Разделы презентаций


Ароматические углеводороды презентация, доклад

Содержание

БензолЕсопр. 150 кДж/мольАрены CnН2n-6sp2-гибридизацияСравнить!lC=C = 0,134 нм,lС-С = 0,154 нмЕдиная6π-сопря-женнаясистемаСтруктуры Кекуле (1865 г.)С т р у к т у р ы Дьюара

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Кафедра химии
Тема лекции:
Ароматические углеводороды.
Галогенопроизводные углеводородов

Кафедра химииТема лекции:Ароматические углеводороды.Галогенопроизводные углеводородов

Слайд 2Бензол
Есопр. 150 кДж/моль
Арены CnН2n-6
sp2-гибридизация
Сравнить!
lC=C = 0,134 нм,lС-С = 0,154 нм
Единая
6π-сопря-
женная
система
Структуры

Кекуле (1865 г.)
С т р у к т у р

ы Дьюара





БензолЕсопр. 150 кДж/мольАрены CnН2n-6sp2-гибридизацияСравнить!lC=C = 0,134 нм,lС-С = 0,154 нмЕдиная6π-сопря-женнаясистемаСтруктуры Кекуле (1865 г.)С т р у к

Слайд 3Правило Хюккеля
Ароматичность предполагает наличие плоского
замкнутого цикла и сопряженной π-электронной
системы, содержащей

(4n+2)π-электронов, где
n= 0,1,2,3, … (т.е. 2, 6, 10, 14 …

π-электронов)
Правило ХюккеляАроматичность предполагает наличие плоскогозамкнутого цикла и сопряженной π-электроннойсистемы, содержащей (4n+2)π-электронов, гдеn= 0,1,2,3, … (т.е. 2, 6,

Слайд 4Небензоидные ароматические соединения
Его производные – в ромаш- ке, эвкалипте, полыни
(противовоспалительное

действие)
азулен

Небензоидные ароматические соединенияЕго производные – в ромаш- ке, эвкалипте, полыни (противовоспалительное действие)азулен

Слайд 5Конденсированные арены
10π (n=2)
14π (n=3)
Eсопр. 225 кДж/моль
384 кДж/моль
Сравнить!
для бензола:
150

кДж/моль
Уменьшение ароматичности,
увеличение реакционной способности

Конденсированные арены10π (n=2)14π (n=3)Eсопр. 225 кДж/моль 384 кДж/мольСравнить! для бензола:150 кДж/моль      Уменьшение

Слайд 610π

ГЕТАРЕНЫ
Есопр.167 кДж/моль

пиррол
Есопр.100 кДж/моль

10π6πГЕТАРЕНЫЕсопр.167 кДж/моль6πпирролЕсопр.100 кДж/моль6π

Слайд 7
2
2
2
2
2
2
2
2
2
(4х4+2)π
Есопр.
~ 1000 кДж/моль

222222222(4х4+2)π      Есопр. ~ 1000 кДж/моль

Слайд 8Fe2+
R1
R2
R3
R4
R5
R7
R6
R8
глобин
Н2О (или О2)
(или СО)
Г Е М

Fe2+R1R2R3R4R5R7R6R8глобинН2О (или О2)(или СО)Г Е М

Слайд 9Гем

Гем

Слайд 11Электрофильное замещение SE
1. Галогенирование (кат. – кислоты Льюиса: AlCl3

или FeCl3)
2. Нитрование
Сl2 + FeCl3 T Cl+[FeCl4]−
HONO2 + 2H2SO4

T NO2+ + H3O+ + 2HSO4−
Электрофильное замещение SE1. Галогенирование (кат. – кислоты Льюиса:   AlCl3 или FeCl3) 2. НитрованиеСl2 + FeCl3

Слайд 123. Сульфирование (олеум)
4. Алкилирование (реакция Фриделя-Крафтса)
C2H5+[AlCl4]−
Гомологи
бензола

3. Сульфирование (олеум)4. Алкилирование (реакция Фриделя-Крафтса)C2H5+[AlCl4]−Гомологи бензола

Слайд 13sp3-гибридизация
Восстановление
ароматичности

sp3-гибридизацияВосстановлениеароматичности

Слайд 14 Правила ориентации
при SE в бензольном ряду
Заместители I-го рода
Х

= R, OH, OR, NH2, NHR, SH,

Hal
- электронодоноры,
- активаторы,
- орто- и пара-
- ориентанты
Правила ориентациипри SE в бензольном рядуЗаместители I-го родаХ = R, OH, OR,

Слайд 15Пример

Орто- и пара-нитрофенолы
Ориентирующее влияние заместителей обусловлено их
электронными эффектами (статический фактор)

и ста-
бильностью σ-комплексов (динамический фактор).

ПримерОрто- и пара-нитрофенолыОриентирующее влияние заместителей обусловлено ихэлектронными эффектами (статический фактор) и ста-бильностью σ-комплексов (динамический фактор).

Слайд 16
NO2+
- H+
NO2+
- H+
основной
продукт
побочный
стабильный
?
Д/задание: изобразите промежуточные карбокатионы при
атаке в

мета-положение (убедитесь: все вторичные!)

NO2+- H+NO2+- H+основной продуктпобочныйстабильный?Д/задание: изобразите промежуточные карбокатионы при атаке в мета-положение (убедитесь: все вторичные!)

Слайд 17Заместители II-го рода
Y = COOH, CHO, SO3H, C≡N, NO2,

NR3, CF3
Электроно-акцепторы
Дезактиваторы
Мета-ориентанты

мета
мета
+

Заместители II-го родаY = COOH, CHO, SO3H, C≡N, NO2,  NR3, CF3Электроно-акцепторыДезактиваторыМета-ориентантыметамета+

Слайд 18
Пример
НОNO2(к.)
Н2SO4(к.)
+ Н2О
мета-нитробензойная
кислота

ПримерНОNO2(к.)Н2SO4(к.)+ Н2Омета-нитробензойная       кислота

Слайд 19NO2+
NO2+
- H+
- H+
основной
продукт
побочный
продукт
?
Д/задание: изобразите промежуточные карбокатионы при
атаке

в мета-положение (убедитесь: «+» заряды находят-
ся возможно дальше друг от

друга!)
NO2+NO2+- H+- H+основной продуктпобочный продукт?Д/задание: изобразите промежуточные карбокатионы при атаке в мета-положение (убедитесь: «+» заряды находят-ся возможно

Слайд 20Окисление аренов
Ароматический цикл очень прочный, поэтому у гомологов
окисляется только

боковая цепь (любой длины) до
СООН-группы
толуол
изопропил-
бензол
мета-фталевая

кислота
Окисление ареновАроматический цикл очень прочный, поэтому у гомологов окисляется только боковая цепь (любой длины) до СООН-группытолуолизопропил-

Слайд 21Галогенопроизводные углеводородов
Это производные углеводородов, содержащие
один или несколько атомов галогена вместо


атомов водорода
В молекулах RX два реакционных центра:
Электрофильный

центр

(подвергается атаке нуклеофилом)

Нуклеофильное замещение SN

Кислотный
центр

(подвергается атаке основанием)

Элиминирование
(отщепление) Е

Галогенопроизводные углеводородовЭто производные углеводородов, содержащиеодин или несколько атомов галогена вместо атомов водородаВ молекулах RX два реакционных центра:

Слайд 22Нуклеофильность – стремление отдать электронную
пару электрофильному атому углерода (или другого

элемента, кроме протона)
Основность – стремление отдать электронную пару
протону
а) по периоду:

H2N− > RO− > HO− > F−;

б) HO− > H2O, H2N− > NH3, RO− > ROH;

в) по группе (сверху вниз) нуклеофильность увеличи-
вается, а основность уменьшается.

Нуклеофильность – стремление отдать электроннуюпару электрофильному атому углерода (или другого  элемента, кроме протона)Основность – стремление отдать

Слайд 23Химические свойства
Нуклеофильное замещение
Два механизма (SN2 и SN1)
SN2 (бимолекулярный)
:Y−

+ Rδ+:Xδ−
нуклеофил
Переходный комплекс
Для первичных галогенопроизводных
[Yδ−. . .Rδ+. . .Xδ−]
R:Y +

:X−

медленно

быстро

Атака с тыла:

Одностадийный
процесс

Химические свойстваНуклеофильное замещение Два механизма (SN2 и SN1)SN2 (бимолекулярный):Y−  + Rδ+:Xδ−нуклеофилПереходный комплексДля первичных галогенопроизводных[Yδ−. . .Rδ+.

Слайд 24Доказательства механизма SN2
1. Кинетическое
V = k [RX] [Y−]
2. Стереохимическое

Доказательства механизма SN21. КинетическоеV = k [RX] [Y−]2. Стереохимическое

Слайд 25Если электрофильный центр содержит асимметрический
атом углерода, то из соединения

одной конфигурации об-
разуется продукт другой конфигурации (Вальденовское обращение или оптическая инверсия,

1896 г.).
Это обращение конфигурации можно сравнить с вывора-
чиванием зонтика от сильного ветра.

Пример

(S)-2-бромбутан

(R)-бутанол-2

Если электрофильный центр содержит асимметрический атом углерода, то из соединения одной конфигурации об-разуется продукт другой конфигурации (Вальденовское

Слайд 26SN1 (мономолекулярный)
Rδ+:Xδ−
медленно
R+ + X−
карбкатион
(более устойчив)
R+

+ :Y−
быстро
Rδ+:Y δ−
Для третичных
галогенопроизводных
Вторичные

– в зависимости от природы нуклеофила, ухо- дящей группы и растворителя. В полярных растворителях
- SN1.

Асинхронный процесс, включает несколько стадий.

SN1 (мономолекулярный)Rδ+:Xδ−медленноR+  + X−   карбкатион(более устойчив)R+ + :Y− быстроRδ+:Y δ−    Для

Слайд 27Доказательства механизма SN1
1. Кинетическое
V = k [RX]
2. Стереохимическое
Если электрофильный центр

содержит асимметрический
атом углерода, то в SN1-реакции почти всегда происходит
рацемизация.

Доказательства механизма SN11. КинетическоеV = k [RX]2. СтереохимическоеЕсли электрофильный центр содержит асимметрическийатом углерода, то в SN1-реакции почти

Слайд 28Синтезы на основе галогенопроизводных

Синтезы на основе галогенопроизводных

Слайд 29Влияние Х на реакционную способность RX
E(C-X), кДж/моль

452 293

239 180

F Cl Br I

Поэтому: RF < RCl < RBr < RI

увеличение реакционной способности

Влияние Х на реакционную способность RXE(C-X), кДж/моль    452     293

Слайд 30Влияние R на подвижность Х
винилгалогениды
арилгалогениды
алкилгалогениды
lC-X, нм 0,169

0,170

0,177

(связь короче из-за частичной
двоесвязанности)

увеличение реакционной способности

Влияние R на подвижность ХвинилгалогенидыарилгалогенидыалкилгалогенидыlC-X, нм   0,169

Слайд 31Галогенопроизводные
RX
с нормальной
реакционной
способностью

RX
с повышенной
реакционной
способностью

RX
с пониженной
реакционной
способностью

Алкилы

Аллилы и
бензилы

Винилы и
арилы

Галогенопроизводные      RXс нормальнойреакционнойспособностью      RXс повышеннойреакционнойспособностью

Слайд 32Пример
пара-хлорбензил-
хлорид
25 0C
H2O
NaOH, t0, р
H2O
Причина – стабильность

промежуточного карбкатиона:

Примерпара-хлорбензил-    хлорид25 0CH2ONaOH, t0, рH2OПричина – стабильность промежуточного карбкатиона:

Слайд 33Гидролиз дигалогенпроизводных
R-CH-Cl
Cl
OH-
H2O
R-CH-OH
OH


- H2O

Гидролиз дигалогенпроизводныхR-CH-ClClOH-H2OR-CH-OHOH- H2O

Слайд 34Пестициды

Пестициды

Слайд 35Диоксины
Супертоксиканты,
«абсолютные яды»!

Диоксины Супертоксиканты,«абсолютные яды»!

Слайд 36ДНК
ДНК
Диоксин

ДНКДНКДиоксин

Слайд 37Хлорсодержащие ОВ и лекарства

Хлорсодержащие ОВ и лекарства

Слайд 38Реакции элиминирования (отщепления) Е
Если нуклеофил является сильным основанием, то

атака
идет по СН-кислотному центру, т.е. элиминирование
Два механизма (Е2 и Е1)
Е2

– бимолекулярный

Кинетика второго порядка

переходное состояние

v = k [C2H5O−] [RBr]

Доказано, что Е2-реакции всегда происходят как
транс-элиминирование.

Реакции элиминирования (отщепления) Е Если нуклеофил является сильным основанием, то атакаидет по СН-кислотному центру, т.е. элиминированиеДва механизма

Слайд 39Е1 – мономолекулярный
Кинетика первого порядка
v = k [RХ]

Е1 – мономолекулярныйКинетика первого порядкаv = k [RХ]

Слайд 40CH3CHCH2CH3
Br
+ -OCH3
(-OH)
CH3CH=CHCH3
+ CH3OH
(HOH)
Отщепление по Зайцеву
А.М. Зайцев

(1841-1910)
+ Br-
алкен
Дегидрогалогенирование
Правило Зайцева – при отщеплении НХ водород отщепля-
ется от

углерода, содержащего меньшее количество ато-
мов водорода (реакция идет через наиболее устойчивый
карбокатион, образуется наиболее замещенный алкен)
CH3CHCH2CH3Br+ -OCH3  (-OH)CH3CH=CHCH3+ CH3OH  (HOH)Отщепление по ЗайцевуА.М. Зайцев (1841-1910)+ Br-алкенДегидрогалогенированиеПравило Зайцева – при отщеплении НХ

Слайд 41

Конкурентность реакций
нуклеофильного замещения и элиминирования
Обусловлена тем, что участвуют одни

и те же субстраты, и одни
и те же реагенты

Решающее значение имеет относи-
тельная нуклеофильность и основ-
ность реагента

Пример

Br-CH2-CH2-Br

---C---C---

H

X

Z:

C2H5O−Na+

C2H5S−Na+

EN

SN

CH2=CH-Br

C6H5-S-CH2-CH2-S-C6H5

1-бромэтилен

1,2-дифенилтиоэтан

Конкурентность реакций нуклеофильного замещения и элиминированияОбусловлена

Слайд 42Если один и тот же реагент, то конкурентность обуслов-
лена структурой

субстрата.
RX = первичный, вторичный, третичный
Увеличение атомов Н для атаки основанием
Увеличение

степени замещения и устойчивости
образующегося алкена

Процент элиминирования возрастает (Е2)

Процент замещения возрастает (SN2)

При повышении температуры вероятность реакции
элиминирования возрастает.

Если один и тот же реагент, то конкурентность обуслов-лена структурой субстрата.RX = первичный, вторичный, третичныйУвеличение атомов Н

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика