Transcript Reakční mechanismy

Identifikace vzdělávacího materiálu
VY_52_INOVACE_FrF202
Škola, adresa
Gy a SOŠ Přelouč, Obránců míru 1025
Autor
Ing. Eva Frýdová
Období tvorby VM
Prosinec 2013
Ročník
Sexta
Předmět
Chemie
Název, anotace
Reakční mechanismy I; nadefinování základních principů
EU OP VK
Přehled citací a odkazů:
1) MCMURRY, John. Organická chemie. Vyd. 1. VUTIUM: VŠCHT, 2007, s. 770-820. ISBN 978-80-214-3291-8.
2) BEYER, Hans. ORGANICKÁ CHEMIE. Vydání první. Spálená 51, Praha II: Státní nakladatelství technické literatury,
1958, s. 186-202. TYPOVÉ ČÍSLO: 16-B3-4-III/6201.
3) SVOBODA, Jiří. Organická chemie I. Vyd. 1. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická, 2005, 291 s. ISBN 80708-0561-7.
4) MCMURRY, Susan. Studijní příručka a řešené příklady k českému vydání učebnice John McMurry: Organická
chemie. Vyd. 1. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická, c2009, x, 725 s. ISBN 978-807-0807-231.
5) Mechanismus aromatické elektofilní substituce.png. In: JANOUŠEK, Jiří. Wikipedia: the free encyclopedia [online].
San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2007 [cit. 2013-12-03]. Dostupné z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2a/Mechanismus_aromatick%C3%A9_elektofiln%C3%AD_subst
ituce.png.
Reakční mechanismy I
Ing. Eva Frýdová
Reakční mechanismy:
 Jedná se o sled dílčích (elementárních) reakcí, ze kterých se skládá daná chemická
reakce
 Každý krok chemické reakce je popsán reakčním mechanismem, který popisuje
strukturu a stereochemii transitního stavu i produktu, podává nám informace o tom,
které vazby se štěpí a které vznikají.
 Reakční mechanismy můžeme rozdělit do následujících skupin:
o
o
o
o
Substituce
Adice
Eliminace
Přesmyk
 Další dělení, podle reagujícího činidla:
o Elektrofilní
o Nukleofilní
Substituce → S:
 Funkční skupina nebo atom v konkrétní chemické sloučenině je nahrazen jinou skupinou
nebo atomem
 Typy substitucí:
o Elektrofilní substituce → SE
o Nukleofilní substituce → SN (SN1 nebo SN2)
o Radikálová substituce → SR
Substituce elektrofilní → SE = SEA:
 Často je označována jako substituce elektrofilní aromatická – probíhá především na
aromatických uhlovodících
 Příklady: nitrace, sulfonace, halogenace, alkylace, acylace
Mechanismus reakce:
–
–
-
-
=
=
=
–
-
H–N–H
–
 Charakter prvního substituentu udává polohu následujícího substituentu
o Halogenidy, - NH2, - OH, řídí substituci do poloh ortho a para
+
+
+
H–N–H
H–N–H
H–N–H
H–N–H
Substituce elektrofilní → SE = SEA:
 Často je označována jako substituce elektrofilní aromatická – probíhá především na
aromatických uhlovodících
 Příklady: nitrace, sulfonace, halogenace, alkylace, acylace
Mechanismus reakce:
 Charakter prvního substituentu udává polohu následujícího substituentu
o - NO2, - SO3H, - CN, -COOH, řídí substituci do polohy metha
+
+
- O–N=O
–
+
- O–N=O
+
=
-
O–N=O
=
-
O–N=O
=
–
+
- O–N=O
Substituce nukleofilní → SN:
 Alifatickým substrát reaguje s nukleofilem → činidlo s volným elektronovým párem
 Tato reakce může probíhat dvěma mechanismy: mono-(SN1) a bimolekulárním (SN2)
mechanismem
 Monomolekulární reakce, SN1
označení, protože krok určující rychlost reakce probíhá na jedné molekule reakce se neobejde
bez zformování tzv. „karbokationtu“ a nastává u terciálních alkylhalogenidů, u sekundárních
a terciálních alkoholů
 Bimolekulární nukleofilní substituce SN2
reakce, kdy volný elektronový pár z nukleofilu napadá elektronově deficitní elektrofilní
centrum a váže se na ně, přičemž odchází skupina jiná, kterou nazýváme jako „odcházející
skupina“. (alkylhalogenid a OH-)
Substituce radikálová → SR:
 Vyžaduje vznik radikálového intermediátu
 Reakční podmínky: vysoká teplota, UV záření, přídavek peroxidů
 Hlavním zástupce jsou halogenace, sulfochlorace, sulfooxidace . . .
 Skládá se ze tří dílčích reakcí:
a) iniciace (vznik volných radikálů činidla)
Cl – Cl → Cl∙ + Cl∙
b) propagace (volné radikály činidla reagují se substrátem)
H
CH3 – CH2 – CH2 + Cl∙ → CH3 – CH2 – CH2 ∙ + HCl
c) terminace (vzniklé volné radikály se rekombinují)
CH3 – CH2 – CH2 ∙ + Cl∙ → CH3 – CH2 – CH2Cl
Opakování:
3) Jak je definovaná
1) Co nepatří mezi dílčí
substituce
radikálové mechanismy?
a)
b)
c)
d)
iniciace
propagace
terminace
hydrogenace
2) Vyberte co není
nukleifil
a) OHb) H+
c) -NH2
a) Navázaní subsituentů za
odstupující skupinu
b) Vznik dvojné vazby
c) Rozpad dvojné vazby
4) Jaká z reakcí nepatří do
SE mechanismů
a) acylace
b) nitrace
c) dehydrogenace
DĚKUJI ZA POZORNOST