Галогенпроизводные

углеводородов

Химические свойства

Характеристика связи C-Hal

Вследствие высокой электроотрицательности галогена связь галоген - углерод является сильно полярной С Х . Галоген, связанный с

электронодефицитным углеродом, можно легко заменить на частицу, богатую электронами, - нуклеофил Nu («ядро любящий»).

Нуклеофил - частица, имеющая пару электронов, которую она может отдать атому, несущему целый или частичный положительный заряд.

11

Галогенпроизводные

углеводородов

Химические свойства

Реакции элиминирования Е

'+C +C

X

C C + X

HB. BH +

12

Галогенпроизводные

углеводородов

Химические свойства

Реакции нуклеофильного замещения - SN

Nu			R Nu +	X
	R	X
Нуклеофил	Субстрат		Продукт	Уходящая
				группа

13

Галогенпроизводные

углеводородов

Химические свойства

Реакции нуклеофильного замещения

Реакции, в результате которых в молекуле исходного соединения происходит замещение атома или группы атомов на другой нуклеофил, называют реакциями нуклеофильного замещения. Эти реакции обозначают SN. (от англ. substitution nucleophilic).

14

Галогенпроизводные улеводородов

Реакции нуклеофильного замещения

Нуклеофил Nu

НО– или Н2О

R1O или R1OH

O

R1 С O

N C

NO2

Продукт реакции R-Nu

Спирт ROH Простой эфир ROR1

Сложный эфир R1		С O R
		O

Нитрил карбоновой кислоты R-C N

Нитросоединение R- NO2 и/или нитрозосоединение R-ONO

15

Галогенпроизводные улеводородов

Реакции нуклеофильного замещения

Нуклеофил Nu	Продукт реакции R-Nu
NH2–		Амин R-NH2
NH3	Соль первичного амина RNH3+X
R1NH2, R1R2NH	Соль вторичного или третичного
			амина
	RR	NH	+X , RR R NH+ X
	1	2	1	2
R1R2R3NH	Четвертичная аммониевая соль
			(ЧАС)
		RR1R2R3N+ X
R1C C	Алкины R1C C-R
J	Иодиды R-J
SH , R1–S ,	Тиолы RSH, сульфиды R1SR,

16

Галогенпроизводные

углеводородов

Бимолекулярное нуклеофильное замещение (SN2)

	HO + CH3Br	этанол	CH OH		+	Br
		водный раствор
				3
	Скорость реакции.	v = k [R-Hal]·[Nu]
	Концентрация нуклеофильного реагента.

Растворитель.

а) достаточно хорошая растворимость реагентов, б) лучшая сольватация переходного состояния по

сравнению с исходными соединениями,

в) предотвращение побочных реакций.

Термин «бимолекулярное замещение» означает, что в стадии, определяющей скорость реакции, участвуют две частицы.

17

Галогенпроизводные углеводородов

Реакции нуклеофильного замещения SN2

	H		H			H
HO	Br	1	2		HO	H
		HO	Br			Br
	H		H
	H					H
			H
	а		б 1	+ 2	= -1	в

18

Галогенпроизводные углеводородов

Реакции нуклеофильного замещения SN2

При столкновении реагирующих частиц начинает образовываться связь углерод-кислород, а связь углерод- бром растягивается, атом углерода переходит в sp2-состояние. В этом состоянии атом углерода связан сразу с пятью атомами. Три атома водорода и углерод лежат в одной плоскости, а группы НО- и Br- располагаются на прямой, перпендикулярной этой плоскости. Реакция заканчивается отщеплением иона брома и образованием ковалентной связи углерод-кислород, атом углерода опять становится тетраэдрическим

19

Галогенпроизводные углеводородов

Реакции нуклеофильного замещения

	Епот.		H
	б
		HO	Br
		H	H
	а
	HO + CH3Br
			в
			CH3OH+ Br
		Ко о рдин ата реакции

SN2 - процесс согласованный

одностадийный:

а - энергия исходных веществ, б - энергия переходного

состояния, в - энергия продуктов реакции

Диаграмма изменения потенциальной энергии в реакции бимолекулярного нуклеофильного замещения

20