double arrow

Интермедиаты


Только незначительное число наблюдаемых химических реакций являются элементарными. Большинство реакций протекают через ряд элементарных стадий. При реализации механизма таких неэлементарных реакций образуются высокореакционные способные промежуточные частицы – интермедиаты, которые играют ключевую роль в образовании продуктов реакций. В качестве интермедиатов в органических реакциях выступают карбкатионы, карбанионы, ионные пары, свободные радикалы, карбены, дегидробензол и его производные, тетраэдрические интермедиаты и стабильные молекулы.

Карбкатионы представляют собой частицы с тремя заместителями при центральном атоме углерода, имеющем одну вакантную несвязывающую орбиталь. Отсутствие электронов на орбитали обусловливает наличие положительного заряда на атоме углерода.

Примером реакции, протекающей через образование карбкатиона, является катионная полимеризация изобутена.

Можно видеть, что рост полимерной цепи осуществляется путем многократно повторяющихся актов присоединения растущего карбкатиона к очередной молекуле изобутена.

Карбанионы – частицы с тремя заместителями при центральном атоме углерода, имеющем несвязывающую орбиталь с двумя электронами.

Примером реакции, протекающей через образование карбаниона, является конденсация нитрометана с формальдегидом, катализируемая сильными основаниями

CH3NO2 +CH2O ® HOCH2CH2NO2 (2)

Механизм реакции:

Суммирование всех реакций приведенного механизма приводит к стехиометрическому уравнению (2).

Можно видеть, что предпосылкой для присоединения нитрометана к карбониль-ному углероду формальдегида является образование карбаниона - СН2NO2, эффективно атакующего положительно заряженный реакционной центр формальдегида.

Радикалы с радикальным центром на углероде – частицы с тремя заместителями при центральном атоме углерода, имеющем несвязывающую полувакантную орбиталь.

Классическим примером радикальной реакции является хлорирование алканов, инициируемое УФ-светом:

Cl2 2Cl· (инициирование)

Cl· + RH ® Hcl + R· (развитие цепей)

R· + Cl2 ® RCl + Cl·

Cl· + Cl·® Cl2

R· + Cl·® RСl (обрыв цепей)

R· + R·® R–R

Из этого примера видно, что высокореакционноспособные хлор-радикалы и алкильные радикалы обусловливают развитие цепного процесса хлорирования, реализуемое через многократное возобновление актов развития цепей.

Карбены представляют собой нейтральные реакционноспособные частицы, в которых центральный атом углерода связан лишь с двумя группами, и содержит два несвязанных электрона. Эти два электрона могут быть спаренными или неспаренными, что обусловливает некоторые различия в их реакционной способности. Карбены могут быть генерированы фотолизом диазоалканов:

RCH = N=N R–CH: + N2

В присутствии соответствующего реагента, например, алкена образующиеся карбены присоединяются по кратной связи, продуцируя циклопропаны

Другие типы интермедиатов будут рассмотрены в соответствующих разделах курса органической химии.

Заказать ✍️ написание учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Сейчас читают про: