ПРИСОЕДИНЕНИЯ РЕАКЦИИ

Übersetzungen эта реакция вполне возможна) von russisch

• 1 пока эта схема вполне себя оправдывает General subject: the scheme has worked well as yet Универсальный русско-английский словарь
• 2 эта вода вполне пригодна для питья Makarov: this water is good to drink Универсальный русско-английский словарь
• 3 эта реакция заключается в перемещении метильной группы в изомеризациюУниверсальный русско-английский словарь
• 4 эта реакция является удивительной Makarov: this reaction is astonishing Универсальный русско-английский словарь
• 5 возможнаРусско-английский научно-технический словарь переводчика
• 6 люциферинВещество, участвующее в биолюминесценции многих организмов; образует комплекс с АТФ, который затем связывается люциферазой. При окислении аденилат испускает свет. Благодаря прямой зависимости между количеством вступившего в реакцию АТФ и интенсивностью свечения эта реакция широко используется для количественного определения АТФ.Русско-английский словарь терминов по микробиологии
• 7 всякий раз оказывалось, чтоВсякий раз оказывалось, что— Each time the system has proved well able to meet the prevailing new challenge. (Всякий раз оказывалось, что эта система вполне может удовлетворить…) Русско-английский научно-технический словарь переводчика
• 8 карбоксилазыТолковый биотехнологический словарь. Русско-английский.
• 9 метилированиеТолковый биотехнологический словарь. Русско-английский.
• 10 страх незнакомцаСловарь психоаналитических терминов и понятий
• 11 изоцитратдегидрогеназа
  1. isocitrate dehydrogenase
  2. IDH

  изоцитратдегидрогеназа Фермент, катализирующий реакцию превращения изолимонной кислоты в -кетоглутаровую (с восстановлением НАД) — третья реакция цикла трикарбоновых кислот, считается, что именно эта реакция лимитирует скорость всего цикла трикарбоновых кислот; активность И. зависит от присутствия ионов кальция; И. — один из наиболее распространенных популяционно-генетических маркеров (IDH); часто И. — сложный гетерополимер (у дрожжей — 8 субъединиц: 300 кД).[Арефьев В.А., Лисовенко Л.А. Англо-русский толковый словарь генетических терминов 1995 407с.]

EN

• IDH
• isocitrate dehydrogenase

Русско-английский словарь нормативно-технической терминологии

Реакция соединения. Примеры реакции соединения

Многие процессы, без которых невозможно представить нашу жизнь (такие как дыхание, пищеварение, фотосинтез и подобные им), связаны с различными химическими реакциями органических соединений (и неорганических). Давайте рассмотрим основные их виды и более детально остановимся на процессе под названием соединение (присоединение).

Что называется химической реакцией

Прежде всего стоит дать общее определение этому явлению. Под рассматриваемым словосочетанием подразумеваются различные реакции веществ разной сложности, в результате которых образуются отличные от исходных продукты. Участвующие в этом процессе вещества именуются «реагенты».

На письме химическая реакция органических соединений (и неорганических) записывается при помощи специализированных уравнений. Внешне они немного напоминают математические примеры по сложению. Однако вместо знака равно («=») используются стрелки («→» или «⇆»).

Все, что после нее (правая часть), — соединения, образовавшиеся в результате произошедшего химического процесса.

В качестве примера химического уравнения можно рассмотреть реакцию разложения воды на водород и кислород под действием электрического тока: 2Н2О → 2Н2↑ + О2↑. Вода — это исходный реагент, а кислород с водородом — продукты.

В качестве еще одного, но уже более сложного примера химической реакции соединений можно рассмотреть явление, знакомое каждой хозяйке, хоть раз выпекавшей сладости. Речь идет о гашении пищевой соды с помощью столового уксуса.

Происходящее действие иллюстрируется при помощи такого уравнения: NaHCO3 +2 СН3СООН → 2CH3COONa + СО2↑ + Н2О.

Из него ясно, что в процессе взаимодействия гидрокарбоната натрия и уксуса образуется натриевая соль уксусной кислоты, вода и углекислый газ.

По свой природе химические процессы занимает промежуточное место между физическими и ядерными.

В отличие от первых, участвующие в химических реакциях соединения способны менять свой состав. То есть из атомов одного вещества можно образовать несколько других, как в вышеупомянутом уравнении разложения воды.

В отличие от ядерных реакций химические не затрагивает ядра атомов взаимодействующих веществ.

Какие бывают виды химических процессов

Распределение реакций соединений по видам происходит по разным критериям:

• Обратимость/необратимость.
• Наличие/отсутствие катализирующих веществ и процессов.
• По поглощению/выделению тепла (эндотермическая/экзотермическая реакции).
• По количеству фаз: гомогенные/гетерогенные и две гибридные их разновидности.
• По изменению степеней окисления взаимодействующих веществ.

Этот критерий является особым. С его помощью выделяют четыре разновидности реакций: соединение, замещение, разложение (расщепление) и обмен.

Название каждой из них соответствует процессу, который она описывает. То есть в соединении вещества объединяются, в замещении — меняются на другие группы, в разложении из одного реагента образуется несколько, а в обмене участники реакции меняются между собой атомами.

Виды процессов по способу взаимодействия в органической химии

Несмотря на большую сложность, реакции органических соединений происходят по тому же принципу, что и неорганические. Однако они имеют несколько отличные названия.

Так, реакции соединения и разложения именуются «присоединение», а также «отщепление» (элимирование) и непосредственно органическое разложение (в этом разделе химии присутствуют два типа процессов расщепления).

Другие реакции органических соединений — это замещение (название не меняется), перегруппировка (обмен) и окислительно-восстановительные процессы. Несмотря на схожесть механизмов их протекания, в органике они более многогранны.

Химическая реакция соединения

Рассмотрев различные виды процессов, в которые вступают вещества в органической и неорганической химии, стоит остановиться более подробно именно на соединении.

Данная реакция отличается от всех остальных тем, что, независимо от количества реагентов в ее начале, в финале они все соединяются в одно.

В качестве примера можно вспомнить процесс гашения извести: СаО + Н2О → Са(ОН)2. В данном случае происходит реакция соединения оксида кальция (негашеной извести) с оксидом гидрогена (водой). В результате образуется гидроксид кальция (гашеная известь) и выделяется теплый пар. Кстати, это означает, что данный процесс действительно экзотермический.

Уравнение реакции соединения

Схематически рассматриваемый процесс можно изобразить следующим образом: А+БВ → АБВ. В данной формуле АБВ – это новообразованное сложное вещество, А – простой реагент, а БВ – вариант сложного соединения.

Стоит отметить, что эта формула характерна и для процесса присоединения и соединения.

Также между собой способны реагировать несколько сложных соединений: АБ + ВГ → АБВГ. Например, все тот же оксид натрия и оксид гидрогена: NaO2 +Н2О → 2NaOH.

Условия протекания реакции в неорганических соединениях

Как было показано в предыдущем уравнении, в рассматриваемое взаимодействие способны вступать вещества разной степени сложности.

При этом для простых реагентов неорганического происхождения возможны окислительно-восстановительные реакции соединения (А + В → АБ).

В качестве примера можно рассмотреть процесс получения трехвалентного хлорида железа. Для этого проводится реакция соединения между хлором и ферумом (железом): 3Cl2↑ + 2Fe → 2FeCl3.

В случае если речь идет о взаимодействии сложных неорганических веществ (АБ + ВГ → АБВГ), процессы в них способны происходить, как влияя, так и не влияя на их валентность.

Как иллюстрацию к этому стоит рассмотреть пример образования гидрокарбоната кальция из углекислого газа, оксида гидрогена (воды) и белого пищевого красителя Е170 (карбоната кальция): СО2↑ + Н2О +СаСО3 → Са(СО3)2. В данном случае имеет место классическая реакция соединения. При ее осуществлении валентность реагентов не меняется.

Чуть более совершенное (нежели первое) химическое уравнение 2FeCl2 + Cl2↑ → 2FeCl3 является примером окислительно-восстановительного процесса при взаимодействии простого и сложного неорганических реагентов: газа (хлора) и соли (хлорида железа).

Виды реакций присоединения в органической химии

Как уже было указано в четвертом пункте, в веществах органического происхождения рассматриваемая реакция именуется «присоединением». Как правило, в ней принимают участие сложные вещества с двойной (или тройной) связью.

Например, реакция между дибромом и этиленом, ведущая к образованию 1,2-дибромэтана: (С2Н4) СН2= СН2 + Br2 → (C₂H₄Br₂) BrCH2 — CH2Br. Кстати, знаки похожие на равно и минус («=» и «-«), в данном уравнении показывают связи между атомами сложного вещества. Это особенность записи формул органических веществ.

В зависимости от того, какие из соединений выступают в роли реагентов, выделяются несколько разновидностей рассматриваемого процесса присоединения:

• Гидрирование (добавляются молекулы гидрогена Н по кратной связи).
• Гидрогалогенирование (присоединяется галогеноводород).
• Галогенирование (добавление галогенов Br2, Cl2↑ и подобных).
• Полимеризация (образование из нескольких низкомолекулярных соединений веществ с высокой молекулярной массой).

Примеры реакции присоединения (соединения)

После перечисления разновидностей рассматриваемого процесса стоит узнать на практике некоторые примеры реакции соединения.

В качестве иллюстрации гидрирования можно обратить внимание на уравнение взаимодействия пропена с водородом, в результате которого возникнет пропан: (С3Н6↑) СН3—СН=СН2↑ + Н2↑ → (С3Н8↑) СН3—СН2—СН3↑.

В органической химии реакция соединения (присоединения) может происходить между соляной кислотой (неорганическое вещество) и этиленом с формированием хлорэтана: (С2Н4↑) СН2= СН2↑ + HCl → CH3— CH2—Cl (C2H5Cl). Представленное уравнение является примером гидрогалогенирования.

Множество полезных веществ образовывается благодаря органической химии. Реакция соединения (присоединения) молекул этилена с радикальным инициатором полимеризации под воздействием ультрафиолета – тому подтверждение: n СН2 = СН2 (R и УФ-свет) → (-СН2-СН2-)n. Образованное таким способом вещество хорошо известно каждому человеку под именем полиэтилена.

Из этого материала изготавливаются различные виды упаковок, пакеты, посуда, трубы, утепляющие вещества и многое другое. Особенностью данного вещества является и возможность его вторичной переработки.

Своей популярностью полиэтилен обязан тому, что не разлагается, из-за чего экологи негативно относятся к нему. Однако в последние годы был найден способ безопасной утилизации изделий из полиэтилена. Для этого материал обрабатывается азотной кислотой (HNO3).

После чего отдельные виды бактерий способны разлагать это вещество на безопасные составляющие.

Реакция соединения (присоединения) играет важную роль в природе и жизни человека. Помимо этого, она часто используется учеными в лабораториях, чтобы синтезировать новые вещества для различных важных исследований.

Реакции присоединения

Введение
• 1 Реакции нуклеофильного присоединения
• 2 Реакции электрофильного присоединения
• 3 Реакции радикального присоединения
• 4 Реакции синхронного присоединения

Примечания

Реакции присоединения (англ.

 addition reaction) — в органической химии так называются химические реакции, в которых одни химические соединения присоединяются к кратным (двойным или тройным) связям другого химического соединения. Присоединение может осуществляться как по связи углерод-углерод, так и по связи углерод-гетероатом.

Реакции присоединения обозначают английскими буквами «Ad».

Общий вид реакций присоединения по связи углерод-углерод:

Общий вид реакций присоединения по связи углерод-кислород:

Обычно, реагент, к которому происходит присоединение называют субстратом, а другой («Х-Y») — атакующим реагентом.

Примером реакции присоединения может служить бромирование этилена:

Реакции присоединения часто являются обратимыми, составляя пару с реакциями отщепления, поэтому следует иметь в виду, что механизм для такой «парной» реакции присоединения-отщепления является общим[1].

В зависимости от природы атакующей частицы и механизма реакции различают нуклеофильное, электрофильное, радикальное или синхронное присоединение.

1. Реакции нуклеофильного присоединения

В реакциях нуклеофильного присоединения атакующей частицей является нуклеофил, то есть отрицательно заряженная частица или частица со свободной электронной парой.

Общий вид реакций нуклеофильного присоединения:

Реакции нуклеофильного присоединения обозначаются «AdN».

Реакции нуклеофильного присоединения по связи С=С достаточно редки, наибольшее распространение и практическое значение имеет присоединение по связи С=O[2]:

Среди реакций нуклеофильного присоединения наиболее распространен приведенный выше двухстадийный бимолекулярный механизм AdN2 : вначале нуклеофил медленно присоединяется по кратной связи с образованием карбаниона, который на второй стадии быстро атакует электрофильная частица[3].

2. Реакции электрофильного присоединения

В реакциях электрофильного присоединения атакующей частицей является электрофил, то есть положительно заряженная частица, чаще всего протон H+, или частица с дефицитом электронов.

Общий вид реакций электрофильного присоединения:

Реакции электрофильного присоединения обозначаются «AdE».

Реакции электрофильного присоединения широко распространены среди реакций непредельных углеводородов: алкенов, алкинов и диенов[4].

Примером таких реакций служит гидратация алкенов:

Среди реакций электрофильного присоединения наиболее распространен приведенный выше двухстадийный бимолекулярный механизм AdE2 : вначале электрофил медленно присоединяется по кратной связи с образованием карбкатиона, который на второй стадии подвергается нуклеофильной атаке[3].

3. Реакции радикального присоединения

В реакциях радикального присоединения атакующей частицей являются свободные радикалы.

Реакции радикального присоединения обозначаются «AdR».

Реакции радикального присоединения обычно протекают вместо реакций электрофильного присоединения в присутствии источника свободных радикалов[3]:

4. Реакции синхронного присоединения

В некоторых случаях присоединение по кратной связи происходит с одновременной атакой обеих атомов, что не позволяет определить приоритет атаки. Такой механизм называется синхронным присоединением. Реакции синхронного присоединения приводят к образованию циклических продуктов, поэтому они часто носят название циклоприсоединение.

Примечания

1. Керри Ф, Сандберг Р. Углубленный курс органической химии: пер. с англ., в 2-х томах. — М.: Химия, 1981.
2. Химическая энциклопедия./ Нуклеофильные реакции. // Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988 год. — Т. 3.

3. ↑ 123Mарч Дж. Органическая химия, пер. с англ., т. 3, — M.: Мир, 1988
4. Химическая энциклопедия./ Электрофильные реакции. // Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988 год. — Т. 5.

скачать
Данный реферат составлен на основе статьи из русской Википедии. Синхронизация выполнена 13.07.

11 23:37:54
Похожие рефераты: Реакции нуклеофильного присоединения, Реакции электрофильного присоединения, Реакции радикального присоединения, Реакции синхронного присоединения, Эффект присоединения к большинству, Порог реакции, Норма реакции, Твердофазные реакции.

Категории: Химические реакции, Реакции в органической химии, Реакции присоединения.

Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareA.

Типы химических реакций в органической химии

Реакции органических веществ можно формально разделить на четыре основных типа: замещения, присоединения, отщепления (элиминирования) и перегруппировки (изомеризации).

Очевидно, что все многообразие реакций органических соединений невозможно свести к предложенной классификации (например, реакции горения).

Однако такая классификация поможет установить аналогии с уже знакомыми вам реакциями, протекающими между неорганическими веществами.

Как правило, основное органическое соединение, участвующее в реакции, называют субстратом, а другой компонент реакции условно рассматривают как реагент.

Реакции замещения

Реакции замещения — это реакции, в результате которых осуществляется замена одного атома или группы атомов в исходной молекуле (субстрате) на другие атомы или группы атомов.

В реакции замещения вступают предельные и ароматические соединения, такие как алканы, циклоалканы или арены. Приведем примеры таких реакций.

Под действием света атомы водорода в молекуле метана способны замещаться на атомы галогена, например, на атомы хлора:

Другим примером замещения водорода на галоген является превращение бензола в бромбензол:

Уравнение этой реакции может быть записано иначе:

При этой форме записи реагенты, катализатор, условия проведения реакции записывают над стрелкой, а неорганические продукты реакции — под ней.

В результате реакцийзамещения у органических веществ образуются не простое и сложноевещества, как в неорганической химии, а двасложных вещества.

Реакции присоединения

Реакции присоединения — это реакции, в результате которых две или более молекул реагирующих веществ соединяются в одну.

В реакции присоединения вступают ненасыщенные соединения, такие как алкены или алкины. В зависимости от того, какая молекула выступает в качестве реагента, различают гидрирование (или восстановление), галогенирование, гидрогалогенирование, гидратацию и другие реакции присоединения. Каждая из них требует определенных условий.

1.Гидрирование — реакция присоединения молекулы водорода по кратной связи:

2.   Гидрогалогенирование — реакция присоединения галогенводорода (гидрохлорирование):

3.   Галогенирование — реакция присоединения галогена:

4.Полимеризация — особый тип реакций присоединения, в ходе которых молекулы вещества с небольшой молекулярной массой соединяются друг с другом с образованием молекул вещества с очень высокой молекулярной массой — макромолекул.

Примером реакции полимеризации может служить получение полиэтилена из этилена (этена) под действием ультрафиолетового излучения и радикального инициатора полимеразации R.

Наиболее характерная для органических соединений ковалентная связь образуется при перекрывании атомных орбиталей и образовании общих электронных пар. В результате этого образуется общая для двух атомов орбиталь, на которой находится общая электронная пара. При разрыве связи судьба этих общих электронов может быть разной.

Типы реакционноспособных частиц

Орбиталь с неспаренным электроном, принадлежащая одному атому, может перекрываться с орбиталью другого атома, на которой также находится неспаренный электрон. При этом происходит образование ковалентной связи по обменному механизму:

Обменный механизм образования ковалентной связи реализуется в том случае, если общая электронная пара образуется из неспаренных электронов, принадлежащих разным атомам.

Процессом, противоположным образованию ковалентной связи по обменному механизму, является разрыв связи, при котором к каждому атому отходит по одному электрону (гомолитический тип разрыва). В результате этого образуются две незаряженные частицы, имеющие неспаренные электроны:

Такие частицы называются свободными радикалами.

Свободные радикалы — атомы или группы атомов, имеющие неспаренные электроны.

Свободнорадикальные реакции — это реакции, которые протекают под действием и при участии свободных радикалов.

В курсе неорганической химии это реакции взаимодействия водорода с кислородом, галогенами, реакции горения. Реакции этого типа отличаются высокой скоростью, выделением большого количества тепла.

Ковалентная связь может образоваться и по донорно-акцепторному механизму. Одна из орбиталей атома (или аниона), на которой находится неподеленная электронная пара, перекрывается с незаполненной орбиталью другого атома (или катиона), имеющего незаполненную орбиталь, при этом формируется ковалентная связь, например:

Разрыв ковалентной связи приводит к образованию положительно и отрицательно заряженных частиц (гетеролитический разрыв); так как в данном случае оба электрона из общей электронной пары остаются при одном из атомов, у другого атома получается незаполненная орбиталь:

Рассмотрим электролитическую диссоциацию кислот:

Можно легко догадаться, что частица, имеющая неподеленную электронную пару R:—, т. е.

отрицательно заряженный ион, будет притягиваться к положительно заряженным атомам или к атомам, на которых существует по крайней мере частичный или эффективный положительный заряд.

Частицы с неподеленными электронными парами называют нуклеофильными агентами (nucleus — «ядро», положительно заряженная часть атома), т. е. «друзьями» ядра, положительного заряда.

Нуклеофилы (Nu) — анионы или молекулы, имеющие неподеленную пару электронов, взаимодействующие с участками молекул, на которых сосредоточен эффективный положительный заряд.

Примеры нуклеофилов: Сl— (хлорид-ион), ОН— (гидроксид-анион), СН3O— (метоксид-анион), СН3СОО— (ацетат-анион).

Частицы, имеющие незаполненную орбиталь, напротив, будут стремиться заполнить ее и, следовательно, будут притягиваться к участкам молекул, на которых присутствует повышенная электронная плотность, отрицательный заряд, неподеленная электронная пара. Они являются электрофилами, «друзьями» электрона, отрицательного заряда или частиц с повышенной электронной плотностью.

Электрофилы — катионы или молекулы, имеющие незаполненную электронную орбиталь, стремящиеся к заполнению ее электронами, так как это приводит к более выгодной электронной конфигурации атома.

Электрофилом с незаполненной орбиталью является не любая частица. Так, например, катионы щелочных металлов имеют конфигурацию инертных газов и не стремятся к приобретению электронов, так как имеют низкое сродство к электрону.
Из этого можно сделать вывод, что несмотря на наличие у них незаполненной орбитали, подобные частицы не будут являться электрофилами.

Основные механизмы протекания реакций

Выделено три основных типа реагирующих частиц — свободные радикалы, электрофилы, нуклеофилы — и три соответствующих им типа механизма реакций:

• свободнорадикальные;
• электрофильные;
• нулеофильные.

Кроме классификации реакций по типу реагирующих частиц, в органической химии различают четыре вида реакций по принципу изменения состава молекул: присоединения, замещения, отщепления, или элиминирования (от англ.

toeliminate — удалять, отщеплять) и перегруппировки.

Так как присоединение и замещение могут происходить под действием всех трех типов реакционноспособных частиц, можно выделить несколько основныхмеханизмов протекания реакций.

Можно считать, что в этой реакции происходит отщепление молекулы бромводорода от молекулы 2-бромпропана. В присутствии щелочи образуются бромид натрия и вода.

Правило В. В. Марковникова

Отличительной чертой алкенов (непредельных углеводородов) является способность вступать в реакции присоединения. Большинство этих реакций протекает по механизму электрофильного присоединения.

Гидрогалогенирование (присоединение галогенводорода):

Эта реакция подчиняется правилу В. В. Марковникова.

При присоединении галогенводорода к алкенуводород присоединяется к более гидрированномуатому углерода, т. е. атому, при котором находится больше атомовводорода, а галоген — к менее гидрированному.

Классификация по характеру химических превращений

• Реакции замещения
• Реакции присоединения
• Реакция элиминирования (отщепления)
• Реакция изомеризации и перегруппировка
• Реакции окисления
• Реакции конденсации и поликонденсации
• Реакции разложения

Реакции замещения

В ходе реакций замещения один атом или группа атомов в начальной молекуле замещается на иные атомы или группы атомов, образуя новую молекулу. Как правило, такие реакции характерны для насыщенных и ароматических углеводородов, например:

Реакции присоединения

При протекании реакций присоединения из двух или более молекул веществ образуется одна молекула нового соединения. Такие реакции характерны для ненасыщенных соединений. Различают реакции гидрирования (восстановления), галогенирования, гидрогалогенирования, гидратации, полимеризации и т.п:

1. Гидрирование – присоединение молекулы водорода:

1. Галогенирование — присоединение молекулы галогена:
2. Гидрогалогенирование — присоединение молекулы галогенводорода:
3. Гидратация — присоединение молекулы воды:
4. Полимеризация – образование высокомолекулярного соединения посредством многократного присоединения низкомолекулярного соединения, например: 

Реакция элиминирования (отщепления)

В результате реакций отщепления органические молекулы теряют атомы или группы атомов, и образуется новое вещество, содержащее одну или несколько кратных связей. К реакциям элиминирования относятся реакции дегидрирования, дегидратации, дегидрогалогенирования и т.п.:

1. Дегидрирование – отщепления молекулы водорода: 
2. Дегидратация – отщепление молекулы воды: 
3. Дегидрогалогенирования – отщепления молекулы галогеноводородов: 

Реакции изомеризации и перегруппировка  

В ходе таких реакций происходит внутримолекулярная перестройка, т.е. переход атомов или групп атомов с одного участка молекулы в другое без изменения молекулярной формулы вещества, участвующего в реакции, например: 

Реакции окисления 

В результате воздействия окисляющего реагента происходит повышение степени окисления углерода в органическом атоме, молекуле или ионе процесс за счет отдачи электронов, вследствие чего образуется новое соединение: 

Реакции конденсации и поликонденсации

Заключаются во взаимодействии нескольких (двух и более) органических соединений с образованием новых С-С связей и низкомолекулярного соединения:

Поликонденсация – образование молекулы полимера из мономеров, содержащих функциональные группы с выделением низкомолекулярного соединения. В отличие от реакции полимеризации, в результате которых образуется полимер, имеющий состав, аналогичный мономеру, в результате реакций поликонденсации состав образованного полимера отличается от его мономера:

Реакции разложения 

Это процесс расщепления сложного органического соединения на менее сложные или простые вещества:

С18H38  → С9H18 + С9H20

Классификация химических реакций по механизмам

Протекание реакций с разрывом ковалентных связей в органических соединениях возможно по двум механизмам (т.е. пути, приводящему к разрыву старой связи и образованию новой) –  гетеролитическому (ионному) и гомолитическому (радикальному).

Гетеролитический (ионный) механизм

В реакциях, протекающих по гетеролитическому механизму образуются промежуточные частицы ионного типа с заряженным атомом углерода.  Частицы, несущие положительный заряд называются карбкатионы, отрицательный – карбанионы. При этом происходит не разрыв общей электронной пары, а ее переход к одному из атомов, с образованием иона: 

Склонность к гетеролитическому разрыву проявляют сильно полярные, например Н–O, С–О и легко поляризуемые, например С–Вr, С–I связи.

Реагент, имеющий незаполненную электронную оболочку и способные присоединить  пару электронов в процессе образования новой связи.называют электрофильным реагентам относятся следующие катионы: Н+, R3C+, AlCl3, ZnCl2, SO3, BF3, R-Cl, R2C=O

Реакции нуклеофильного замещения

Характерны для алкил- и арилгалогенидов: 

Реакции нуклеофильного присоединения 

Реакции электрофильного замещения

Реакции электрофильного присоединения 

Гомолитический (радикальный механизм)

В реакциях, протекающих по гомолитическому (радикальному) механизму на первой стадии происходит разрыв ковалентной связи с образованием радикалов. Далее образовавшийся свободный радикал выступает в качестве атакующего реагента. Разрыв связи по радикальному механизму свойственен для неполярных или малополярных ковалентных связей (С–С, N–N, С–Н).

Различают реакции радикального замещения и  радикального присоединения

Реакции радикального замещения

Характерны для алканов 

Реакции радикального присоединения

Характерны для алкенов и алкинов 

Таким образом, мы рассмотрели основные типы химических реакций в органической химии

Реакции электрофильного присоединения к тройной связи

Замечание 1

Реакции электрофильного присоединения — реакции присоединения, в которых атаку кратной связи в начальный момент взаимодействия осуществляет электрофил, т.е.

положительно заряженная частица или частица с дефицитом электронов. В органической химии чаще всего в роли атакующей электрофильной частицы выступает протон $H+$.

Образующийся на конечной стадии взаимодействия карбокатион подвергается нуклеофильной атаке.

Реакции электрофильного присоединения весьма распространены среди непредельных углеводородов и широко используются в промышленном химическом производстве и лабораторных синтезах. При этом скорость реакций электрофильного присоединения для алкенов и алкинов различна.

Это связано, во-первых, с тем, что высшие занятые молекулярные орбитали (ВЗМО) у алкинов располагаются ниже, чем у алкенов. Во-вторых, стабильность интермедиатов, образующихся в ходе электрофильного присоединения к соединениям указанных классов непредельных углеводородов различна.

В первом случае образуется карбокатион, во втором случае –винил-катион. При этом центральный атом углерода находится в $sp$-гибридном состоянии, в то время как вакантная $p$-орбиталь располагается перпендикулярно $pi$-связи.

Поскольку атом углерода винил-катиона в $sp$-гибридизации обладает более высокой электроотрицательностью по сравнению с углеродным атомом алкил-катиона в $sp_2$- гибридизации, винил-катион менее стабилен, чем алкил-катион:

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Замечание 2

Отсюда следует, что алкины менее склонны к участию в реакциях электрофильного присоединения, чем алкены и лишь присоединение кислотных агентов и воды к тройной и двойной связям происходит с близкими скоростями.

Присоединение галогеноводородов

В общем случае при гидрогалогенировании алкинов реакция идет по правилу Марковникова, т.е. атом водорода присоединяется к наиболее гидрогенизированному углеродному атому кратной связи:

$CHequiv C-CH_3+HCl{{stackrel{влага}{longrightarrow}CH_2=CCl-CH_3}}$

Однако при дальнейшем гидрогалогенировании до соответствующего алкана присоединение галогеноводорода к кратной связи идет уже против правила Марковникова:

$CH_2=CCl-CH_3+HCl{{stackrel{влага}{longrightarrow}Cl-CH_2-CHCl-CH_3}}$

Замечание 3

Возможны два механизма протекания реакции гидрогалогенирования алкинов: бимолекулярный $Ad_E2$ и тримолекулярный $Ad_E3.$

При дальнейшем взаимодействии винил-катиона с галогенид-ионом или с растворителем образуется смесь цис- и транс-изомеров винилгалогенидов.

Во втором случае электрофил и нуклеофил из разных молекул галогеноводорода атакуют разные атомы углерода кратной связи с образованием интермедиата, включающего две молекулы галогеноводорода и одну молекулу алкина:

Присоединение кислот

В случае присоединения сильных неорганических кислот к алкинам образуются очень слабые нуклеофилы, поэтому для такого рода взаимодействий реализуется только бимолекулярный механизм электрофильного присоединения.

Карбоновые кислоты также способны электрофильно присоединяться молекулам алкинов. Эти реакции катализируются солями ртути и протекают в соответствии с правилом Марковникова.

В результате в зависимости от условий образуются либо енолацетаты, либо геминальные диэфиры (в случае присоединения двух молей кислоты).

Например, в результате взаимодействия ацетилена с уксусной кислотой получается винилацетат:

Присоединение галогенов

В ходе галогенирования алкинов атомы галогена последовательно присоединяются к атомам углерода, участвующим в образовании кратной связи:

$CHequiv CH+Cl_2{{stackrel{H_2O}{longrightarrow}}}CHCl=CHCl$

$CHCl=CHCl+Cl_2{{stackrel{H_2O}{longrightarrow}}}CHCl_2-CHCl_2$

Или в случае избытка галогена:

$CHequiv CH+2Cl_2{{stackrel{H_2O}{longrightarrow}}}CHCl_2-CHCl_2$

В первом случае образуется в основном транс-изомер, что связано с образованием галогенирениевого иона в качестве интермедиата. Например, в случае бромирования образуется бромирениевый катион:

Замечание 4

В целом можно заключить, что моноалкилацетилены и фенилацетилены присоединяют галоген по $Ad_E2$-механизму через открытый винил-катион, связанный с галогенид-ионом в форме контактной (тесной) ионной пары.

Гидратация алкинов

В результате гидратации ацетилена образуется ацетальдегид (реакция Кучерова):

При этом в качестве промежуточного продукта образуется енол – непредельный спирт, содержащий годроксильную группу при двойной связи.

Присоединение воды к тройной связи протекает по правилу Марковникова, поэтому при гидратации как терминальных, так и нетерминальных алкинов всегда образуется соответствующий кетон.

Например, в результате гидратации пропина образуется ацетон:

Замечание 5

Помимо солей ртути гидратацию алкинов катализируют соли золота (III), меди (I), серебра и рутения (III).

Присоединение сульфогалогенидов и селенгалогенидов

Присоединение сульфогалогенидов к алкинам происходит исключительно по принципу анти-присоединения и приводит к образованию двух продуктов, один из которых образуется по правилу Марковникова, а другой – против правила Марковникова:

При этом разница во взаимодействии с терминальным и нетерминальным алкином заключается лишь в различии скорости протекания реакции: в случае нетерминального алкина реакция идет быстрее благодаря образованию циклического катионного интермедиата:

Аналогичным образом протекают реакции с участием селенгалогенидов с той лишь разницей, что «центральным» атомом циклического катионного интермедиата является селен.

Присоединение солей ацилия

Взаимодействие алкинов с ацилгалогенидами происходит в присутствии хлорида алюминия в хлористом метилене. При этом образуется смесь цис- и транс-хлорвинилкетонов:

Замечание 6

При этом электронодонорные заместители в радикале ацилгалогенида способствуют транс-присоединению, электроноакцепторные — цис-присоединению.