Reakcioni mehanizam

2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12

Detaljan opis hemijske reakcije korak po korak je mehanizam reakcije, mehanizmi reakcije su povezani sa hemijskom kinetikom:

• Koje veze su pokvarene?
• Kojim redoslijedom?
• Koliko je faza uključeno?
• Koja je brzina svake faze?

Mehanizam se ne može testirati, mora zadovoljiti sve eksperimentalne činjenice i može se poništiti pojavom novih činjenica.

Postoje reakcije koje se javljaju različitim mehanizmima pod različitim uslovima.

Postoje i slučajevi u kojima je više od jednog mehanizma sposobno da opiše sve eksperimentalne činjenice.

Vrste mehanizama

a) Heterolitički mehanizam

Za većinu reakcija zgodno je imenovati reaktante kao:

• Reagens za napad
• Substrat

Reagens: Može "dovesti" elektronski par na supstrat (nukleofil) ili "uzeti" par elektrona sa njega (elektrofil)

• Nukleofilna reakcija – (Nukleofilni reagens)
• Elektrofilna reakcija – (elektrofilni reagens)

Kada se molekul supstrata razbije:

Dio koji ne sadrži ugljik je grupa koja "napušta" (nukleofil ili elektrofil)

b) Homolitički mehanizam (kroz slobodne radikale)

c) MehanizamPericiklički

Elektroni se kreću bez formiranja jona ili radikala

Vrste reakcija:

Većina reakcija spada u jednu od šest kategorija:

i- ZAMJENE (3 mogućnosti)

nukleofilni (heterolitički)

Privlači elektronski par na podlogu

Elektrofilni (heterolitički)

Uzima svoj par elektrona sa supstrata

Put slobodnih radikala (Homolitički)

String Transfer

ii- DODACI DVOSTRUKIM ILI TROJNIM LINKOVIMA (4 mogućnosti)

Elektrofilna adicija (heterolitička)

Nukleofilna adicija (heterolitička)

Dodavanje putem slobodnih radikala (Homolytic)

Simultano dodavanje

Većina šema pokazuje prekid Y-W u isto vrijeme kada se Y vezuje za B. Ovo se rijetko dešava, osim u slučaju pericikličnih reakcija.

iii- BETA UKLANJANJE (β)

Ove reakcije se mogu javiti heterolitičkim ili pericikličnim mehanizmom (preko slobodnih radikala su rijetki).

• W i X mogu ili ne moraju izlaziti istovremeno
• Canbiti u kombinaciji ili ne

iv- PREMJEŠTAJ

Može uključivati migraciju 1 atoma ili grupe s jednog atoma na drugi.

Migracija sa 1 parom elektrona (nukleofilna)

Migracija sa 1 elektronom (slobodni radikal)

Šeme pokazuju preuređenje tipa u kojem se migrant kreće prema susjednom atomu (najčešće). Međutim, može doći i do preuređivanja za udaljenije atome.

Postoje prestrojavanja koja ne uključuju jednostavne migracije. Neki uključuju periciklične mehanizme.

v- OKSIDACIJA I REDUKCIJA

Mnoge reakcije oksidacije i redukcije se uklapaju u jedan od četiri tipa spomenuta iznad, a mnoge ne.

i- KOMBINACIJA VEĆ CITIRANIH VRSTA

NAPOMBE:

Strelice koje se koriste se koriste da pokažu kretanje elektrona. Iako se koriste u pericikličkim reakcijama radi praktičnosti, mi zapravo ne znamo u kom smjeru se kreću elektroni.

NUKLEOFILNA ZAMJENA

Reakcije supstitucije su jedna od najčešćih vrsta koje se nalaze u organskoj hemiji.

Nukleofilne supstitucije na zasićenom ugljeniku

Najčešći su SN1 i SN2 mehanizmi

Razlikuju se jedni od drugih u procesu formiranja nove veze i razbijanja prethodne.

SN2 mehanizam (1-stepeni mehanizam)

Napadajući nukleofil se približavapodloga 180 stepeni od izlazne grupe

• U ET (prijelazno stanje) Y i X su djelimično pomiješani sa p orbitalom, približno okomito na sp2 orbitalom.
• U ET 3 supstituenta i centralni C su približno komplanarni.

Postoji mnogo eksperimentalnih dokaza za ovaj mehanizam.

Formiranje nove veze se dešava istovremeno sa raskidom stare.