Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.

Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Лекция 8. Нуклеофильное присоединение к кратным связям углерод-гетероатом. Карбонильные соединения

Содержание

Реакции нуклеофильного присоединения в алкенахZ – электроноакцепторная группа:акрилонитрилδ+(избыток)(избыток)Цианоэтилирование
Нуклеофильное присоединение к кратным связям углерод-гетероатом Карбонильные соединенияЛекция 8 Реакции нуклеофильного присоединения в алкенахZ – электроноакцепторная группа:акрилонитрилδ+(избыток)(избыток)Цианоэтилирование Реакционная способность карбонильной группы Реакционная способность карбонильной группыРеакционная способность карбонильной группы как следствие сильной поляризации Поляризация карбонильной группы в соединениях RCOXХКласссоединенийБолее электрофильныйБолее реакционноспособныйМенее электрофильныйМенее реакционноспособныйБолее электроноакцепторныеМенее электроноакцепторные Реакционная способность карбонильной группыЛегкость нуклеофильной атаки по атому углерода карбонильной группы альдегида Механизмы реакций: некатализируемое и кислотно-катализируемое ANТип I. Некатализируемое АNТип II. Кислотно-катализируемое АN Роль основания: превращение атакующего агента в более активную формуМеханизмы реакций: AN, катализируемое Промежуточные выводыЭлектронная плотность на карбонильном углероде выше в переходном состоянии, чем в Влияние сопряжения на реакционную способность субстрата За счет +М-эффекта бензольного кольца снижается частичный Влияние стерических факторов на реакционную способность субстратаУменьшение реакционной способности2,2,4,4-тетраметилпентанон-33,3-диметилбутанон-2ацетон Влияние агента на скорость реакций АNУчастие нуклеофильного агента в скорость лимитирующей стадии Типичные реакции AN: реакции с кислородсодержащими нуклеофилами Реакции с водой (гидратация)Катализируется и кислотами, и основаниямигидратная форма альдегида(гем-диол) Реакция со спиртами, получение ацеталей1) АN2) SN1 Реакция со спиртами, получение ацеталей. Пример реакции1) АN2) SN11-этоксиэтанол(полуацеталь)1,1-диэтоксиэтан(ацеталь)Ацетали —простые эфиры типа R—CH(OR1)(OR2), Промежуточные выводыВзаимодействие карбонильных соединений со спиртами в безводных условиях в присутствии кислот Реакция с тиолами1,1-ди(этилтио)этан(дитиоацеталь) Реакции с азотосодержащими нуклеофилами IРеакция присоединения-отщепления: Зависимость реакций присоединения-отщепления от рН средыОпределяется:1) Кислотным катализом отщепления воды от аминаля2) 1) Реакция с аминами2) Реакция с гидроксиламиномРеакции с азотосодержащими нуклеофилами IIоксим ацетонагидрохлорид гидроксиламина Реакции с азотосодержащими нуклеофилами III3) Реакция с гидразинами4) Реакция с семикарбазонамигидразингидразон ацетальдегидаазин ацетальдегидациклогексанонсемикарбазидсемикарбазон циклогексанона Получение гидразоновЭту реакцию можно использовать для выделения альдегидов и кетонов из смесей Типичные реакции AN: реакции с углеродсодержащими нуклеофилами Реакции с углеродсодержащими нуклеофиламиОбразование углерод-углеродных связейНаращивание углеродного скелета карбонильного соединения Применение в Присоединение магнийорганических соединенийУниверсальный способ синтеза спиртов:Формальдегид → первичные спиртыДругие альдегиды → вторичные спиртыКетоны → третичные спиртыпропилмагнийбромидпентанол-2 Взаимодействие карбонильных соединений с карбанионамиПротекают в условиях кислотного и основного катализаАльдегид или Альдольная конденсация Альдольная конденсация - взаимодействие двух молекул альдегида, приводящее к образованию альдегидоспирта Одна Альдольная конденсация: механизм реакции1) Образование карбаниона: отщепление протона от α-СН-кислотного центра молекулы Кротоновая конденсация Кротоновая конденсация - взаимодействие между двумя молекулами альдегида или кетона с Присоединение цианводородной кислоты: получение гидроксинитриловПозволяет удлинить углеродную цепь на один атом углеродаКатализируется основаниями Другие химические свойства альдегидов и кетонов Реакции полимеризацииОбразование полимеров - результат нуклеофильной атаки атомом кислорода одной молекулы альдегида Окисление альдегидовРеакции окисления альдегидов протекают в мягких условиях с образованием карбоновых кислот. Исключение ВосстановлениеРеакции восстановления альдегидов приводят к образованию первичных спиртов, кетонов – вторичных спиртов. В Реакция Каниццаро (диспропорционирования)Реакции окисления-восстановления (диспропорционирования) -реакция Канниццаро, характерна для альдегидов, не содержащих при Реакция Каниццаро. МеханизмВ результате реакции окисляется та молекула альдегида, которая была атакована анионом -OH. Перекрестная реакция КаниццароЕсли в реакции использовать смесь двух, не имеющих α-водородных атомов, альдегидов Галоформная реакцияКачественная реакция на метилкетоны и ацетальдегид – обработка избытком иода в Галоформная реакция. МеханизмЭтап 1Этап 2 Благодарю за внимание
Слайды презентации

Слайд 2 Реакции нуклеофильного присоединения в алкенах



Z – электроноакцепторная группа:
акрилонитрил
δ+
(избыток)
(избыток)
Цианоэтилирование

Реакции нуклеофильного присоединения в алкенахZ – электроноакцепторная группа:акрилонитрилδ+(избыток)(избыток)Цианоэтилирование

Слайд 3 Реакционная способность карбонильной группы

Реакционная способность карбонильной группы

Слайд 4 Реакционная способность карбонильной группы




Реакционная способность карбонильной группы как

Реакционная способность карбонильной группыРеакционная способность карбонильной группы как следствие сильной поляризации

следствие сильной поляризации

Слайд 5 Поляризация карбонильной группы в соединениях RCOX


Х
Класс
соединений
Более электрофильный
Более реакционноспособный
Менее

Поляризация карбонильной группы в соединениях RCOXХКласссоединенийБолее электрофильныйБолее реакционноспособныйМенее электрофильныйМенее реакционноспособныйБолее электроноакцепторныеМенее электроноакцепторные

электрофильный
Менее реакционноспособный
Более электроноакцепторные
Менее электроноакцепторные

Слайд 6 Реакционная способность карбонильной группы
Легкость нуклеофильной атаки по атому

Реакционная способность карбонильной группыЛегкость нуклеофильной атаки по атому углерода карбонильной группы

углерода карбонильной группы альдегида или кетона зависит от: (1)

величины частичного положительного заряда на атоме углерода, (2) его пространственной доступности и (3) кислотно-основных свойств среды

Слайд 7 Механизмы реакций: некатализируемое и кислотно-катализируемое AN




Тип I. Некатализируемое

Механизмы реакций: некатализируемое и кислотно-катализируемое ANТип I. Некатализируемое АNТип II. Кислотно-катализируемое АN

АN
Тип II. Кислотно-катализируемое АN

Слайд 8 Роль основания: превращение атакующего агента в более активную

Роль основания: превращение атакующего агента в более активную формуМеханизмы реакций: AN,

форму
Механизмы реакций: AN, катализируемое основаниями (тип III)

Если оба заместителя

Н, Alk, Ar– реакции типа I и II
Кислоты и их производные (один из заместителей OH, OR, NH2) – реакция типа III

Слайд 9 Промежуточные выводы
Электронная плотность на карбонильном углероде выше в

Промежуточные выводыЭлектронная плотность на карбонильном углероде выше в переходном состоянии, чем

переходном состоянии, чем в исходном.
В исходном состоянии карбонильный углерод

окружен тремя лигандами, в переходном – четырьмя, т.е. переходное состояние более пространственно затруднено, чем исходное.
Электронодонорные эффекты (+I, +M) – снижение реакционной способности субстрата. Электроноакцепторные эффекты (-I, -M) – повышение реакционной способности субстрата

Слайд 10 Влияние сопряжения на реакционную способность субстрата
За счет +М-эффекта

Влияние сопряжения на реакционную способность субстрата За счет +М-эффекта бензольного кольца снижается

бензольного кольца снижается частичный положительный заряд на карбонильном атоме

углерода:



ацетальдегид

бензальдегид

Стабилизация исходного состояния:

Ароматические альдегиды и кетоны менее реакционноспособны, чем алифатические

Слайд 11 Влияние стерических факторов на реакционную способность субстрата

Уменьшение реакционной

Влияние стерических факторов на реакционную способность субстратаУменьшение реакционной способности2,2,4,4-тетраметилпентанон-33,3-диметилбутанон-2ацетон

способности
2,2,4,4-тетраметилпентанон-3
3,3-диметилбутанон-2
ацетон

Слайд 12 Влияние агента на скорость реакций АN
Участие нуклеофильного агента

Влияние агента на скорость реакций АNУчастие нуклеофильного агента в скорость лимитирующей

в скорость лимитирующей стадии АN


С повышением нуклеофильности агента скорость

АN увеличивается



Слайд 13 Типичные реакции AN: реакции с кислородсодержащими нуклеофилами

Типичные реакции AN: реакции с кислородсодержащими нуклеофилами

Слайд 14 Реакции с водой (гидратация)
Катализируется и кислотами, и основаниями

гидратная

Реакции с водой (гидратация)Катализируется и кислотами, и основаниямигидратная форма альдегида(гем-диол)

форма альдегида
(гем-диол)


Слайд 15 Реакция со спиртами, получение ацеталей
1) АN
2) SN1

Реакция со спиртами, получение ацеталей1) АN2) SN1

Слайд 16 Реакция со спиртами, получение ацеталей. Пример реакции

1) АN
2)

Реакция со спиртами, получение ацеталей. Пример реакции1) АN2) SN11-этоксиэтанол(полуацеталь)1,1-диэтоксиэтан(ацеталь)Ацетали —простые эфиры типа

SN1
1-этоксиэтанол
(полуацеталь)

1,1-диэтоксиэтан
(ацеталь)
Ацетали —простые эфиры типа R—CH(OR1)(OR2), где R1 и R2 — углеводородные

радикалы: CH3, C2H5 и др. Если один из R1 или R2 представляет собой просто атом водорода, то данное соединение называют полуацеталем



Слайд 17 Промежуточные выводы
Взаимодействие карбонильных соединений со спиртами в безводных

Промежуточные выводыВзаимодействие карбонильных соединений со спиртами в безводных условиях в присутствии

условиях в присутствии кислот и при удалении образующейся в

реакции воды приводит к образованию ацеталей

Взаимодействие ацеталей с водными растворами кислот приводит к гидролизу ацеталей

Устойчивость ацеталей в щелочных средах

Слайд 18 Реакция с тиолами

1,1-ди(этилтио)этан
(дитиоацеталь)

Реакция с тиолами1,1-ди(этилтио)этан(дитиоацеталь)

Слайд 19 Реакции с азотосодержащими нуклеофилами I

Реакция присоединения-отщепления:

Реакции с азотосодержащими нуклеофилами IРеакция присоединения-отщепления:

Слайд 20 Зависимость реакций присоединения-отщепления от рН среды
Определяется:

1) Кислотным катализом

Зависимость реакций присоединения-отщепления от рН средыОпределяется:1) Кислотным катализом отщепления воды от

отщепления воды от аминаля

2) Высокой основностью нуклеофильного агента

Скоростьлимитирующая стадия

– отщепление воды от протонированной формы аминаля

Скоростьлимитирующая стадия – взаимодействие карбонильного соединения с нуклеофилом
(в сильнокислой среде нуклеофил XNH2 существует в виде неактивного иона аммониевого иона ХNH3+)

Слайд 21 1) Реакция с аминами







2) Реакция с гидроксиламином




Реакции с

1) Реакция с аминами2) Реакция с гидроксиламиномРеакции с азотосодержащими нуклеофилами IIоксим ацетонагидрохлорид гидроксиламина

азотосодержащими нуклеофилами II




оксим ацетона
гидрохлорид гидроксиламина

Слайд 22 Реакции с азотосодержащими нуклеофилами III
3) Реакция с гидразинами








4)

Реакции с азотосодержащими нуклеофилами III3) Реакция с гидразинами4) Реакция с семикарбазонамигидразингидразон ацетальдегидаазин ацетальдегидациклогексанонсемикарбазидсемикарбазон циклогексанона

Реакция с семикарбазонами
гидразин
гидразон ацетальдегида
азин ацетальдегида



циклогексанон
семикарбазид
семикарбазон циклогексанона

Слайд 23 Получение гидразонов


Эту реакцию можно использовать для выделения альдегидов

Получение гидразоновЭту реакцию можно использовать для выделения альдегидов и кетонов из

и кетонов из смесей и их хроматографической идентификации.

Слайд 24 Типичные реакции AN: реакции с углеродсодержащими нуклеофилами

Типичные реакции AN: реакции с углеродсодержащими нуклеофилами

Слайд 25 Реакции с углеродсодержащими нуклеофилами
Образование
углерод-углеродных связей
Наращивание углеродного скелета

Реакции с углеродсодержащими нуклеофиламиОбразование углерод-углеродных связейНаращивание углеродного скелета карбонильного соединения Применение

карбонильного соединения
Применение в синтетической органической химии


Применяемые нуклеофилы:
циановодородная

кислота HCN
магнийорганические соединения (реактивы Гриньяра, криптооснования)




Получение:
карбанионы


сильные основные свойства
нуклеофильные свойства

реактив Гриньяра

Слайд 26 Присоединение магнийорганических соединений
Универсальный способ синтеза спиртов:
Формальдегид → первичные

Присоединение магнийорганических соединенийУниверсальный способ синтеза спиртов:Формальдегид → первичные спиртыДругие альдегиды → вторичные спиртыКетоны → третичные спиртыпропилмагнийбромидпентанол-2

спирты
Другие альдегиды → вторичные спирты
Кетоны → третичные спирты



пропилмагнийбромид
пентанол-2

Слайд 27 Взаимодействие карбонильных соединений с карбанионами
Протекают в условиях кислотного

Взаимодействие карбонильных соединений с карбанионамиПротекают в условиях кислотного и основного катализаАльдегид

и основного катализа

Альдегид или кетон
Карбонильная компонента
СН-кислота
Метиленовая компонента
Продукт конденсации
Продукт дегидратации
-

Н2О

нуклеофильное присоединение

дегидратация

СН-кислоты – очень слабые кислоты, отщепляют протон только в присутствии сильных оснований




Слайд 28 Альдольная конденсация
Альдольная конденсация - взаимодействие двух молекул альдегида,

Альдольная конденсация Альдольная конденсация - взаимодействие двух молекул альдегида, приводящее к образованию

приводящее к образованию альдегидоспирта

Одна молекула альдегида – карбонильная компонента,

другая – метиленовая компонента (нуклеофил)
Протекает при действии на альдегиды или кетоны разбавленных щелочей


3-гидрокси-2-метилпентаналь, 60%

пропионовый альдегид

Обратимая реакция. Обратный процесс называется альдольное расщепление (ретроальдольная реакция)

Слайд 29 Альдольная конденсация: механизм реакции



1) Образование карбаниона: отщепление протона

Альдольная конденсация: механизм реакции1) Образование карбаниона: отщепление протона от α-СН-кислотного центра

от α-СН-кислотного центра молекулы альдегида под действием основания

2) Образование

альдоля

карбанион

Слайд 30 Кротоновая конденсация
Кротоновая конденсация - взаимодействие между двумя молекулами

Кротоновая конденсация Кротоновая конденсация - взаимодействие между двумя молекулами альдегида или кетона

альдегида или кетона с отщеплением воды

СН-кислотный центр
2-метилпентен-2-аль
Протеканию дегидратации способствует

наличие α-СН-кислотного центра и π,π-сопряжения в образующемся α,β-ненасыщенном альдегиде или кетоне

Слайд 31 Присоединение цианводородной кислоты: получение гидроксинитрилов
Позволяет удлинить углеродную цепь

Присоединение цианводородной кислоты: получение гидроксинитриловПозволяет удлинить углеродную цепь на один атом углеродаКатализируется основаниями

на один атом углерода
Катализируется основаниями

Слайд 32 Другие химические свойства альдегидов и кетонов

Другие химические свойства альдегидов и кетонов

Слайд 33 Реакции полимеризации
Образование полимеров - результат нуклеофильной атаки атомом

Реакции полимеризацииОбразование полимеров - результат нуклеофильной атаки атомом кислорода одной молекулы

кислорода одной молекулы альдегида карбонильного атома углерода другой молекулы.

При стоянии формалина выпадает в виде белого осадка полимер формальдегида - параформ.

Подобные реакции свойственны в основном альдегидам. При нагревании с минеральными кислотами полимеры альдегидов распадаются на исходные продукты.

Слайд 34 Окисление альдегидов
Реакции окисления альдегидов протекают в мягких условиях с

Окисление альдегидовРеакции окисления альдегидов протекают в мягких условиях с образованием карбоновых кислот.

образованием карбоновых кислот. Исключение составляют ароматические альдегиды, которые не

окисляются Cu(OH)2. Кетоны окисляются в жестких условиях, реакции идут с разрывом С-С связи.

Окисление - превращение, протекающее с увеличением степени окисления атома. Различают: (1) окислительное замещение (замена одного или нескольких атомов на более электроотрицательные), (2) окислительное присоединение (разрыв кратных связей и образование простых связей с более электроотрицательным элементом), (3) окислительное элиминирование (дегидрирование).

Слайд 35 Восстановление
Реакции восстановления альдегидов приводят к образованию первичных спиртов, кетонов

ВосстановлениеРеакции восстановления альдегидов приводят к образованию первичных спиртов, кетонов – вторичных спиртов.

– вторичных спиртов. В качестве восстановителей могут использоваться Н2 /

Ni; NaBH4, LiAlH4.

Восстановление — процесс, в результате которого:
(1) частица (атом, ион или молекула) принимает один или несколько электронов; (2) происходит понижение степени окисления какого-либо атома в данной частице; (3) молекула теряет атомы кислорода и (или) приобретает атомы водорода.

Слайд 36 Реакция Каниццаро (диспропорционирования)
Реакции окисления-восстановления (диспропорционирования) -реакция Канниццаро, характерна для

Реакция Каниццаро (диспропорционирования)Реакции окисления-восстановления (диспропорционирования) -реакция Канниццаро, характерна для альдегидов, не содержащих

альдегидов, не содержащих при α-атоме углерода водородных атомов. Одна

молекула альдегида восстанавливается в спирт за счет окисления второй молекулы в кислоту.

Слайд 37 Реакция Каниццаро. Механизм
В результате реакции окисляется та молекула

Реакция Каниццаро. МеханизмВ результате реакции окисляется та молекула альдегида, которая была атакована анионом -OH.

альдегида, которая была атакована анионом -OH.

Слайд 38 Перекрестная реакция Каниццаро
Если в реакции использовать смесь двух,

Перекрестная реакция КаниццароЕсли в реакции использовать смесь двух, не имеющих α-водородных атомов,

не имеющих α-водородных атомов, альдегидов (перекрестная реакция), то окисляться преимущественно

будет тот из них, у которого выше положительный заряд на атоме углерода карбонильной группы.
Это происходит потому, что первоначальная атака гидроксид-иона происходит на наиболее электрофильный атом.

Слайд 39 Галоформная реакция


Качественная реакция на метилкетоны и ацетальдегид –

Галоформная реакцияКачественная реакция на метилкетоны и ацетальдегид – обработка избытком иода

обработка избытком иода в присутствии щелочи. Выпадает желтый осадок

иодоформа:

Слайд 40 Галоформная реакция. Механизм


Этап 1
Этап 2

Галоформная реакция. МеханизмЭтап 1Этап 2
  • Имя файла: lektsiya-8-nukleofilnoe-prisoedinenie-k-kratnym-svyazyam-uglerod-geteroatom-karbonilnye-soedineniya.pptx
  • Количество просмотров: 136
  • Количество скачиваний: 0
- Предыдущая Тема 2. Этика бизнес - коммуникаций
Следующая - Қаржы жүйесі

Похожие презентации

Массовая доля вещества в растворе Массовая доля вещества в растворе 160
Простейший фенол называется Карболовой кислотой. Простейший фенол называется Карболовой кислотой. 150
Синтетические полимеры.Материалы к уроку. Синтетические полимеры.Материалы к уроку. 157
Определение содержания иода в продуктах питания Определение содержания иода в продуктах питания 156
Общая характеристика металлов Общая характеристика металлов 210
Щелочные металлы Щелочные металлы 143
Характеристика неметаллов Характеристика неметаллов 151
Презентация по химии на тему Микроэлементы в жизни человека Презентация по химии на тему Микроэлементы в жизни человека 199
Общая и неорганическая химия Общая и неорганическая химия 153
Натрий Натрий 243
Углекислый газ Углекислый газ 150
ХИМИЧЕСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ 184
Кислоты: классификация, реакции, применение Кислоты: классификация, реакции, применение 145
Презентация по химии Оксиды, определение, состав, номенклатура и классификация Презентация по химии Оксиды, определение, состав, номенклатура и классификация 155
Углеводы Углеводы 176
Многоатомные спирты Многоатомные спирты 180
Относительная атомная и молекулярная массы Относительная атомная и молекулярная массы 136
Основные классы неорганических соединений. Генетическая связь между классами неорганических соединений Основные классы неорганических соединений. Генетическая связь между классами неорганических соединений 141
Спирты, они же – алкоголи Спирты, они же – алкоголи 121
Кислоты вокруг нас Кислоты вокруг нас 174
Задача на химическое равновесие Задача на химическое равновесие 220
Красота в гармонии Красота в гармонии 139
9 класс.обобщение знаний по органическим соединениям 9 класс.обобщение знаний по органическим соединениям 193
Характеристика химических элементов и их соединений на основе положения элементов в периодической системе. Характеристика химических элементов и их соединений на основе положения элементов в периодической системе. 208
Презентация по химии на тему Серная кислота (9 класс) Презентация по химии на тему Серная кислота (9 класс) 156
Научная химическая лаборатория Ломоносова Научная химическая лаборатория Ломоносова 150
Семинар Фотосинтез Семинар Фотосинтез 149
Мило Мило 144
Энергетика химических процессов. (Лекция 2) Энергетика химических процессов. (Лекция 2) 129
История химии История химии 184