Chemické reakcie organických zlúčenín I

Vypracovala: Mgr. Zuzana Szocsová

Rozdelenie chemických reakcií organických zlúčenín:

1. Podľa reakčného mechanizmu ich delíme na: homolytické a heterolytické (teda podľa spôsobu vzniku nových chemických väzieb a zániku pôvodných chemických väzieb (kovalentných))

2. Podľa druhu chemickej reakcie rozoznávame: adičné chemické reakcie, substitučné chemické reakcie, eliminačné chemické reakcie, polymerizačné chemické reakcie a molekulové prešmyky.

3. Podľa priebehu chemickej reakcie rozoznávame

1. Monomolekulové chemické reakcie – rýchlosť chemickej reakcie je určená reakčnými vlastnosťami východiskových látok (reaktantov).

2. Bimolekulové chemické reakcie – rýchlosť priebehu chemickej reakcie je závislá od reakčných vlastností reaktantu a činidla.

Homolytické a heterolitické štiepenie chemických väzieb

Homolytické – radikálové štiepenie chemických väzieb predstavuje symetrické rozštiepenie kovalentnej chemickéj väzby.

• Homolytické štiepenie väzby prebieha najmä pri nepolárnych alebo slabo polárnych zlúčeninách (v nepolárnom alebo slabo polárnom rozpúšťadle, alebo v plynnej fáze), za prítomnosti tepla, katalyzátora, ktorý má radikálový charakter a podobne.

Heterolytické štiepenie chemickej väzby – väzbové elektróny sa presúvajú k jednému atómu.

• Prebieha v polárnych rozpúšťadlách, katalyzované kyslým alebo zásaditým katalyzátorom.

Substitučné reakcie

1. Substitučné reakcie – radikálové (S_R)

• Prebiehajú na nasýtených organických zlúčeninách (alkány), chemická reakcia prebieha na jednoduchej väzbe

• Atóm vodíka je nahradený iným atómom ale skupinou atómov

• Väzba sa homolyticky štiepy

• Vznikajú radikály

• Radikál je častica s nespáreným elektrónom. Tieto radikály reagujú s radikálom substituovaného atómu. Napríklad chlorácia.

• Radikálová bromácia:

H₃C-CH₃ + Br₂ → CH₃ –CH₂ -Br + HBr

2. Substitučné reakcie – nukleofilné (S_N)

• Dochádza k výmene funkčnej skupiny X za funkčnú skupinu Y (predstavuje reakčné činidlo, teda buď anión alebo je to atóm, ktorý má voľný elektrónový pár)

1. Monomolekulová nukleofilná substitúcia:

2. Bimolekulová nukleofilná substitúcia

• Uskutočňuje sa cez aktivovaný komplex = odštiepenie skupiny X a naviazanie skupiny Y prebieha súčasne

3. Substitučné reakcie – elektrofilné (S_E)

• Typické pre aromatické uhľovodíky a systémy

• Protón alebo katión aromatického uhlíka je nahradený elektrofilom (elektrofilnou časticou)

• Vzniká π-komplex a následne σ-komplex

Príklady:

Alkány:

Chlorácia (radikálová substitúcia)

Aromatické uhľovodíky:

Elektrofilná substitúcia (napríklad nitrácia, halogenácia)

• Vodík, ktorý sa nachádza na aromatickom jadre je nahradený nitróniovým katiónom NO₂⁺ . Nitróniový katión vzniká z kyseliny dusičnej pri katalytickom účinku kyseliny sírovej:

• Elektrofilná častica NO₂⁺ najprv vytvorí s π- elektrónmi aromatického jadra π-komplex. V ďalšej fáze dochádza k vzniku σ komplexu – má charakter medziproduktu.

Nitroarény:

Nukleofilné substitúcie nitroarénov prebiehajú v prípade, že v polohe –orto alebo –para sa vzhľadom na nitroskupinu nachádza substituent, ktorý má silný záporný indukčný efekt – veľmi často je to ďalšia nitroskupina.

Použitá literatúra:

Jozef Hudec, Jozef Tóth, Ján Tomáš, Alžbeta Hegedusová – Organická chémia, Nitra 2002, ISBN 80-7137-975-1

http://sk.wikipedia.org/wiki/Benz%C3%A9n