Глава 5. Функциональные производные непредельнЫх углеводороДов

В этой главе рассматриваются соединения, содержащие одновременно кратную связь в углеводородном радикале и функциональные группы -F, -Cl, -Br, -I, -OH, -OR. Другими словами, это галогенопроизводные непредельных углеводородов, непредельные спирты и эфиры.

5.1. ОБщность строения и химических свойств

Распределение электронной плотности в молекулах рассматриваемых соединений и пространственное строение этих молекул должно определяться природой атомов углерода в них и природой взаимодействия функциональных групп с углеводородной частью молекул.

Химические свойства непредельных функциональных производных должны выражаться, с одной стороны, в способности этих соединений к реакциям по непредельному углеводородному радикалу (как для непредельных углеводородов), а с другой стороны — в способности к взаимодействиям, связанным с наличием гетероатомной функциональной группы (как для функциональных производных алканов). К тому же непредельный углеводородный радикал может содержать (как рассматривалось в предыдущей главе) одну или несколько двойных или тройных связей.

В молекулах функциональных производных непредельных углеводородов различной структуры возможны самые разные взаимодействия между гетероатомом и ненасыщенным углеводородным радикалом. С этим связаны особенности химического поведения таких соединений. Но так как кратность связей и их количество на свойствах непредельных соединений существенно не отражаются, то в этой главе будут рассматриваться соединения на примере производных, содержащих одну двойную связь.

5.1.1. Классификация

В зависимости от взаимного расположения двойной связи и функциональной группы среди функциональных производных непредельных углеводородов можно выделить три группы.

К первой группе относятся соединения, называемые производными винильного типа. Их можно представить общей формулой R-CН=СН-X (имеющиеся в этой формуле атомы водорода также могут быть заменены углеводородными радикалами). Здесь гетероатом (галоген или кислород) непосредственно связан с sp²-гибридизованным атомом углерода двойной связи. Если вместо заместителя R — атом водорода, то функциональная группа X связана с винильным радикалом CН₂=СН- — отсюда и название данного типа производных.

Ко второй группе относятся соединения, называемые производными аллильного типа. Они могут быть представлены общей формулой R-CН=СН-CН₂-X (в этой формуле тоже вместо атомов водорода могут быть углеводородные радикалы). Гетероатом функциональной группы X не может непосредственно взаимодействовать с двойной связью за счёт своей неподелённой пары электронов, этому мешает наличие тетраэдрического атома углерода группировки -CН₂-, однако здесь могут наблюдаться, как мы увидим далее, другие электронные взаимодействия. Радикал R-CН=СН-CН₂- является производным от аллильного CН₂=СН-CН₂-, поэтому такое же название и у соединений данного типа.

К третьей группе относятся соединения, в молекулах которых функциональная группа и двойная связь разделены цепью из нескольких тетраэдрических атомов углерода; между группой X и двойной связью не возможен ни один из видов сопряжения. Химическое поведение данного соединения определяется свойствами, с одной стороны, кратной связи и, с другой стороны, функциональной группы. Так, для соединений типа R-CН=СН-(CН₂)_n-X должны быть характерны, например, реакции S_N, как и для галогеналканов, и, например, реакции Ad_E, как и для алкенов. Конечно же при обсуждении реакций нуклеофильного замещения для этих соединений необходимо учитывать наличие кратной связи, которая может повлиять на скорость реакции, а может быть, даже и на направление. Точно так же при обсуждении реакций электрофильного присоединения необходимо учитывать наличие электроноакцепторной группы X, которая может повлиять и на скорость, и на направление присоединения.