5. Характеристика нуклеофілів та електрофілів.

Механизм біоорганічних реакцій визначають за харак­тером реагенту (а не субстрату)

Реагент

Електрофільні Нуклеофільні

( бідні на електрони, але мають ( багаті на електрони)

вільну орбіталь)

Електрофільні реагенти (бідні електронами) ча­сто звуть електроакцепторними; до них відносят Н⁺, позитивно заряджені катіони металів й другі позитивно заряджені частки. Вони атакують завжди карбоаніони.

Нуклеофільні реагенти (богаті електронами) ча­сто звуть електоронодонорними; до них відносят Н₂О; ОН^-; NН₃; кислотні залишки, галогени . Вони атакують завжди карбокатіони.

 Біоорганічна хімія

Лекція № 2. Реакційна здатність алканів, алкенів, аренів та

їхніх похідних.

1. Радикальні заміщення біля насиченого атома Карбону (S_R).

2. Електрофільне приєднання до ненасичених сполук (A_E).

3. Електрофільне заміщення в ароматичних сполуках (S_E).

4. Вплив замісників на реакційну здатність аренів.

5. Вуглеводні . Алкани, алкени, арени .

6. Багатоатомні спирти. Будова, номенклатура та ізомерія фенолів, амінів.

Самостійна робота №2: Багатоатомні спирти. Будова, номенклатура

та ізомерія фенолів, амінів.

1. Радикальні заміщення біля насиченого атома Карбону (sr).

Алкани за звичайних умов є малореакційноздатними сполука­ми. Хімічні перетворення частіше супроводжуються гемолітичним розщепленням зв'язків С-Н з подальшим заміщенням атома Гідро­гену на інші атоми або групи атомів, і для них характерні реакції заміщення, які відбуваються за радикальним механізмом (S_R). Розглянемо хлорування метану під дією УФ-опромінювання.

З використанням реакцій, які відбуваються за механізмом S_R, в промисловості одержують важливі сполуки :

• хлороформ СНС1₃ - раніше широко використовувався для ін­галяційного наркозу;

• хлоретан С₂Н₅С1 - для місцевої анестезії, особливо при заби­тих місцях та травмах;

• фторотан СF₃СНС1Вг - застосовують для інгаляційного нар­козу;

• перфторвуглеводні С_пF_2п+7, продукти повного фторування вуг­леводнів, застосовують як основу замісників крові при її великих втратах ("блакитна кров").

2. Електрофільне приєднання до ненасичених сполук (ae).

Для ненасичених вуглеводнів алкенів (СН₂=СН₂, етен), алкинів (СН=СН, етин), алкадієнів (СН₂=СН-СН=СН₂ бутадієн-1,3) ха­рактерні реакції електрофільного приєднання.

Ненасичені вуглеводні за рахунок π -зв'язку у молекулах мають область підвищеної електронної густини, тобто нуклеофільний центр, який може бути атакований електрофільною частинкою.

Залежно від природи атакуючого реагента електрофільне при­єднання відбувається за різними механізмами.

Наприклад, у поширеному методі визначення ненасиченості ор­ганічних сполук завдяки знебарвленню бромної води, як електрофіл виступає симетрична молекула (Вг₂)

Приєднання галогену до ненасичених вуглеводнів за подвій­ним (потрійним) зв'язком відбувається з утворенням проміжного циклічного галогенієвого йона, який перебуває у рівновазі з карб-катіоном. Наступна нуклеофільна атака галогенід-іона з "тилу" призводить до кінцевого результату. Електрофіл утворюється вна­слідок поляризації галогену в полярному розчиннику.