Gegenseitige Beeinflussung von Atomen in Molekülen organischer Verbindungen und Methoden ihrer Übertragung. Gegenseitige Beeinflussung von Atomen in Molekülen organischer Substanzen

Ziel: Untersuchung der elektronischen Struktur organischer Verbindungen und Methoden zur Übertragung der gegenseitigen Beeinflussung von Atomen in ihren Molekülen.

Planen:

Induktiver Effekt

Arten der Paarung.

Aromatizität organischer Verbindungen

Mesomerer Effekt (Konjugationseffekt)

1. Induktiver Effekt

Ein Molekül einer organischen Verbindung ist eine Ansammlung von Atomen, die in einer bestimmten Reihenfolge durch kovalente Bindungen verbunden sind. In diesem Fall können sich gebundene Atome in der Elektronegativität (E.O.) unterscheiden.

Elektronegativität– die Fähigkeit eines Atoms, die Elektronendichte eines anderen Atoms anzuziehen, um eine chemische Bindung herzustellen.

Je größer der E.O. Je stärker ein Element ist, desto stärker zieht es Bindungselektronen an. Die Werte von E.O. wurden vom amerikanischen Chemiker L. Pauling aufgestellt und diese Reihe wird Pauling-Skala genannt.

Der EO eines Kohlenstoffatoms hängt vom Zustand seiner Hybridisierung ab, weil Kohlenstoffatome, die sich in verschiedenen Hybridisierungstypen befinden, unterscheiden sich in EO voneinander und dies hängt vom Anteil der S-Wolke in einem bestimmten Hybridisierungstyp ab. Beispielsweise weist das C-Atom im Zustand der sp 3 -Hybridisierung den niedrigsten EO auf. da die p-Wolke den geringsten Anteil der s-Wolke ausmacht. Größeres E.O. besitzt das C-Atom in der sp-Hybridisierung.

Alle Atome, aus denen ein Molekül besteht, stehen in gegenseitiger Kommunikation miteinander und erfahren gegenseitige Beeinflussung. Dieser Einfluss wird durch kovalente Bindungen mittels elektronischer Effekte übertragen.

Eine der Eigenschaften einer kovalenten Bindung ist eine gewisse Beweglichkeit der Elektronendichte. Es ist in der Lage, sich in Richtung des Atoms mit größerem E, O zu verschieben.

Polarität Eine kovalente Bindung ist eine ungleichmäßige Verteilung der Elektronendichte zwischen gebundenen Atomen.

Das Vorhandensein einer polaren Bindung in einem Molekül beeinflusst den Zustand benachbarter Bindungen. Sie werden durch polare Bindung beeinflusst und auch ihre Elektronendichte verschiebt sich in Richtung mehr EO. Atom, d. h. der elektronische Effekt wird übertragen.

Die Verschiebung der Elektronendichte entlang einer Kette von ϭ-Bindungen nennt man induktiver Effekt und wird mit I bezeichnet.

Der induktive Effekt wird gedämpft durch den Stromkreis übertragen, da bei der Bildung einer ϭ-Bindung viel Energie freigesetzt wird und diese schlecht polarisiert ist und sich der induktive Effekt daher an einer oder zwei Bindungen stärker manifestiert. Die Richtung der Verschiebung der Elektronendichte aller ϭ-Bindungen ist durch gerade Pfeile angegeben.→

Zum Beispiel: CH 3 δ +< → CH 2 δ +< → CH 2 δ +< →Cl δ - Э.О. Сl >E.O. MIT

СH 3 δ +< → CH 2 δ +< → CH 2 δ +< →OH δ - Э.О. ОН >E.O. MIT

Ein Atom oder eine Atomgruppe, die die Elektronendichte einer ϭ-Bindung von einem Kohlenstoffatom zu sich selbst verschiebt, wird genannt elektronenziehende Substituenten und weisen einen negativen induktiven Effekt auf (- ICH-Wirkung).

Dies sind Halogene (Cl, Br, I), OH-, NH 2 -, COOH, COH, NO 2, SO 3 H usw.

Ein Atom oder eine Gruppe von Atomen, die Elektronendichte spenden, wird genannt elektronenschiebende Substituenten und weisen einen positiv induktiven Effekt auf (+ ICH-Wirkung).

Ich-Effekt weisen aliphatische Kohlenwasserstoffreste auf, CH 3, C 2 H 5 usw.

Der induktive Effekt zeigt sich auch dann, wenn sich die gebundenen Kohlenstoffatome in ihrem Hybridisierungszustand unterscheiden. Beispielsweise zeigt die CH 3 -Gruppe in einem Propenmolekül einen +I-Effekt, da sich das Kohlenstoffatom darin im sp 3-Hybridzustand befindet und die Kohlenstoffatome an der Doppelbindung sich im sp 2-Hybridzustand befinden und einen größeren Effekt aufweisen Elektronegativität, daher weisen sie einen I-Effekt auf und sind Elektronenakzeptoren.

Ein Molekül einer organischen Verbindung ist eine Ansammlung von Atomen, die in einer bestimmten Reihenfolge, normalerweise durch kovalente Bindungen, verbunden sind. In diesem Fall können gebundene Atome unterschiedlich groß sein Elektronegativität. Mengen Elektronegativitäten bestimmen maßgeblich so wichtige Bindungseigenschaften wie Polarität und Stärke (Bildungsenergie). Die Polarität und Stärke der Bindungen in einem Molekül bestimmen wiederum weitgehend die Fähigkeit des Moleküls, bestimmte chemische Reaktionen einzugehen.

Elektronegativitäteines Kohlenstoffatoms hängt vom Zustand seiner Hybridisierung ab. Das liegt an der Aktie S- Orbitale in einem Hybridorbital: Es ist kleiner als y sp 3 - und mehr für sp 2 - und sp -Hybridatome.

Alle Atome, aus denen ein Molekül besteht, sind miteinander verbunden und beeinflussen sich gegenseitig. Dieser Einfluss wird hauptsächlich über ein System kovalenter Bindungen übertragen, unter Verwendung der sogenannten elektronische Effekte.

Elektronische Effekte bezeichnet die Verschiebung der Elektronendichte in einem Molekül unter dem Einfluss von Substituenten./>

Durch eine polare Bindung verbundene Atome tragen Teilladungen, die mit dem griechischen Buchstaben Delta ( D ). Atom „zieht“ ElektronendichteS-Verbindung in seiner Richtung erhält eine negative Ladung D -. Betrachtet man ein Atompaar, das durch eine kovalente Bindung verbunden ist, wird das elektronegativere Atom genannt Elektronenakzeptor. Sein Partner S -Bindung wird dementsprechend ein Elektronendichtedefizit gleicher Größe aufweisen, d. h. teilweise positiv Aufladung D +, wird aufgerufen Elektronendonor.

Verschiebung der Elektronendichte entlang der KetteS-Verbindungen werden aufgerufen induktiver Effekt und ist bezeichnet ICH.

Der induktive Effekt wird gedämpft durch den Stromkreis übertragen. Die Richtung der Verschiebung der Elektronendichte allerS-Verbindungen sind durch gerade Pfeile gekennzeichnet.

Je nachdem, ob sich die Elektronendichte vom jeweiligen Kohlenstoffatom entfernt oder ihm nähert, nennt man den induktiven Effekt negativ (- ICH ) oder positiv (+I). Das Vorzeichen und die Größe des induktiven Effekts werden durch Unterschiede in bestimmt Elektronegativität zwischen dem betreffenden Kohlenstoffatom und der Gruppe, die es verursacht.

Elektronenziehende Substituenten, d.h. ein Atom oder eine Atomgruppe, die die Elektronendichte verschiebtS-Bindungen von einem Kohlenstoffatom zu sich selbst aufweisen negativer induktiver Effekt (- Ich-Effekt).

ElektrospenderSubstituenten, d.h. ein Atom oder eine Gruppe von Atomen, die die Elektronendichte zu einem Kohlenstoffatom weg von sich selbst verschiebt, aufweist positiver induktiver Effekt(+I-Effekt).

Den I-Effekt zeigen aliphatische Kohlenwasserstoffreste, d.h. Alkylreste (Methyl, Ethyl usw.). Die meisten funktionellen Gruppen weisen − auf ICH -Wirkung: Halogene, Aminogruppe, Hydroxyl-, Carbonyl-, Carboxylgruppen.

Der induktive Effekt zeigt sich auch dann, wenn sich die gebundenen Kohlenstoffatome in ihrem Hybridisierungszustand unterscheiden.

Wenn die induktive Wirkung einer Methylgruppe auf eine Doppelbindung übertragen wird, erfährt deren Einfluss zunächst das MobileP- Verbindung.

Der Einfluss des Substituenten auf die Verteilung der durchgelassenen ElektronendichteP-Verbindungen werden aufgerufen mesomerer Effekt (M). Der mesomere Effekt kann sowohl negativ als auch positiv sein. In Strukturformeln wird es als gebogener Pfeil dargestellt, der im Zentrum der Elektronendichte beginnt und an der Stelle endet, an der sich die Elektronendichte verschiebt.

Das Vorhandensein elektronischer Effekte führt zu einer Umverteilung der Elektronendichte im Molekül und zum Auftreten von Teilladungen auf einzelnen Atomen. Dies bestimmt die Reaktivität des Moleküls.

Organische Chemie- ein Zweig der Chemie, in dem Kohlenstoffverbindungen, ihre Struktur, Eigenschaften und Umwandlungen untersucht werden.

Der Name der Disziplin – „organische Chemie“ – ist schon vor langer Zeit entstanden. Der Grund dafür liegt in der Tatsache, dass die meisten Kohlenstoffverbindungen, mit denen Forscher in der Anfangsphase der Entwicklung der chemischen Wissenschaften konfrontiert wurden, pflanzlichen oder tierischen Ursprungs waren. Ausnahmsweise werden jedoch einzelne Kohlenstoffverbindungen als anorganisch eingestuft. Zu den anorganischen Stoffen zählen beispielsweise Kohlenoxide, Kohlensäure, Carbonate, Bicarbonate, Blausäure und einige andere.

Derzeit sind knapp 30 Millionen verschiedene organische Substanzen bekannt und diese Liste wächst ständig. Eine solch große Anzahl organischer Verbindungen hängt vor allem mit den folgenden spezifischen Eigenschaften von Kohlenstoff zusammen:

1) Kohlenstoffatome können in Ketten beliebiger Länge miteinander verbunden sein;

2) nicht nur eine sequentielle (lineare) Verbindung von Kohlenstoffatomen untereinander ist möglich, sondern auch eine verzweigte und sogar zyklische;

3) Es sind verschiedene Arten von Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen möglich, nämlich Einfach-, Doppel- und Dreifachbindungen. Darüber hinaus beträgt die Wertigkeit von Kohlenstoff in organischen Verbindungen immer vier.

Darüber hinaus wird die große Vielfalt organischer Verbindungen auch dadurch ermöglicht, dass Kohlenstoffatome in der Lage sind, Bindungen mit Atomen vieler anderer chemischer Elemente einzugehen, beispielsweise mit Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor, Schwefel und Halogenen. In diesem Fall sind Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff am häufigsten.

Es sei darauf hingewiesen, dass die organische Chemie für Wissenschaftler lange Zeit ein „dunkler Wald“ war. Zeitweilig verbreitete sich in der Wissenschaft sogar die Theorie des Vitalismus, wonach organische Stoffe nicht „künstlich“, also durch Biomasse, gewonnen werden können. außerhalb der lebenden Materie. Allerdings hielt sich die Theorie des Vitalismus nicht lange, da nach und nach Substanzen entdeckt wurden, deren Synthese außerhalb lebender Organismen möglich ist.

Die Forscher waren verblüfft darüber, dass viele organische Substanzen qualitativ und quantitativ gleich zusammengesetzt sind, aber oft völlig unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise haben Dimethylether und Ethylalkohol genau die gleiche elementare Zusammensetzung, aber unter normalen Bedingungen ist Dimethylether ein Gas und Ethylalkohol eine Flüssigkeit. Darüber hinaus reagiert Dimethylether nicht mit Natrium, sondern Ethylalkohol reagiert damit und setzt Wasserstoffgas frei.

Forscher des 19. Jahrhunderts stellten viele Annahmen über die Struktur organischer Substanzen auf. Bedeutend wichtige Annahmen wurden vom deutschen Wissenschaftler F.A. Kekule aufgestellt, der als erster die Idee zum Ausdruck brachte, dass Atome verschiedener chemischer Elemente spezifische Valenzwerte haben und Kohlenstoffatome in organischen Verbindungen vierwertig sind und sich miteinander verbinden können, um zu bilden Ketten. Später entwickelte der russische Wissenschaftler Alexander Michailowitsch Butlerow ausgehend von Kekules Annahmen eine Theorie über die Struktur organischer Verbindungen, die bis heute nicht an Aktualität verloren hat. Betrachten wir die wichtigsten Bestimmungen dieser Theorie:

1) Alle Atome in Molekülen organischer Substanzen sind entsprechend ihrer Wertigkeit in einer bestimmten Reihenfolge miteinander verbunden. Kohlenstoffatome haben eine konstante Wertigkeit von vier und können miteinander Ketten unterschiedlicher Struktur bilden;

2) Die physikalischen und chemischen Eigenschaften jeder organischen Substanz hängen nicht nur von der Zusammensetzung ihrer Moleküle ab, sondern auch von der Reihenfolge, in der die Atome in diesem Molekül miteinander verbunden sind;

3) Einzelne Atome sowie Atomgruppen in einem Molekül beeinflussen sich gegenseitig. Diese gegenseitige Beeinflussung spiegelt sich in den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Verbindungen wider;

4) Durch die Untersuchung der physikalischen und chemischen Eigenschaften einer organischen Verbindung kann ihre Struktur ermittelt werden. Das Gegenteil ist auch der Fall: Wenn Sie die Struktur des Moleküls einer bestimmten Substanz kennen, können Sie deren Eigenschaften vorhersagen.

So wie das Periodengesetz von D. I. Mendelev zur wissenschaftlichen Grundlage der anorganischen Chemie wurde, wurde die Theorie der Struktur organischer Substanzen von A. M. Butlerov wurde tatsächlich zum Ausgangspunkt für die Entwicklung der organischen Chemie als Wissenschaft. Es ist anzumerken, dass die Entwicklung der organischen Chemie nach der Aufstellung von Butlerovs Strukturtheorie sehr schnell begann.

Isomerie und Homologie

Nach der zweiten Position von Butlerovs Theorie hängen die Eigenschaften organischer Substanzen nicht nur von der qualitativen und quantitativen Zusammensetzung der Moleküle ab, sondern auch von der Reihenfolge, in der die Atome in diesen Molekülen miteinander verbunden sind.

In diesem Zusammenhang ist das Phänomen der Isomerie bei organischen Substanzen weit verbreitet.

Unter Isomerie versteht man ein Phänomen, bei dem verschiedene Stoffe genau die gleiche molekulare Zusammensetzung haben, d. h. gleiche Summenformel.

Sehr oft unterscheiden sich Isomere stark in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften. Zum Beispiel:

Arten der Isomerie

Strukturisomerie

a) Isomerie des Kohlenstoffgerüsts

b) Positionsisomerie:

Mehrfachverbindung

Abgeordnete:

funktionelle Gruppen:

c) Interklassenisomerie:

Interklassenisomerie tritt auf, wenn Verbindungen, die Isomere sind, zu verschiedenen Klassen organischer Verbindungen gehören.

Raumisomerie

Raumisomerie ist ein Phänomen, bei dem sich verschiedene Stoffe mit der gleichen Bindungsreihenfolge der Atome aneinander durch eine fest unterschiedliche Position von Atomen oder Atomgruppen im Raum unterscheiden.

Es gibt zwei Arten der räumlichen Isomerie – geometrisch und optisch. Aufgaben zur optischen Isomerie sind im Einheitlichen Staatsexamen nicht enthalten, daher werden wir nur geometrische berücksichtigen.

Wenn das Molekül einer Verbindung eine C=C-Doppelbindung oder einen Ring enthält, kommt es in solchen Fällen manchmal zu dem Phänomen der geometrischen oder cis-trans-Isomerie.

Diese Art der Isomerie ist beispielsweise für Buten-2 möglich. Dies bedeutet, dass die Doppelbindung zwischen Kohlenstoffatomen tatsächlich eine planare Struktur hat und die Substituenten an diesen Kohlenstoffatomen entweder oberhalb oder unterhalb dieser Ebene fest angeordnet sein können:

Wenn sich identische Substituenten auf derselben Seite der Ebene befinden, sagt man, dass dies der Fall ist cis-Isomer, und wenn sie unterschiedlich sind - Trance-Isomer.

In Form von Strukturformeln cis- Und Trance-Isomere (am Beispiel von Buten-2) werden wie folgt dargestellt:

Beachten Sie, dass eine geometrische Isomerie unmöglich ist, wenn mindestens ein Kohlenstoffatom an der Doppelbindung zwei identische Substituenten aufweist. Zum Beispiel, cis-trans- Für Propen ist keine Isomerie möglich:

Propen nicht cis-trans-Isomere, da eines der Kohlenstoffatome an der Doppelbindung zwei identische „Substituenten“ (Wasserstoffatome) trägt

Wie Sie der obigen Abbildung entnehmen können, erhalten wir dasselbe Molekül, das wir gerade von der anderen Seite betrachtet haben, wenn wir die Plätze zwischen dem Methylradikal und dem Wasserstoffatom am zweiten Kohlenstoffatom auf gegenüberliegenden Seiten der Ebene tauschen.

Der Einfluss von Atomen und Atomgruppen aufeinander in Molekülen organischer Verbindungen

Das Konzept der chemischen Struktur als Folge miteinander verbundener Atome wurde mit dem Aufkommen der elektronischen Theorie erheblich erweitert. Aus der Sicht dieser Theorie lässt sich erklären, wie sich Atome und Atomgruppen in einem Molekül gegenseitig beeinflussen.

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie ein Teil eines Moleküls einen anderen beeinflusst:

1) Induktiver Effekt

2) Mesomerer Effekt

Induktiver Effekt

Um dieses Phänomen zu veranschaulichen, nehmen wir als Beispiel das 1-Chlorpropan-Molekül (CH 3 CH 2 CH 2 Cl). Die Bindung zwischen Kohlenstoff- und Chloratomen ist polar, da Chlor im Vergleich zu Kohlenstoff eine viel höhere Elektronegativität aufweist. Durch die Verschiebung der Elektronendichte vom Kohlenstoffatom zum Chloratom entsteht am Kohlenstoffatom eine teilweise positive Ladung (δ+) und am Chloratom eine teilweise negative Ladung (δ-):

Die Verschiebung der Elektronendichte von einem Atom zum anderen wird oft durch einen Pfeil angezeigt, der auf das elektronegativere Atom zeigt:

Interessant ist jedoch, dass es neben der Verschiebung der Elektronendichte vom ersten Kohlenstoffatom zum Chloratom auch eine Verschiebung, allerdings in etwas geringerem Ausmaß, auch vom zweiten Kohlenstoffatom zum ersten gibt vom dritten zum zweiten:

Diese Verschiebung der Elektronendichte entlang einer Kette von σ-Bindungen wird als induktiver Effekt bezeichnet ( ICH). Dieser Effekt lässt mit zunehmender Entfernung von der Einflussgruppe nach und tritt nach 3 σ-Bindungen praktisch nicht mehr auf.

Wenn ein Atom oder eine Gruppe von Atomen im Vergleich zu Kohlenstoffatomen eine größere Elektronegativität aufweist, spricht man von solchen Substituenten, die eine negative induktive Wirkung haben (- ICH). Im oben diskutierten Beispiel hat das Chloratom also einen negativen induktiven Effekt. Neben Chlor haben folgende Substituenten eine negativ induktive Wirkung:

–F, –Cl, –Br, –I, –OH, –NH 2 , –CN, –NO 2 , –COH, –COOH

Wenn die Elektronegativität eines Atoms oder einer Atomgruppe geringer ist als die Elektronegativität eines Kohlenstoffatoms, findet tatsächlich eine Übertragung der Elektronendichte von solchen Substituenten auf die Kohlenstoffatome statt. In diesem Fall sagt man, dass der Substituent eine positiv induktive Wirkung hat (+ ICH) (ist Elektronendonor).

Also Substituenten mit + ICH-Der Effekt sind gesättigte Kohlenwasserstoffradikale. Gleichzeitig ist der Ausdruck + ICH-Effekt nimmt mit der Verlängerung des Kohlenwasserstoffradikals zu:

–CH 3 , –C 2 H 5 , –C 3 H 7 , –C 4 H 9

Es ist zu beachten, dass Kohlenstoffatome, die sich in unterschiedlichen Valenzzuständen befinden, auch eine unterschiedliche Elektronegativität aufweisen. Kohlenstoffatome im sp 2 -hybridisierten Zustand weisen eine größere Elektronegativität auf als Kohlenstoffatome im sp 2 -hybridisierten Zustand, die wiederum elektronegativer sind als Kohlenstoffatome im sp 3 -hybridisierten Zustand.

Mesomerer Effekt (M) oder Konjugationseffekt ist der Einfluss eines Substituenten, der über ein System konjugierter π-Bindungen übertragen wird.

Das Vorzeichen des mesomeren Effekts wird nach dem gleichen Prinzip bestimmt wie das Vorzeichen des induktiven Effekts. Wenn ein Substituent die Elektronendichte in einem konjugierten System erhöht, hat er einen positiven mesomeren Effekt (+ M) und ist elektronenspendend. Doppelte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen und Substituenten, die ein einzelnes Elektronenpaar enthalten: -NH 2 , -OH, Halogene haben einen positiven mesomerischen Effekt.

Negativer mesomerer Effekt (– M) haben Substituenten, die dem konjugierten System Elektronendichte entziehen, während die Elektronendichte im System abnimmt.

Die folgenden Gruppen haben einen negativen mesomeren Effekt:

–NO 2 , –COOH, –SO 3 H, -COH, >C=O

Aufgrund der Umverteilung der Elektronendichte aufgrund mesomerer und induktiver Effekte im Molekül treten an einigen Atomen partielle positive oder negative Ladungen auf, was sich in den chemischen Eigenschaften des Stoffes widerspiegelt.

Grafisch wird der mesomere Effekt durch einen gebogenen Pfeil dargestellt, der im Zentrum der Elektronendichte beginnt und dort endet, wo sich die Elektronendichte verschiebt. Beispielsweise tritt in einem Vinylchloridmolekül der mesomere Effekt auf, wenn das freie Elektronenpaar des Chloratoms mit den Elektronen der π-Bindung zwischen den Kohlenstoffatomen koppelt. Dadurch entsteht am Chloratom eine teilweise positive Ladung und die mobile π-Elektronenwolke wird unter dem Einfluss eines Elektronenpaares in Richtung des äußersten Kohlenstoffatoms verschoben, an dem eine teilweise negative Ladung entsteht ein Ergebnis:

Weist ein Molekül alternierende Einfach- und Doppelbindungen auf, so spricht man von einem konjugierten π-Elektronensystem. Eine interessante Eigenschaft eines solchen Systems besteht darin, dass der darin enthaltene mesomere Effekt nicht nachlässt.

Die Atome, aus denen ein Molekül besteht, unterliegen einer gegenseitigen Beeinflussung, die durch übertragen wird elektronische und räumliche Effekte. Elektronische Effekte charakterisieren die Fähigkeit von Substituenten, ihren Einfluss entlang einer Kette kovalent gebundener Atome zu übertragen. Der Einfluss von Substituenten kann sowohl über chemische Bindungen als auch über den Raum übertragen werden.

A.Induktiver Effekt

Eine der Eigenschaften einer kovalenten Bindung ist die Möglichkeit, die Elektronendichte der Bindung hin zu einem der Partner zu verschieben.

In einem Propylchloridmolekül induziert das Chloratom eine teilweise positive Ladung auf dem damit verbundenen Kohlenstoffatom. Diese Ladung induziert eine kleinere positive Ladung beim nächsten Kohlenstoffatom, was wiederum eine noch kleinere positive Ladung beim nächsten Atom induziert und so weiter.

+ + + -

CH 3 → CH 2 → CH 2 → Cl

Die Fähigkeit eines Substituenten, Elektronen entlang von -Bindungen zu verdrängen, wird genannt induktiver Effekt. Der induktive Effekt (I-Effekt) hat den Charakter eines elektrostatischen Effekts; es wird entlang der Kommunikationsleitung übertragen und führt zum Auftreten von Teilladungen. Elektronenziehende Gruppen haben Negativ induktiver Effekt (-I) und elektronenspendender Effekt - positiv induktiver Effekt (+I). Zu den elektronenziehenden Gruppen gehören F, Cl, Br, NH 2, OH, CHO, COOH, COOR, CN und NO 2. Zu den elektronenspendenden Gruppen gehören Metallatome und Alkylgruppen.

Der induktive Effekt wird über eine Kette von -Bindungen mit allmählicher Abschwächung übertragen und tritt in der Regel nach drei oder vier Bindungen nicht mehr auf. Grafisch wird der I-Effekt durch einen Pfeil am Ende der Valenzlinie angezeigt, der auf das elektronegativere Atom zeigt. Die Richtung der Bindungspolarisation kann anhand der Pauling-Elektronegativitätsskala der Elemente ermittelt werden (Tabelle 1). Die Richtung der induktiven Wirkung des Substituenten wird qualitativ beurteilt, indem man ihn mit der praktisch unpolaren C-H-Bindung vergleicht und die I-Wirkung des Wasserstoffatoms als gleich Null annimmt.

In einem Propenmolekül befindet sich beispielsweise das Kohlenstoffatom der Methylgruppe sp 3 -hybrider Zustand, weniger elektronegativ als sp 2 -hybridisierte Kohlenstoffatome der Doppelbindung. Daher fungiert die Methylgruppe als Elektronendonor und wird hauptsächlich von ihr auf die p-Bindung beeinflusst. Die Verschiebung der Elektronendichte einer p-Bindung wird durch einen gebogenen Pfeil angezeigt, wie am Beispiel von Propen gezeigt:

Der positive induktive Effekt von Alkylgruppen nimmt zu, wenn man von der Methylgruppe zu den primären Gruppen und dann zu den sekundären und tertiären Gruppen übergeht.

Induktive Effekte erreichen ihre größte Bedeutung, wenn ein Atom oder eine Atomgruppe voll geladen ist. Eine besonders starke Verschiebung der Elektronendichte wird durch Ionen verursacht, die sich weit entlang der Kette erstrecken.

NH 3 + (-I-Effekt) H 2 O + (-I-Effekt) O − (+I-Effekt)

B. Messbarer Effekt

Der mesomere Effekt oder Konjugationseffekt (M-Effekt) ist die Übertragung des elektronischen Einflusses von Substituenten durch ein konjugiertes System.

Ein Substituent kann eine -Bindung einführen (,-Konjugation) oder R-AO, das entweder leer oder mit einem Elektron oder einem freien Elektronenpaar besetzt sein kann ( R,-Konjugation). Der mesomere Effekt spiegelt die Tatsache wider, dass R Die -Orbitale des Substituenten, die sich mit den Orbitalen der -Bindungen überlappen, bilden ein delokalisiertes Orbital niedrigerer Energie. Im Gegensatz zum induktiven Effekt wird der mesomere Effekt ohne Abschwächung durch konjugierte Systeme übertragen.

Die Verschiebung von -Elektronen oder freien Elektronenpaaren in konjugierten Systemen nennt man mesomerer Effekt. Elektronenspendende Gruppen haben einen positiven mesomeren Effekt (+M). Dazu gehören Substituenten, die ein Heteroatom mit einem freien Elektronenpaar oder eine negative Ladung enthalten:

Vinylmethyletheranilinphenoxidion

Elektronenziehende Gruppen, die das konjugierte System in die entgegengesetzte Richtung polarisieren, zeichnen sich durch einen negativen mesomeren Effekt (_M) (Sauerstoff im Propenal) aus. Dazu gehören Substituenten, die Mehrfachbindungen eines Kohlenstoffatoms mit einem elektronegativeren Heteroatom enthalten:

Propenal (Acrolein) Benzoesäure Benzonitril

Die induktiven und mesomeren Effekte des Substituenten stimmen nicht unbedingt in der Richtung überein. Bei der Beurteilung des Einflusses eines Substituenten auf die Verteilung der Elektronendichte in einem Molekül muss der resultierende Effekt dieser Effekte berücksichtigt werden. Mit seltenen Ausnahmen (Halogenatome) überwiegt der mesomere Effekt gegenüber dem induktiven Effekt.

Durch die Beteiligung von Elektronen und -Bindungen kann eine delokalisierte Elektronendichte in einem Molekül erreicht werden. Man nennt die seitliche Überlappung von -Bindungsorbitalen mit benachbarten -Orbitalen Superkonjugation. Der Superkonjugationseffekt wird mit dem Symbol M h bezeichnet. Die Bezeichnung dieses Effekts wird am Beispiel von Propen verdeutlicht.

Ex. 15. Püben elektronische Effekte in den Molekülen der folgenden Verbindungen aus: (a) Propylchlorid, (b) 1-Nitropropan, (c) Ethanol, (d) Propyllithium,

(e) Ethanamin, (f) Benzaldehyd, (g) Acrylnitril, (h) Phenol, (i) Methylbenzoat.

Das Werk wurde der Website der Website hinzugefügt: 26.12.2015

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;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Vorlesungen über organische Chemie für Studierende der pädiatrischen Fakultät

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Vorlesung 2

;font-family:"Times New Roman";text-decoration:underline" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Thema: Gegenseitige Beeinflussung von Atomen in Molekülen organischer Verbindungen

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;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Ein Molekül einer organischen Verbindung ist eine Ansammlung von Atomen, die in einer bestimmten Reihenfolge durch kovalente Bindungen verbunden sind. Darüber hinaus Die gebundenen Atome können sich im Elektronegativitätswert (E.O.) unterscheiden.

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;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">E. O. eines Kohlenstoffatoms hängt vom Zustand seiner Hybridisierung ab, da sich Kohlenstoffatome in verschiedenen Arten der Hybridisierung befinden unterscheiden sich in E.O. voneinander und dies hängt vom Verhältnis ab;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">s;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-clouds in dieser Art der Hybridisierung. Beispielsweise befindet sich Atom C im Zustand;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">sp;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">3;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-Hybridisierung weist den niedrigsten EO auf, da die p-Cloud den geringsten Anteil hat;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">s;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-clouds. Atom C im;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">sp;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">- Hybridisierung.

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;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Der induktive Effekt wird mit Dämpfung durch den Stromkreis übertragen, da bei der Bildung einer ϭ-Bindung eine große Es wird viel Energie freigesetzt und es ist schlecht polarisiert, sodass sich der induktive Effekt stärker an einer oder zwei Bindungen manifestiert. Die Richtung der Verschiebung der Elektronendichte aller ϭ-Bindungen ist durch gerade Pfeile angegeben.→

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Zum Beispiel: C;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">H;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">3;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="en-US" lang="en-US">δ;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">+< ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> →;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">CH;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="en-US" lang="en-US">δ;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">+< ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> →;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">CH;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="en-US" lang="en-US">δ;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">+< ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> →;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">Cl;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="en-US" lang="en-US">δ;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> E.O. S;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">l;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> > E.O. S

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">С;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">H;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">3;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="en-US" lang="en-US">δ;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">+< ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> →;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">CH;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="en-US" lang="en-US">δ;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">+< ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> →;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">CH;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="en-US" lang="en-US">δ;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">+< ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> →;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">OH;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="en-US" lang="en-US">δ;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">E.O. ON > E.O. S

• ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Ein Atom oder eine Gruppe von Atomen, die die Elektronendichte einer ϭ-Bindung von einem Kohlenstoffatom zu sich selbst verschiebt, ist angerufen;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">elektronenziehende Substituenten;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">und weisen einen negativen induktiven Effekt auf;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">(-;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">I;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-effect).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Imi;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">sind;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Halogene;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US"> (Cl, Br, I), OH;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="en-US" lang="en-US">-;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">, NH;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">2;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="en-US" lang="en-US">-;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">, COOH, COH, NO;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">2;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">, SO;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">3;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">H und andere.

• ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Ein Atom oder eine Gruppe von Atomen, die Elektronendichte spenden, wird genannt;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">elektronenspendende Substituenten;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">und weisen einen positiv induktiven Effekt auf;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">(+;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">I;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-effect).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">+;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">I;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-Effekt;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">aliphatische Kohlenwasserstoffreste anzeigen, CH;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">3;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">, C;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Н;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">5;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> usw.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Der induktive Effekt zeigt sich auch dann, wenn sich die gebundenen Kohlenstoffatome im Hybridisierungszustand unterscheiden. Z Beispielsweise im Propenmolekül die Gruppe CH;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">3;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> zeigt +;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">I;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-Effekt, da das Kohlenstoffatom darin enthalten ist;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">sp;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">3;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-Hybridzustand, und die Kohlenstoffatome an der Doppelbindung sind in;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">sp;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-Hybridzustand und weisen eine größere Elektronegativität auf, daher weisen sie -;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">I;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-Effekt und sind Elektronenakzeptoren." xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">propene-1

1. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Konjugierte Systeme. Arten der Konjugation.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Der wichtigste Faktor, der die chemischen Eigenschaften eines Moleküls bestimmt, ist die Verteilung der Elektronendichte darin. Die Natur Die Verteilung hängt von der gegenseitigen Beeinflussung der Atome ab.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Es wurde zuvor gezeigt, dass in Molekülen, die nur ϭ-Bindungen haben, die gegenseitige Beeinflussung von Atomen im Fall von ihre unterschiedlichen E ,O. erfolgt durch den induktiven Effekt. In Molekülen, die konjugierte Systeme sind, manifestiert sich die Wirkung eines anderen Effekts;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">mesomerisch,;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">oder;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> Konjugationseffekt.

• ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Der Einfluss eines Substituenten, der durch ein konjugiertes System von π-Bindungen übertragen wird, wird genannt;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">mesomerer Effekt (M).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Bevor wir über den mesomeren Effekt sprechen, ist es notwendig, die Frage der konjugierten Systeme zu untersuchen.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Konjugation findet sich in den Molekülen vieler organischer Verbindungen (Alkadiene, aromatische Kohlenwasserstoffe, Carbonsäuren, Harnstoff usw.). .).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Verbindungen mit einer alternierenden Anordnung von Doppelbindungen bilden konjugierte Systeme.

• ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Konjugation;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Bildung einer einzelnen Elektronenwolke als Ergebnis der Wechselwirkung nicht hybridisierter Teilchen;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">z;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">- Orbitale in einem Molekül mit abwechselnden Doppel- und Einfachbindungen.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Die einfachste konjugierte Verbindung ist Butadien-1,3. Alle vier Kohlenstoffatome im Molekül von Butadien-1 ,3 befinden sich in der Lage;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">sp;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Hybridisierung. Alle diese Atome liegen in derselben Ebene und bilden das σ-Gerüst des Moleküls (siehe Figur).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Die unhybridisierten p-Orbitale jedes Kohlenstoffatoms liegen senkrecht zu dieser Ebene und parallel zueinander. Dadurch entsteht Bedingungen für ihre gegenseitige Überlappung. Die Überlappung dieser Orbitale erfolgt nicht nur zwischen den Atomen C-1 und C-2 und C-3 und C-4, sondern teilweise auch zwischen den Atomen C-2 und C-3. Wenn vier p;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">z;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-Orbitale entsteht eine einzelne π-Elektronenwolke, d.h.;font-family:"Times New Roman";text-decoration:underline" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Paarung;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> zwei Doppelbindungen. Diese Art der Konjugation nennt man;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">π, π-Konjugation;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">, weil die Orbitale der π-Bindungen interagieren. Die Konjugationskette kann eine große Anzahl von Doppelbindungen umfassen. Die Je länger sie ist, desto größer ist die Delokalisierung der π-Elektronen und desto stabiler ist das Molekül. In einem konjugierten System gehören π-Elektronen nicht mehr zu bestimmten Bindungen, sondern zu bestimmten Bindungen;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">delokalisiert;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">d. h. sie sind gleichmäßig im gesamten Molekül verteilt. Die Delokalisierung von π-Elektronen in einem konjugierten System geht damit einher durch die Freisetzung von Energie, die man nennt;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Konjugationsenergie.;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> Solche Moleküle sind stabiler als Systeme mit isolierten Doppelbindungen. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass die Energie von Solche Moleküle sind geringer. Durch die Delokalisierung von Elektronen während der Bildung eines konjugierten Systems kommt es zu einer teilweisen Angleichung der Bindungslängen: Die Einfachbindung wird kürzer und die Doppelbindung länger.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Das Konjugationssystem kann auch Heteroatome umfassen. Beispiele für π,π-konjugierte Systeme mit einem Heteroatom in der Kette sind α- und β-ungesättigte Carbonylverbindungen, beispielsweise in Acrolein (Propen-2-al) CH;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> = CH CH = O.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Die Kopplungskette umfasst drei;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">sp;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-hybridisiertes Kohlenstoffatom und Sauerstoffatom, von denen jedes ein p-Elektron zu einem einzelnen π-System beiträgt .

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">ð,π-Konjugation.;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">In p,π-konjugierten Systemen sind Atome mit einem einzelnen Donorelektronenpaar an der Bildung der Konjugation beteiligt . Dies können sein: Cl, O, N,;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">S;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> usw. Zu diesen Verbindungen gehören Halogenide, Ether, Acetamide, Carbokationen. In den Molekülen dieser Verbindungen kommt es zu einer Doppelkonjugation Es entstehen Bindungen mit dem p-Orbital eines Heteroatoms. Eine delokalisierte Dreizentrenbindung entsteht durch Überlappung zweier p-Orbitale;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">sp;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-hybridisiertes Kohlenstoffatom und ein p-Orbital eines Heteroatoms mit einem Elektronenpaar.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Die Bildung einer ähnlichen Bindung kann in der Amidgruppe gezeigt werden, die ein wichtiges Strukturfragment von Peptiden ist und Proteine. Die Amidgruppe des Acetamidmoleküls umfasst zwei Heteroatome, Stickstoff und Sauerstoff. Die P,π-Konjugation umfasst die π-Elektronen der polarisierten Doppelbindung der Carbonylgruppe und das Donorelektronenpaar des Stickstoffatoms.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> ð, π-Konjugation

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> Konjugation kann auch in zyklischen Systemen auftreten. Hierzu zählen vor allem Arenen und deren Derivate. Der einfachste Vertreter ist Benzol All Kohlenstoffatome in einem Benzolmolekül sind in;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">sp;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-hybridization. Sechs;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">sp;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-hybride Wolken bilden das Gerüst von Benzol. Alle ϭ-Bindungen (CC und CH) liegen in einer Ebene . Sechs nichthydridisierte p-Orbitale befinden sich senkrecht zur Molekülebene und parallel zueinander. Jedes p-Orbital kann gleichermaßen mit zwei benachbarten p-Orbitalen überlappen. Als Ergebnis einer solchen Überlappung entsteht ein einzelnes delokalisiertes π-System. bei dem sich die höchste Elektronendichte oberhalb und unterhalb der Ebene des ϭ-Gerüsts befindet und alle Kohlenstoffatome des Rings umfasst. Die π-Elektronendichte ist gleichmäßig über das zyklische System verteilt. Alle Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen haben die gleiche Länge ( 0,139 nm), liegt zwischen den Längen von Einfach- und Doppelbindungen.

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">

1. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Aromatizität

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Dieses Konzept, das verschiedene Eigenschaften aromatischer Verbindungen umfasst, wurde vom deutschen Physiker E. Hückel (1931) eingeführt.

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Aromatizitätsbedingungen:

• " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">flache geschlossene Schleife
• " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">alle C-Atome sind enthalten" xml:lang="en-US" lang="en-US">sp;vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> Hybridisierung
• " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Es entsteht ein einziges konjugiertes System aller Atome des Zyklus
• " xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Hückels Regel ist erfüllt: „4" xml:lang="en-US" lang="en-US">n" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">+2;font-family:"Symbol"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-Elektronen, wo" xml:lang="en-US" lang="en-US">n" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> = 1, 2, 3..." xml:lang="-none-" lang="-none-">" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">“

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Der einfachste Vertreter aromatischer Kohlenwasserstoffe ist Benzol. Es erfüllt die Anforderungen" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">i;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">et alle vier Aromatizitätsbedingungen.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Hückels Regel: 4;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">n;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">+2 = 6,;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">n;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> = 1.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Naphthalin

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Aromatische Naphthalinverbindung ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Hückels Regel: 4;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">n;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">+2 = 10,;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">n;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> = 2.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Pir" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">und;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">din

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Pyridinaromatischer Heterocyclus ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">с" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">o;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">unity.

1. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Mesomerer Effekt

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Im Gegensatz zu nicht-konjugierten Systemen, bei denen der elektronische Einfluss von Substituenten durch ϭ-Bindungen übertragen wird (induktiver Effekt) In konjugierten Systemen spielen die π-Elektronen delokalisierter kovalenter Bindungen die Hauptrolle bei der Übertragung elektronischer Einflüsse. Der Effekt, der sich in einer Verschiebung der Elektronendichte des delokalisierten (konjugierten) π-Systems äußert, wird Konjugationseffekt oder mesomerer Effekt genannt .

• ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Mesomerer Effekt (+M, -M);font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> Übertragung des elektronischen Einflusses des Stellvertreters durch das zugehörige System.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">In diesem Fall wird der Substituent Teil des konjugierten Systems. Er kann eine π-Bindung einführen (Carbonyl, Carboxyl, Nitrogruppe, Sulfogruppe usw.), ein einzelnes Elektronenpaar eines Heteroatoms (Halogen-, Amino-, Hydroxylgruppen), frei oder gefüllt mit einem oder zwei Elektronen von p-Orbitalen. Bezeichnet mit dem Buchstaben M und von" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">o;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">gebogener Pfeil Der mesomere Effekt kann „+“ oder „“ sein.

• ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Substituenten, die die Elektronendichte in einem konjugierten System erhöhen, zeigen einen positiven mesomeren Effekt. Sie enthalten Atome mit einer Einzelgruppe Elektronenpaar oder negative Ladung und sind in der Lage, ihre Elektronen auf ein gemeinsames konjugiertes System zu übertragen, d. h. sie sind es;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Elektronenspender. (ED);font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">. Sie steuern Reaktionen;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">S;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="en-US" lang="en-US">E;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">in den Positionen 2,4,6 und werden aufgerufen;font-family:"Times New Roman";text-decoration:underline" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">orientations;font-family:"Times New Roman";text-decoration:underline" xml:lang="en-US" lang="en-US">I;font-family:"Times New Roman";text-decoration:underline" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> art

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">ED Beispiele:

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Ein Substituent, der Elektronen aus einem konjugierten System anzieht, weist M auf und wird aufgerufen;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Elektronenakzeptor (EA;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">). Dies sind Substituenten, die zwei haben" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">th;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">neue Verbindung

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Benzaldehyd

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Tabelle 1;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Elektronische Effekte von Substituenten

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Deputies	;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Orientanten in C;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">6;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Н;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">5;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">R	;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">I	;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">M
;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">A;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">lk;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> (;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">R;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-): CH;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">3;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-, C;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Н;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">5;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">-...	;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Orientants ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">I;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> sort: ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">send ED ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">alternates ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">in ortho- und para- ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">position" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">е;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">nia	;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">+
;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Н;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">,;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">N;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Н;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">R;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">,;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">NR;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2		;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">	;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">+
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	;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Orientants ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">II;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> Art: direkt ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">з" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">à;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Ersetzungen in Meta- ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">S" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">o;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">positionen	;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">	;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Empfohlene Lektüre

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Main

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1.;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Luzin A. P., Zurabyan S. E.,;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">N. A. Tyukavkina, Organische Chemie (Lehrbuch für Studierende weiterführender pharmazeutischer und medizinischer Einrichtungen), 2002. S.42 -46, 124-128.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Zusätzlich

1. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Egorov A. S., Shatskaya K. P.;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> Chemie. Nachhilfelehrer für Studienbewerber
2. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Kuzmenko N. E., Eremin V. V., Popkov V. A.;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> Beginnings of Chemistry M., 1998. S. 57-61.
3. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Ryle S. A., Smith K., Ward R.;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">. Grundlagen der organischen Chemie für Studierende biologischer und medizinischer Fachrichtungen M.: Mir, 1983.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">4. Vorträge von Lehrern.

Reis. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="-none-" lang="-none-">Bildung eines konjugierten Systems im 1,3-Butadien-Molekül

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">SN;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">= CH O CH;font-family:"Times New Roman";vertical-align:sub" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">3

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Vinylmethylether

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Die Kombination von sechs ϭ-Bindungen mit einem einzigen π-System heißt;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">aromatische Verbindung.;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Ein Zyklus aus sechs Kohlenstoffatomen, die durch eine aromatische Bindung verbunden sind, wird genannt;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Benzolring;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">, oder;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Benzolring.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">ð, π-Konjugation

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">EA