Տեղակալման կանոնն արոմատիկ օղակում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Քննարկենք բենզոլի ցիկլում արդեն ներկա գտնվող տեղակալիչի ազդեցությունը ռեագենտի գրոհի ուղղության վրա (մուտք գործող տեղակալիչի դիրք ընտրելու վրա)։ Երբ բենզոլի օղակ մուտք է գործում երկրորդ տեղակալիչը, նա կարող է զբաղեցնել երեք դիրք՝ օրթո, մետա, պարա։ Յուրաքանչյուրի համար գոյություն ունեն կանոնիկ կառուցվածք։ Տեղակալիչի փոխազդեցությունը σ-կոմպլեքսի դրական լիցքի հետ պայմանավորում է տեղակալման դիրքը[1]:

Արոմատիկ ցիկլում գտնվող տեղակալիչները (օրիենտանտները) բաժանվում են երկու խմբի՝ 1-ն կարգի և 2-րդ կարգի։

Առաջին կարգի տեղակալիչները էլեկտրադոնոր խմբերն են՝ ալկիլ ռադիկալները՝ -CH3,-C2H5 և -OH,-OR,-NH2 և այլն։

Տեղակալման կանոնը արոմատիկ օղակում

Ալկիլ ռադիկալների դեպքում Z-ը ավելի ցածր էլեկտրաբացասականություն ունեցող խումբն է, քան հարևան ածխածնի ատոմը, չունի ազատ էլեկտրոնային զույգ։ Z-տեղակալիչը կայունացնում է կառուցվածքը էլեկտրոնների ինդուկտիվ տեղաշարժով դեպի հարևան ածխածնի ատոմը[2]:

Բենզոլի օրթո,մետա և պարա դիրքերը

Հաջորդ տարբերակը, երբ Z-ն ունի ազատ էլեկտրոնային զույգ։ Այս դեպքում, անկախ Z-ի էլեկտրաբացասականությունից, առաջանում է մեզոմեր փոխազդեցություն։ Դրական մեզոմեր (+M) էֆեկտի դեպքում, կարբկատիոնը կարող է հանդես գալ լրացուցիչ ռեզոնանսային կամ կանոնիկ կառուցվածքներով, որտեղ մեծ է էլեկտրոնային խտությունը օ և պ դիրքերում, և, հետևաբար տեղակալումը կկատարվի օրթո և պարա դիրքերում[3]:

Կանոնիկ կառուցվածքների թվի աճը նշանակում է միջանկյալ կարբկատիոնի առաջացման էներգիայի իջեցում, նվազում։ Նշված տարբերակներում մեծանում է էլեկտրոնային ամպի խտությունը օրթո (օ) և պարա (պ) դիրքերում և ներմուծվող էլեկտրաֆիլ տեղակալիչները զբաղեցնում են o և պ դիրքերը (օր.անիլինի, տոլուոլի հետ փոխազդելիս)։

Տոուոլի բրոմացման արդյունքում FeBr3 կատալիզատորի ներկայությամբ առաջանում են օրտո- և պարատեղակալված ածանցյալներ։

Տոուոլի բրոմացման ռեակցիա

Տեղակալիչների կարգը և էլեկտրաֆիլ գրոհի դիրքը.

Տեղակալիչ Z կարգ էլեկտրաֆիլ գրոհի դիրքը
Ալկիլ,CH3 I օրթո, պարա
-CH2Cl I օրթո, պարա
-CCl3 II մետա
Հալոգեններ I օրթո, պարա
-CH=CH2 I օրթո, պարա
-CHO II մետա
-COR II մետա
-COOH II մետա
-CONH2 II մետա
-NH2,-NHR,-NR2 I օրթո, պարա
-N+R3 II մետա
-NO2 II մետա
-OH I օրթո, պարա
-OR I օրթո, պարա
-SH I օրթո, պարա
-SR I օրթո, պարա
-SO3H II մետա

Երկրորդ կարգի տեղակալիչները էլեկտրաակցեպտոր խմբեր են։ Էլեկտրոնների տեղաշարժը ածխածնի ատոմից դեպի տեղակալիչը բերում է դրական լիցքի աճի ածխածնի ատոմի վրա։

Նշված կանոնիկ կառուցվածքների ապակայունացումը դժվարացնում է ռեզոնանսային կարբկատիոնների առաջացումը։ Առավել շահավետ է մետա-տեղակալումը, որի դեպքում բացառվում է նման ապակայունացումը։ Երկրորդ կարգի օրիենտանտները կոչվում են մետա-օրիենտանտներ։

Նրանք իջեցնում են (աղքատացնում են) էլեկտրոնային ամպի խտությունը օ և պ դիրքերում և ներմուծվող տեղակալիչները ուղղում են մետա (մ) դիրքերը։ Օրինակ, բենզոաթթվի բրոմացման ժամանակ առաջանում են մ-բրոմբենզոաթթու (SE

Այս ռեակցիաների ընթացքը հուշում է մեզ, որ դրական լիցք ունեցող խմբերը (իոնները),օրինակ՝ կարբկատիոնները, հեշտությամբ մուտք կգործեն արոմատիկ համակարգ, այսինքն՝ հալոգենալկանները Լյուիսի թթուների ներկայությամբ (Ֆրիդել-Կրաֆտսի ռեակցիա),ալկենները և սպիրտները թթու միջավայրում լավ ալկիլացվող ագենտներ են։ Նույն մեխանիզմով է ընթանում տեղակալման ռեակցիան հետերոցիկլիկ միացություններում։ Օրինակ՝ պիրոլի սուլֆատացումը։

Գրականություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Manfred T. Reetz: Biocatalysis in Organic Chemistry and Biotechnology: Past, Present, and Future, J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) S. 12480−12496.
  2. J. Clayden, N. Greeves & S. Warren "Organic Chemistry" (Oxford University Press, 2012), pp. 1-15.
  3. D. M. Kiefer "Organic Chemicals' Mauve Beginning" Chem. Eng. News Archive, 1993, vol.71, pp 22–23. doi:10.1021/cen-v071n032.p022

Տես նաև[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Արտաքին հղումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]