- •1.Представление о пространственном и электронном строении молекул органических веществ. Понятие карбкатион, карбанион, радикал; факторы, влияющие на их стабильность.
- •2.Номенклатура органических соединений: систематическая (iupac), радикально-функциональная, тривиальные названия. Основные принципы номенклатуры iupac.
- •5.Алканы, нахождение в природе. Основные направления переработки и использования алканов.
- •6.Алканы. Химические свойства: галогенирование (механизм), нитрование, окисление, сульфохлорирование, сульфоокисление.
- •Iupac рекомендует называть геометрические изомеры по следующей номенклатуре:
- •Реакция Коупа
- •8. Химические свойства алкенов: реакции электрофильного присоединения (галогенирование, гидрогалогенирование, гидратация), их механизм. Правило Марковникова и его объяснение.
- •9.Стереохимия реакций присоединения к двойной связи алкенов (на примере бронирования циклогексена, цис- и транс-алкенов).
- •10. Реакции радикального присоединения к двойным связям алкенов (присоединение по Карашу). Механизм, объяснение региоселективности.
- •11. Реакции аллильного замещения в алкенах. Аллильный радикал, его строение и причина повышенной стабильности.
- •12. Реакции окисления алкенов. Озонолиз, эпоксидирование, реакция Прилежаева, гидроксилирование. Окисление алкенов, катализируемое солями палладия(II)
Реакция Коупа
Реакция Коупа — разложение N-окисей третичных аминов[24]:
8. Химические свойства алкенов: реакции электрофильного присоединения (галогенирование, гидрогалогенирование, гидратация), их механизм. Правило Марковникова и его объяснение.
Алкены химически активны. Их химические свойства во многом определяются наличием двойной связи. Для алкенов наиболее характерны реакции электрофильного присоединения и реакции радикального присоединения. Реакции нуклеофильного присоединения обычно требуют наличие сильного нуклеофила и для алкенов не типичны.
Особенностью алкенов являются также реакции циклоприсоединения и метатезиса.
Алкены легко вступают в реакции окисления, гидрируются сильными восстановителями или водородом под действием катализаторов до алканов, а также способны к аллильному радикальному замещению.
Реакции электрофильного присоединенияВ данных реакциях атакующей частицей является электрофил.
ГалогенированиеГалогенирование алкенов, проходящее в отсутствие инициаторов радикальных реакций — типичная реакция электрофильного присоединения. Она проводится в среде неполярных инертных растворителей (например: CCl4):
Реакция галогенирования стереоспецифична —- присоединение происходит с противоположных сторон относительно плоскости молекулы алкена[1]
Механизм реакций подобного типа в общем виде:
ГидрогалогенированиеЭлектрофильное присоединение галогенводородов к алкенам происходит по правилу Марковникова:
Однако в присутствии перекисей присоединение происходит преимущественно против этого правила (эффект Хараша)[1]:
Это объясняется тем, что реакция в данном случае будет протекать по радикальному механизму и присоединение радикала Br.идет по стерически наиболее доступному концевому атому углерода двойной связи:
ГидратацияРеакция присоединения воды к алкенам протекает в присутствии серной кислоты[21]:
Реакция протекает по правилу Марковникова.
Правило Морковникова При присоединении галогеноводорода к несимметричному алкену атом водорода присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода.
Для объяснения преобладания более замещённого галогенида над менее замещённым в продуктах реакции обычно прибегают к рассмотрению механизма электрофильного присоединения к алкенам.
Реакция протекает в две стадии. На первой, медленной стадии происходит присоединение протона H+к двойной связи: при этом протон может связываться с одним из двух атомов углерода, образующих двойную связь. Образующиеся карбокатионы И1 и И2 имеют различную энергию (устойчивость), поскольку положительный заряд в них делокализуется с разной эффективностью. По этой причине вторичный карбокатион И2 является более устойчивым, и соответствующий ему бромид П2 образуется в большем количестве.
9.Стереохимия реакций присоединения к двойной связи алкенов (на примере бронирования циклогексена, цис- и транс-алкенов).
В случае бромирования симметричных алкенов, например, цис- или транс-гексенов-3 должны образоваться или рацемат (D,L-форма), или мезо-форма конечного дибромида, что и наблюдается в действительности.
При присоединении брома к циклогексену первоначально образуется транс-1,2-дибромциклогексан в а,а-конформации, которая затем сразу же переходит в энергетически более выгодную е,е-конформацию. Анти-присоединение галогенов к двойной связи позволяет отвергнуть механизм одностадийного синхронного присоединения одной молекулы галогена к двойной связи, которое может осуществляться только как син-присоединение. Анти-присоединение галогена не согласуется также и с образованием открытого карбкатиона RCH+-CH2Hal в качестве интермедиата. В открытом карбокатионе возможно свободное вращение вокруг С-С-связи, что должно приводить после атаки аниона Br- к образованию смеси продуктов как анти-, так и син-присоединения. Стереоспецифическое анти-присоединение галогенов явилось главной причиной создания концепции бромониевого или хлорониевого ионов в качестве дискретных промежуточных частиц. Эта концепция идеально удовлетворяет правилу анти-присоединения, поскольку нуклеофильная атака галогенид-иона возможна с анти-стороны по любому из двух атомов углерода галогенониевого иона по SN2 механизму.
В случае несимметрично замещенных алкенов это должно приводить к двум энантиомерам трео-формы при присоединении брома к цис-изомеру или к энантиомерам эритро-формы при галоидировании транс-изомера. Это действительно наблюдается при присоединении брома, например, к цис- и транс-изомерам пентена-2.