. Как определить механизм? Будет ли ре-
пример СН4 + Cl2 Æ CH3Cl + HCl . Эта реакция происходит при акция свободно-радикальная или ионная? Все это зависит от ус-
освещении или нагревании. В этом случае необходимо задаться ловия течения реакции. Итак, существуют два типа механизма,
вопросом: как молекула метана превращается в хлористый метан по которым протекает процесс: свободно-радикальный и ионный.
и хлористый водород? Происходит ли это в одну или несколько Свободно-радикальные реакции протекают: 1) на свету, при
стадий? Если это так, то какие это стадии? Какую роль играют высокой температуре или в присутствии радикалов, которые об-
освещение или нагревание? Ответы на подобные вопросы дает разуются при разложении других веществ; 2) тормозятся вещест-
механизм. Детальное описание химической реакции по стадиям вами, легко реагирующими со свободными радикалами, напри-
называется механизмом. С электронной точки зрения под меха- мер как гидрохинон, дифениламин; 3) в неполярных растворите-
низмом химической реакции понимают способ разрыва кова- лях или в паровой фазе; 4) часто имеют автокаталитический и
лентных связей в молекулах и последовательность состояний, индукционный периоды перед началом реакции; 5) в кинетиче-
через которые проходят реагирующие вещества до превращения ском отношении являются цепными.
в продукты реакций. Выяснение механизма реакций необходимо Ионные реакции протекают: 1) в присутствии катализаторов
для выбора оптимальных технологических условий ведения про- (кислот или оснований и не подвержены влиянию света или сво-
цесса или: путь, по которому осуществляется переход от исход- бодных радикалов, в частности возникающих при разложении
ных веществ к конечным продуктам. Вопрос о механизме реак- пероксидов); 2) не подвергаются влиянию акцепторов свободных
ции в настоящее время решается с применением химических радикалов; 3) на ход реакции оказывает влияние природа раство-
(преимущественно кинетических, стереохимических и изотоп- рителя; 4) редко протекают в паровой фазе; 5) кинетически явля-
ных) и физических методов. Наиболее надежным доказательст- ются в основном реакциями первого или второго порядка.
вом механизма реакции является обнаружение в системе проме- Действие реагента на молекулу органического соединения
жуточных частиц в концентрации, обеспечивающей наблюдае- осуществляется благодаря его способности взаимодействовать с
мую скорость реакции. атомными ядрами или с электронами.
Итак, мы задаемся вопросом – через образование каких про- Реакции замещения, присоединения, элиминирования клас-
межуточно-активных частиц (интермедиатов) протекает та или сифицируют в зависимости от характера атакующей частицы (ра-
иная химическая реакция? Это зависит от условия реакции, при дикала, электрофила, нуклеофила):
которой происходит разрыв ковалентной связи. Существует два R – H + X. Æ RX + H. (SR ) – радикальное замещение;
45 46
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- …
- следующая ›
- последняя »
