Лекция 6 для студентов 1 курса, обучающихся по специальности Медицинская кибернетика Лектор: ст. преподаватель кафедры биохимии Руковец Татьяна Анатольевна Красноярск 2014

На основании электронного строения атома углерода, химических связей и электронных эффектов заместителей сформировать знания о закономерностях химического поведения алкенов, аренов и ароматических гетероциклов. 2

Общий механизм реакций А Е у алкенов, примеры. Написание схем реакций А Е у алкенов. Общих механизм реакций S E у аренов, примеры. Написание схем реакций S Е у аренов. Особенности протекания реакций S Е у гетероциклов. 3

Алкены – это непредельные углеводороды (УВ), содержащие одну двойную связь. Общая формула С n H 2n, n 2 представители ряда алкенов n ФормулаНазвание 2Н 2 С=СН 2 Этен (этилен) 3Н 2 С=СН-СН 3 Пропен (пропилен) 4Н 2 С=СН-СН 2 -СН 3 Бутен - 1 (бутилен) 4

Химические свойства алкенов определяются наличием π – связи. Двойная связь является нуклеофилом, поэтому алкены взаимодействуют с электрофилами. Для алкенов характерны реакции присоединения по двойной связи. А Е – электрофильное присоединение 5

Название реакции Пример Гидрогалогенирование (HCl, HBr, HI) Гидратация (H 2 O/H + ) Гидрирование (Н 2 /Ni) Галогенирование (Cl 2, Br 2, I 2 ) СН 2 =СН 2 + НВr CH 3 -CH 2 Br СН 2 =СН 2 + НОН CH 3 -CH 2 ОН СН 2 =СН 2 + Н 2 CH 3 -CH 3 СН 2 =СН 2 + Br 2 CH 2 Br-CH 2 Br 6

При наличии ЭД или ЭА заместителей в несимметричных алкенах, атомы углерода будут неравноценны и электрофильная частица будет атаковать нуклеофильный центр. 7

8

Поскольку алкены являются слабыми нуклеофилами, для протекания реакций требуется сильный электрофильный реагент. Если электрофильный реагент слабый, то требуется катализатор для усиления реакционного центра. 9

10

11

12

В реакциях присоединения кислот (НСl, HBr) и воды (H 2 O) к алкенам атом водорода присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода. Исключение: если рядом с двойной связью находится ЭА заместитель (-Сl, -COOH, -NO 2 и др.), то присоединение идет против правила. 13

14

15

16

Мономер – исходное вещество. Полимер – продукт реакции полимеризации. Общее уравнение полимеризации: Х = Н (полиэтилен) СН 3 (полипропилен) Сl (поливинилхлорид) ОН (поливиниловый спирт) С 6 Н 5 (полистирол) 17

Простейший ароматический углеводород – бензол С 6 Н 6. Бензол имеет циклическое строение и содержит единую делокализованную шести электронную π-систему, которая называется ароматической. 18 бензол толуол этилбензол Винилбензол (стирол)

19 Наличие π – электронной плотности по обе стороны плоского σ – скелета делает бензол нуклеофильным субстратом, доступным для атаки электрофилом. Е+Е+

20 Строение промежуточной частицы π - комплекс

21

22

Галогенирование (+ Cl 2, Br 2 ) Нитрование (+ HNO 3 ) Сульфирование (+H 2 SO 4 ) Алкилирование (+ R-Hal/AlCl 3 ) Ацилирование (+ R-COHal/AlCl 3 ) 23

24

25

26

27

28

29

30