Տեղակալման կանոնն արոմատիկ օղակում
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։
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]։
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։
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։
ԳրականությունԽմբագրել
- Менделеев Д. И. Периодический закон: В 3 т. на сайте Руниверс
- Некрасов Б. В. Основы общей химии, т. 1. — М.։ «Химия», 1973
- Химическая энциклопедия, п. ред. Кнунянц И. Л., т. 5. — М.։ «Советская энциклопедия», 1988
- Химия։ Справ. изд./ В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.։ Пер. с нем. — М.։ Химия, 1989
- Бендер М., Бергерон Р., Комияма М. Биоорганическая химия ферментативного катализа. Пер. с англ. — М.: Мир, 1987. — 352 с.
- Дюга Г., Пенни К. Биоорганическая химия. — М.։ Мир, 1983.
- Тюкавкина Н. А., Бауков Ю. И. Биоорганическая химия. — М.: Медицина, 1991.
- MIT.edu, OpenCourseWare։ Organic Chemistry I
- HaverFord.edu, Organic Chemistry Lectures, Videos and Text
- Organic-Chemistry.org, Organic Chemistry Portal - Recent Abstracts and (Name)Reactions
- Orgsyn.org, Organic Chemistry synthesis journal
Տես նաևԽմբագրել
ԾանոթագրություններԽմբագրել
- ↑ Manfred T. Reetz: Biocatalysis in Organic Chemistry and Biotechnology: Past, Present, and Future, J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) S. 12480−12496.
- ↑ J. Clayden, N. Greeves & S. Warren "Organic Chemistry" (Oxford University Press, 2012), pp. 1-15.
- ↑ D. M. Kiefer "Organic Chemicals' Mauve Beginning" Chem. Eng. News Archive, 1993, vol.71, pp 22–23.