Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Halogén-tartalmú szerves vegyületek. R — C—X, ahol a szénatom hibridállapota : sp 3 -hibridizált szén---alkil halid könnyen lecserélhető másik csoportokra,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Halogén-tartalmú szerves vegyületek. R — C—X, ahol a szénatom hibridállapota : sp 3 -hibridizált szén---alkil halid könnyen lecserélhető másik csoportokra,"— Előadás másolata:

1 Halogén-tartalmú szerves vegyületek

2 R — C—X, ahol a szénatom hibridállapota : sp 3 -hibridizált szén---alkil halid könnyen lecserélhető másik csoportokra, kettőskötések is kialakulhatnak sp 2 -hibidizált szén---vinil, vagy aril halidok az alkilhalidokétól eltérő kémiai viselkedés

3

4 Ipari felhasználás a. oldószer: CH 2 Cl 2, CHCl 3, CCl 4 b. hűtéstechnika: CF 2 Cl 2 - Freon-12 (reagál O 3 –nal) HCF 2 Cl - Freon-22 (elbomlik alacsonyabb magasságban) c. peszticidek: DDT bevezetve 1939 betiltva1972

5 d. altatószer, érzéstelenítés CHCl 3 - kloroform CH 3 CH 2 Cl - etilklorid CF 3 CHBr-Cl - halotán e. Szintézis intermedierek f. polimerek polyvinyl chloride (PVC) teflon

6 Nevezéktan Haloalkán=Alkilhalid kloroetánetilklorid fluorociklohexán (IUPAC)Triviális név ciklohexilfluorid 2-bromo-2-metilpropán tert-butilbromid

7 Bevezetés A szén-halogén kötés poláros, a szénatom részleges pozitív töltéssel bír, így aktiválva van, hogy részt vegyen nukleofil ágensek okozta szubsztitúciós reakciókban A szén-halogén kötés egyre kevésbé poláros, hosszabb és gyengébb a F-től I felé haladva

8 Nukleofil szubsztitúciós reakció Itt a nukleofil egy szabad elektronpárral rendelkező molekula amelyik az elektronhiányos szénnel reagál A „leaving group” (távozó csoport) kicserélődik a nukleofilra Példa:

9 ROR R'CCR R'C O OR NUKLEOFILEK NukleofilProduktum RX alkil halidok ROH alkoholok éterek CNR nitrilek észterek alkinok R SH tiolok termék ‘ ‘ R-Y + Nu R-Nu + Y

10 Nukleofil Az elektronhiányos szénnel reagál A nukleofil bármely szabad elektronpárral rendelkező molekula lehet

11 „Leaving Group” (a molekuláról távozó csoport) A „leaving group” a molekulán levő szubsztituens, lehet negatív töltésű vagy semleges csoport is

12 S N 2 MECHANIZMUS O C R H CH 3 H O :.. Nukleofil támadás (R)-konfiguráció (S)-konfiguráció C R H CH 3 Br : :.. H : INVERZIÓ

13 Az S N 2 reakció kinetikja Az alábbi reakció kezdeti sebességét mérik A sebesség egyenesen arányos a metilklorid és a hidroxid ion koncentrációjával A sebességi egyenlet Az S N 2 reakció: szubsztitució, nukleofil, másodrendű

14 Az S N 2 reakció reakciómechanizmusa Az átmeneti állapot magas energiájú, nagyon rövid életidejű ( s), ahol a meglévő kötések már fellazulnak és az újak keletkeznek

15 Az S N 2 reakció energiadiagramja Az aktiválási szabadentalpia(  G ‡ ) és a reakció szabadentalpia változása is látható az ábrán (  G o )

16 Egy erősen endergonikus reakcióban az energiaküszöb nagyon magas (  G ‡ nagy)

17 Az S N 2 Reakció sztereokémiája A nukleofil hátulról támad, az eredmény a szén konfigurációjának inverziója Pl.: a cisz izomer transz-á alakul a reakció során

18

19 Az S N 1 Reakció: a tert-butilklorid reakciója hidroxil ionnal A reakciósebesség független a hidroxid ion koncentrációjától és csak a tert-butil-klorid koncentrációjától függ S N 1 reakció: nukleofil szubsztitúció,első rendű (monomolekularis) A sebességmeghatározó lépés átmeneti komplexének kialakulásában csak az alkilhalid vesz részt

20 S N 1 – nukleofil szubsztitúció, monomolekuláris 1. sebességi egyenlet: v = k[R 3 -L] nem függ a nukleofiltól 2. két lépéses mechanizmus:

21 Ea HH step 1step Kiindulási anyag termék intermediate carbocation TS 2 1 E N E R G Y Két lépéses reakció SN1SN1

22 A sebességmeghatározó lépés Többlépéses reakciókban a leglassabb lépés a sebességmeghatározó Az alábbi példában k 1 <

23 + enantiomerek S N 1 MECHANIZMUS sík karbokation sp2 (S) (R) 50% racém keveréke RACEMIZÁCIÓ - attacks top and bottom equally

24

25 3. sztereokémia - racemizáció

26 Karbokationok A karbokationnak csak 6 elektronja van, sp 2 hibridállapotú és van egy üres p pályája Minél szubsztituáltabb a karbokation annál stabilabb és annál könnyebben keletkezik is

27 Az S N 1 reakció sztereokémiája Ha a „leaving group” elhagyja az optikailag aktív molekula sztereocentrumát egy S N 1 reakció során, racemizáció történik, mivel a reakció során akirális karbokation intermedier képződik

28

29 Az S N 1 és S N 2 reakciók sebességét befolyásoló faktorok A szubsztrát szerkezete befolyásolja az S N 2 reakciók sebességét az alábbiak szerint Szterikus gátlás: a molekula szerkezete gátolhatja a reakció aktív centrumában levő szénatomhoz való hozzáférést.

30 Összefoglalás: S N 1 vs. S N 2 Mindkét típusú reakcióban az alkil-jodidok reagálnak a leggyorsabban, mert azok a legjobb „leaving group-”ok.

31 Szerves szintézisek S N 2 reakcók felhasználásával

32 Kompetáló reakció az alkil halidoknál: eliminációs reakció Dehidrohalogénezési reakció alkéneket termel Főleg harmadrendű szénatom-halid vegyületeknél. Erős bázisoknál az elimináció gyakoribb

33 Az E2 Reakció (bimolekuláris elimináció) Az E2 reakcióban egyszerre történik a proton elvonása, a kettős kötés kialakítása és a távozó csoport kilépése. A reakciósebesség úgy az alkilhalid mint a bázis koncentrációjától is függ. Másodrendű reakció.

34 Az E1 reakció(monomolekuláris elimináció) Az E1 reakció karbokation intermedieren keresztül zajlik

35 ELIMINÁCIÓS REAKCIÓK Alkil halid + er ő s bázis és h ő Alkohol + er ő s sav és h ő HCl vesztés H 2 O vesztés    E2 E1

36 Biológialag fontos nukleofil szubsztitúciós reakció Metilezés : a CH 3 csoport transzferálódik egy vegyületről (SAM) a másikra (:Nu¯). (noradrenalin adrenalin)

37 DNS szintézis


Letölteni ppt "Halogén-tartalmú szerves vegyületek. R — C—X, ahol a szénatom hibridállapota : sp 3 -hibridizált szén---alkil halid könnyen lecserélhető másik csoportokra,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések