 |
1.Классификация органических соединений. Важнейшие функциональные группы. Примеры.
|
|
|
|
ОСНОВЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ.
1. Классификация органических соединений. Важнейшие функциональные группы. Примеры.
По строению углеродного скелета органические соединения делятся на: а) ациклические (алифатические), в которых цепь атомов углерода может быть неразветвленной и разветвленной: СН3 – СН2 – СН2 – СН3 СН3 – СН – СН2 – СН3
СН3
б) карбоциклические соединения, в составе циклов которых только атомы углерода
В) гетероциклические соединения, которые кроме атомов углерода в циклическом скелете содержат один или несколько гетероатомов (лат. гетерос – иной, другой): азот, кислород, серу
важнейшие функциональные группы:
| Функциональная группа | Название класса | Общая формула класса | |||
| формула | название | ||||
| – | – | Углеводороды | R–H | ||
| –F, –Cl, –Br, –I (–Hal) | галогены | Галогено-производные | R–Hal | ||
| –ОН | гидроксильная | Спирты Фенолы | R–OH Ar–OH | ||
| –О– | окси | Простые эфиры | R–O–R' | ||
| –SH | меркапто | Тиолы | R–SH | ||
| –NH2 | амино | Амины (первичные) | R–NH2 | ||
| – NO2 | нитро | Нитросоединения | R–NO2 | ||
| > C=O | карбонильная | Альгедиды Кетоны | R–CH=O R–CO–R' | ||
| –COOH | карбоксильная | Карбоновые кислоты | R–COOH | ||
| –SO3H | сульфо | Сульфокислоты | R–SO3H | ||
2. понятие о взаимном влиянии атомов в молекуле, электронные эффекты (положительные и отрицательные индуктивный и мезомерный эффекты).
Согласно теории А. М. Бутлерова, свойства и реакционная способность молекулы во многом зависят от взаимного влияния атомов или групп атомов друг на друга. Результатом взаимного влияния атомов в молекулах является перераспределение электронной плотности, что вызывает изменение реакционной способности отдельных связей и молекулы в целом. Взаимное влияние передается с помощью электронных эффектов. Различают электроноакцепторные (оттягивающие электроны – эффект « – ») и электронодонорные (посылающие электроны – эффект « + ») заместители.
|
|
|
Индуктивный эффект (I-эффект) – передача электронного влияния заместителей по цепи σ -связей.
Заместитель, вызвавший появление в молекуле полярной связи, способствует поляризации ближайших двух-трех σ -связей и приводит к возникновению частичных зарядов (δ ) на соседних атомах. Электроноакцепторные заместители (Х), уменьшающие электронную плотность соседних σ -связей, проявляют отрицательный индуктивный эффект (– I-эффект). Электронодонорные заместители (Y), повышающие электронную плотность соседних σ -связей, проявляют положительный индуктивный эффект (+I-эффект). Графически индуктивный эффект обозначают стрелкой на конце валентной черты с острием, направленным в сторону более электроотрицательного атома. Как правило, через три-четыре связи он уже не проявляется.
Мезомерный эффект (М-эффект) – передача электронного влияния заместителей по сопряженной системе. В отличие от индуктивного, мезомерный эффект не затухает, а передается по всей сопряженной системе, т. к. р- и π -электроны более подвижны, чем σ -электроны.
Заместители, отдающие пару электронов в сопряженную систему (электронодоноры), проявляют положительный (+М-эффект) мезомерный эффект. Этот эффект характерен для заместителей, содержащих гетероатомы с неподеленной электронной парой или целым отрицательным зарядом. Заместители, являющиеся участниками сопряженной системы и содержащие кратную связь с электроотрицательным атомом, оттягивающим на себя делокализованную электронную плотность системы, проявляют отрицательный мезомерный эффект (–М-эффект). Графически М-эффект обозначают изогнутыми стрелками, начало которых показывает, какие π - или р-электроны смещаются, а их конец указывает связь или атом, к которым они смещаются:
|
|
|
при оценке влияния заместителей на распределение электронной плотности в молекуле необходимо учитывать результирующее действие обоих эффектов. Например, в анилине отрицательный I-эффект перекрывается более сильным +М-эффектом. За редким исключением (атомы галогенов) мезомерный эффект превалирует над индуктивным.
|
|
|
