Upload
hoangtu
View
244
Download
7
Embed Size (px)
Citation preview
Osnovni pojmovi
Doc. dr. Sanja Ćavar
• Detaljan opis pojedinih koraka na putu na kojem se
reaktanti pretvaraju u produkte.
Mehanizam reakcije
Mehanizam reakcije
• Opis kretanja elektrona koji sačinjavaju veze koje
stupaju u reakciju
• Opis prostornog odnosa atoma tokom transformacije
• Opis strukturnih i energetskih promjena koje se dešavaju
u svakom stepenu reakcije
• Poznavanje veza koje se cijepaju
• Broj i brzinu stepena reakcije
• Identifikaciju intermedijata i prelaznih stanja preko kojih
ide pretvorba
• Uticaj faktora koji utiču na reaktivnost
Mehanizam reakcije mora
sadržavati:
• Mora biti što jednostavniji
• Mora biti potvrđen eksperimentima
• Stepeni moraju biti mono- ili binuklearni
• Ne smije kršiti principe mikroskopske reverzibilnosti
• Svaki stepen mora biti hemijski povoljan
• Svaki stepen mora biti energetski povoljan
Kriteriji mehanizma reakcije
Sve reverzibilne reakcije pod istim
uslovima moraju teći identičnim
mehanizmom.
Richard Chace Tolman
Tolman, R. C. 1938. The
Principles of Statistical
Mechanics. Oxford University
Press, London, UK.
Princip mikroskopske
reverzibilnosti
• Specija koja nastaje u toku reakcije u nekom od njenih
stepena
• Stabilni intermedijati – mogu se izolirati i opisati
• Nestabilni intermedijati – opisuju se spektroskopskim
metodama ili se hvataju hemijskim putem
Intermedijat (međuprodukt)
• Negativno nabijen atom karbona
• Tetraedarska konfiguracija
• Faktori koji utiču na stabilnost i reaktivnost karbaniona:
a) induktivni efekat
b) hibridizacija atoma koji nosi naboj
c) stepen konjugacije
Karbanion
• Clarke, R. W. L.; Lapworth, A. (1907). LXV.?An extension of the
benzoin synthesis. J. Chem. Soc. Trans. 91: 694-705.
• Wallis, E. S.; Adams, F. H. (1933). The Spatial Configuration of the
Valences in Tricovalent Carbon Compounds. J. Am. Chem. Soc. 55:
3838-3851.
Karbanion
• Pozitivno nabijen atom karbona
• Planarna geometrija
• Stabilnost karbkationa - hiperkonjugacija
Karbkation
• Atom karbona ima jedan nespareni elektron
• Česti su radikali sa heteroatomima
• Tetrahedralna geometrija koja se preokreće u planarnu
• M. Gomberg (1900). "An instance
of trivalent carbon: triphenylmethyl".
J. Am. Chem. Soc. 22: 757–771.
Slobodni radikal
Slobodni radikal
• Čestica sa dvokoordiniranim atomom karbona koji ima 6 elektrona
• Struktura zavisi od stanja spina
• Karbenski analozi - nitren i fosfiniden
Karben
• Konfiguracija reaktanata u kojoj su stečeni svi uslovi za
sudar između dva reaktanta
• Femtohemijska IR spektroskopija
Prelazno stanje
Prelazno stanje predstavlja samo
konfiguraciju molekule u najvišem
energetskom stanju, a aktivirani
kompleks predstavlja sve konfiguracije
kroz koje atom prolazi tokom
transformacije iz reaktanta u produkt.
Da li su pojmovi prelazno stanje i
aktivirani kompleks sinonimi? NE
• Atom ili molekula sa slobodnim elektronskim parom koji
je na raspolaganju za tvorbu nove kovalentne veze
• Neutralne ili negativno nabijene čestice
• Osobine nukleofila:
a) Lewisove baze
b) raste u PSE u grupi odozgo prema dole
c) opada pri steričkim efektima
d) raste u polarnim aprotonskim rastvaračima
Nukleofil
• Nukleofili sa slobodnim elektronskim parom:
a) ROH, R3N, RSH, R2S, R3P, X2C=O
b) RO-, R2N-, X-
• s-Nukleofili:
a) Gringardov reagens (RMgBr)
b) organolitijevi reagensi (RLi)
c) Gilmaniov reagens (R2CuLi)
d) metalni hidridi (NaBH4, LiAlH4)
Vrste nukleofila
• p-Nukleofili:
a) alkeni
b) enolati (C=C-O-)
c) enoli (C=C-OH)
d) enolni eteri (C=C-OR)
e) enamini (C=C-NR2)
Vrste nukleofila
• Atom ili molekula sa praznom orbitalom koja je na
raspolaganju za tvorbu nove kovalentne veze
• Neutralne ili pozitivno nabijene čestice
• Lewisove kiseline
Elektrofil
• Elektrofili kao Lewisove kisleine:
prazne p-orbitale (nevezna orbitala niske energije)
• p-Elektrofili:
elektrofilni atom posjeduje elektronski oktet, ali je vezan višestrukom vezom za elektronegativniji atom (C=O, C=N, C≡N)
• s-Elektrofili:
elektrofilni atom posjeduje elektronski oktet, ali je vezan jednostrukom vezom za elektronegativniji atom
Vrste elektrofila