Mecansime de Reactie

7/26/2019 Mecansime de Reactie

1/19

Mecanisme de reactie

Hristache Florin Leorda Mihai


2/19

Cuprins Definitie Clasificarea reactantilor Principalele tipuri de reactie intalnite in chimia organica

Reactia de substitutie

Reactia de eliminare Reactia de aditie Reactia de transpozitie

Reactii chimice cu mecanism cationicSubstituia nucleofil unimolecular (SN1)

Reactii chimice cu mecanism anionic

Substituia nucleofil bimolecular (SN2)Eliminarea bimolecular (E2)

Reactii chimice cu mecanism radicalicSubstituia radicalic (SR)Adiia radicalic (AR)

Referinte


3/19

Definitie

Mecanismul de reacie descrie modul n care sescideaz i se formeaz legturile n cursul unei

reacii, deplasarea electronilor de valen ai atomilorimplicai dar i de evoluia n timp a acestortransformri. Sau pe scurt etapele succesive ce descriucomplet o transformare chimic poart numele demecanism de reaciea


4/19

O legtur covalent , n care cei doi atomi au electronegativiti asemntoare(de exemplu, legtura CC), i care nu este influenat de efectele atrgtoaresau donoare de electroni ale grupelor nvecinate, este o legtur nepolar.Ruperea acesteia se va efectua simetric, fiecare partener plecnd cu electronulpus iniial n comun n covalena respectiv. O astfel de rupere se numete

homolitic, reacia invers, de formare a legturii, fiind ocoligare.

Clasificarea reactantilor

Speciile chimice rezultate dintr-un astfel de proces suntradicali liberi, speciin care numrul de valene nu este complet satisfcut, atomul avnd o valenliber, reprezentat de electronul nemperecheat.


5/19

Posibilitate de rupere a unei legturi covalente este una asimetric, datoratpolarizrii legturii AB. Polarizarea poate fi preexistent sau poate aprea ntimpul reaciei, fiind datorat efectelor inductive sau electromere. n orice caz,polarizarea legturii covalente nseamn deplasarea electronilor ctre atomul celmai electronegativ, sau ctre unul dintre atomi sub influena efectelor donoare

sau atrgtoare ale gruprilor vecine. O astfel de rupere asimetric se numeteheterolitic,reacia invers, de formare a legturii, fiind ocoordinare.

Clasificarea reactantilor

Specia rezultat este uncation. In cazul unei legturi CC, heteroliza va conducela formarea unuicarbanioni a unuicarbocation.


6/19

Indiferent de natura i caracterul substratului ori a reactantului, de tipul demecanism, de condiiile de reacie , n general, o reacie chimic va include treietape:

1)generarea reactantului sau a speciei active iniierea reaciei

2)desfurarea procesului chimic propagarea reaciei3)terminarea reaciei prin formarea produsului/produilor de reacie ntreruperea.

Principalele tipuri de reactiiintalnite in chimia organica

Clasificarea general a marilor familii de procese chimice este urmtoarea:

1)Reactia de substituie

2)Reactia de eliminare2)Reactia de aditie3)Reactia de transpozitie


7/19

Reactia de substitutie

Reacia de substituie reprezint nlocuirea unui atom sau aunei grupe funcionale cu un alt atom sau o alt grupfuncional:

Tipul de substituie, respectiv mecanismul dup care va avealoc transformarea, va depinde att de natura substratului, ct ide cea a reactantului, dar i de condiiile de reacie.


8/19

Reactia de eliminare

Reacia de eliminare este pierderea, de ctre doi atomi de carbon aiaceleeai molecule a doi substitueni ce vor forma o nou moleculReacia are loc n prezena sau n absena unei specii captatoare iduce la formarea unei molecule nesaturate sau a unui ciclu.

Tipul de eliminare, de obicei denumit i eliminare 1,2 fiindvorba de grupe vecine, depinde n mare msur de naturasubstratului, specia R avnd fie un rol activ de motor aleliminrii, fie unul mai pasiv, de captator al speciei eliminate.

n funcie de aceste aspecte va fi determinat mersul reaciei.


9/19

Reactia de aditie

Reacia de adiie const n fixarea unei molecule de dimensiuni mici(organice sau anorganice) la o nesaturare, dup un proces oarecuminvers eliminrii .

Natura substratului i, mai ales, a reactantului vor fideterminante pentru selectarea mersului reaciei. Mecanismulde reacie va depinde n mare msur de tipul nesaturrii(atomi participani, multiplicitate), de efectele existente n

molecula de substrat (polarizri i conjugri), dar i decaracterul reactantului (nucleofil sau electrofil).


10/19

Reactia de transpozitie

Reacia de transpoziie este o modificare intramolecular a scheletuluiunei molecule n cursul creia o pereche de electroni sau , unatom sau o grupare de atomi i schimb poziia, rezultatul fiind orearanjare intern a moleculei.

Rearanjarea atomilor se poate face sub aciunea unui agentextern, migrarea unui atom sau a unei grupri efectundu-sefie ntre atomi vecini, fie pe o distan mai mare. Acest lucru vadepinde n principal de efectele interne, de mobilitatea i

caracterul grupei migratoare.


11/19

Reacii chimice cu mecanism cationic

Fiind o substituie nucleofil, reactantul este un nucleofil, adic ospecie ncrcat negativ sau posednd cel puin o pereche deelectroni neparticipani. n cazul substituiei nucleofile unimoleculare

(SN1) motorul reaciei este capacitatea substratului de a genera unintermediar carbocationic stabil. Astfel, s-a demonstrat c viteza dereacie nu depinde dect de concentraia substratului halogenat viteza nu crete la adaosul unei specii cu nucleofilicitate superioar.n general, derivaii halogenai teriari sunt cei care sufer procese detip SN1, procese de multe ori favorizate i de natura solventului

(solvatarea poate facilita disocierea din etapa de iniiere). Pentru caformarea celor dou specii ionice s fie favorizat, solventul trebuies fie polar; fiind o specie polar, aceasta va avea i o componentnucleofil. Prin urmare, de multe ori solventul este identic cureactantul nucleofil, fiind vorba deci de o solvoliz.

Substituia nucleofil unimolecular (SN1)


12/19

Etapa de iniiere a procesului este nsi reacia de disociere asubstratului, proces ce depinde de trei factori: energia de disociere alegturii dintre restul carbocationic i grupa eliminat (gruparedeplasabil sau nucleofug), de capacitatea carbocationului de a sestabiliza i de capacitatea nucleofug a gruprii eliminate. Cu ctenergia de disociere este mai sczut, cu att ruperea heterolitic din

etapa de iniiere este mai uoar energia de disociere depinde attde efectele din molecula substratului, ct i de electronegativitateaatomului sau gruprii deplasabile.

Substituia nucleofil unimolecular (SN1)


13/19

Reacii chimice cu mecanism anionic

Substituiile nucleofile bimoleculare sunt reacii frecvent ntlnite lacompuii alifatici saturai. Pe caz general, acest tip de reacii se poatereprezenta astfel:

Substituia nucleofil bimolecular (SN2)

Mersul reaciei depinde de natura radicalului organic R (dac estembogit sau srcit n electroni), de natura reactantului nucleofil (apasau o baz, spre exemplu), precum i de natura grupei eliminate (denucleofug n cazul de fa, halogenul). Dac natura lui R i permiteacestuia s formeze, prin rupere heterolitic a legturii CH, uncarbocation stabil, reacia va urma calea unei substituii nucleofile

unimoleculare (SN1 v. mai sus).


14/19

Aa cum eliminarea unimolecular este reacia ce concureazsubstituia nucleofil unimolecular, eliminarea bimolecular vansoi substituia nucleofil bimolecular:

Eliminarea bimolecular (E2)

Avnd n vedere faptul c de cele mai multe ori un proton este celatacat de specia nucleofil, procesul de E2 este favorizat de cretereabazicitii agentului nucleofil. De asemenea, temperaturile mai ridicatefavorizeaz procesul E2 n detrimentul SN2-ului concurenial. n acelaisens, pentru a favoriza reacia de eliminare i a defavoriza substituianucleofil, aglomerarea steric la centrul de reacie al SN2 poate fi un

avantaj (n aceast situaie va fi atacat mai uor atomul de hidrogen dela carbonul vecin).


15/19

Reacii chimice cu mecanism radicalic

Cea mai cunoscut reacie de substituie radicalic estehalogenarea alcanilor (nlocuirea unuia sau mai a multoratomi de hidrogen cu atom/i de halogen), n urma creia se

obin derivai halogenai (mono- sau polihalogenai). Dintrehalogeni, cel mai mult sunt utilizai clorul i bromul (nspecial clorul); fluorul este foarte reactiv, reacionnd exotermi neselectiv, n timp ce iodul reacioneaz lent i este, pe dealt parte, i scump. Reaciile de clorurare i bromurare au loc

fie fotochimic (sub influena radiaiilor luminoase), fie termic(la temperaturi de peste 100C), eventual n prezena unorpromotori sau iniiatori. Prima etap este generarea (de obiceifotochimic) a radicalului de halogen

Substituia radicalic (SR)


16/19

Substituia radicalic (SR)

Printr-un mecanism similar se substituie cu clor hidrogenul din poziiaalilic a alchenelor (n acest caz activarea este termic). Tot o substituieradicalic n poziie alilic este i autoxidarea alchenelor, precum i reaciade bromurare cu N-bromosuccinimid (NBS). n ambele cazuri promotoriisunt specii peroxidice, formate prin autoxidare n primul caz (v. maideparte) sau introduse n reacie n cantiti mici, n cel de-al doilea caz.


17/19

Adiia radicalic (AR)

Un exemplu clasic de adiie radicalic la o dubl legtur >C=C< alcheniceste adiia Kharash de acid bromhidric la propen, proces care decurgeanti-Markovnikov (nu respect regula Markovnikov de adiia a hidracizilorla alchene v. nainte).


18/19

Adiia radicalic (AR)

Motorul unui astfel de proces radicalic este capacitatea anumitor compuiorganici de a genera specii radicalice. Astfel, acidul bromhidricreacioneaz cu specii precum peroxidul de benzoil, C6H5CO-O-O-COC6H5, genernd radicali liberi (C6H5COO sau C6H5 ) care, fiind extrem de reactivi, extrag un atom de hidrogen din HBr, genernd specia

activ, Br. Acesta acioneaz ca un adevrat electrofil, interacionnd, netapa de propagare, cu acel atom de carbon care are densitate electronicmrit, anume atomul de carbon terminal. Procesul se termin de obiceiprin combinarea a dou specii radicalice:


19/19

Referinte

https://alili2001.files.wordpress.com/2014/12/m06_chimorganica.pdf

https://www.scribd.com/doc/103604825/Mecanisme-de-reactie-curs-prof-F-Badea-UPB

https://www.scribd.com/doc/126555727/Mecanisme-de-Reactie

http://documents.tips/documents/mecanisme-de-reactie.html

Mecansime de Reactie

Documents

Transcript of Mecansime de Reactie