Vrste Organskih Reakcija [ [Compatibility Mode

Vrste organskih reakcija

Organske reakcije u veini sluajeva odvijaju se na C-atomu, a mogu se odvijati i na hetero-atomu. Dolazi do

raskidanja starih i formiranja novih veza. Najprije se

stvara aktivirani kompleks bogat energijom iz koga preko

prijelaznog stanja ili pak meuprodukata nastajuprodukti. Reakcije u organskoj hemiji mogu se

klasificirati na vie naina:

I Na osnovu promjena koje se dogaaju u elektronskojstrukturi pri raskidanju starih i formiranju novih kovalentnihveza:

a) Homolitike (gr. homos = jednak)b) Heterolitike (gr. heteros = razliit)

a) Kod homolitikih reakcija kovalentna veza izmeua) Kod homolitikih reakcija kovalentna veza izmeuatoma cijepa se simetrino i svaki uesnik u vezi odnosi pojedan elektron. Meuprodukti koji pri tome nastaju zovu seslobodni radikali. Oni nemaju naboja ve samo jedannesparen elektron:

R3C : X + Y R3C : Y + Xsupstrat reagens produkt odlazea grupa (s.r.)

Homolitike reakcije odvijaju se najee u gasovitoj fazi,a mogu biti izazvane fotohemijski (UV svjetlo), termiki ilis reagensima koji sadre nespareni elektron tj. sa

drugim slobodnim radikalom:

Cl : Cl + h 2 Cl

Cl + CH4 CH3Cl + H

b) Kod heterolitikih reakcija kovalentna veza se cijepanesimetrino i pri tome nastaju joni. Uesnik u vezi kojiodnosi zajedniki elektronski par postaje anion(KARBANION), a onaj osiromaen za taj ele. par postajekation (KARBKATION).

Prema tome, heterolitike reakcije mogu se odvijati na dvanaina:

1. Reagens donosi nespareni ele. par preko koga sepovezuje na C, a odlazea grupa odnosi ele. par kojim jebila povezana na C:

Y: + R3C : X R3C : Y + :Xreagens supstrat produkt odlazea grupa

Primjer:

I- + CH2Cl

CH2I

+ Cl -

2. Reagens ne donosi ele. par za novu vezu, ve se veena raun elektrona koji se nalaze u supstratu: odlazeagrupa ima nepopunjenu ljusku. Ako je to vodikov atom,

on se odvaja kao proton:

H+ NO2+

NO2+ H+

Heterolitike reakcije obino se odvijaju u otopinama, amogu biti katalizirane kiselinama i bazama.

2 + H+

II Druga podjela organskih reakcija je na osnovu prirodereagensa koji uestvuje u reakcijama. Reagensi mogubiti:

nukleofili

elektrofili elektrofili

slobodni radikali

Nukleofili i elektrofili uestvuju u heterolitikimreakcijama, a slobodni radikali u homolitikim.

a) Nukleofilni reagensi su donori elektrona (nukleofil-voli

nukleus). To su reagensi koji mogu dati elektrone za

nastanak nove veze. Nukleofili su: anioni, molekule koje

posjeduju atome sa slobodnim elektronskim parom, kao i

molekule koje posjeduju polarizirane ili pak polarizaciji

sklone veze:sklone veze:

O, N, S, X- (F-, Cl-, Br-, I-), -OH, -OR, -SR, -CN, H2O, NH3,

ROH, R-Me.

b) Elektrofilni reagensi su akceptori elektrona (elektrofil-

voli elektrone). To su reagensi koji mogu primiti

elektronski par za nastanak nove veze. Elektrofili su:

pozitivno nabijene estice-kationi, Luisove kiseline imolekule sklone polarizaciji:

X+ (Br+, Cl+), NO2+, NH4+, H3O+, H+, SO3, AlCl3, RC=O.

c) Slobodni radikali uestvuju u homolitikimreakcijama, nemaju naboja ve jedan nesparen elektronkoga snano ele udruiti sa elektronom drugog atoma,

te su stoga vrlo reaktivni. Neki primjeri su:te su stoga vrlo reaktivni. Neki primjeri su:

H, Cl, CH3, O, ROO, OH itd.

III Glavna podjela organskih reakcija bazira se narazlici u strukturi izmeu reaktanata i produkata. Poovom kriteriju reakcije se dijele na:

Supstitucione (S)

Adicione (A)

Eliminacione (E)

Reakcije oksido-redukcije

Reakcije premjetanja

a) Reakcije supstitucije

Dolazi do cijepanja veze, a atom ili atomska grupa usupstratu zamjenjuju se drugim atomom ili atomskom

grupom koji dolaze na mjesto odlazeeg atoma ili grupe:

R-Cl + -OH R-OH + Cl-R-Cl + OH R-OH + Cl

Prema prirodi reagensa, reakcije supstitucije mogu biti:

nukleofilne supstitucije (SN)

elektrofilne (SE)

slobodno-radikalske (SSR)

Reakcije supstitucije mogu se odvijati na zasienom inezasienom C atomu.

SN na zasienom C atomu:

CH3Br + NaOH CH3OH + NaBr

SN na nezasienom C atomu:

CH3-CO-OH + SOCl2 CH3-CO-Cl + SO2 + HCl

SE na nezasienom C atomu:

CH3Cl + AlCl3 CH3+ + AlCl4-

elektrofilelektrofil

+ CH3+CH3

+ HClAl Cl4-

+ Al Cl 3

Supstitucija slobodnih radikala (SSR)

Primjer: hloriranje alkana

CH3CH2CH3 + Cl2 CH3CH2CH2Cl + CH3CHClCH31-propilhlorid 2-propilhlorid

UV

b) Reakcije adicije

To su reakcije nezasienih organskih spojeva. Atomi iliatomske grupe veu se na dvostruke i trostruke veze, pa

se -veze prevode u jednostruke -veze. Reakcije adicijemogu se odvijati na sljedee veze:

C = C, C C, C = N, C N, C = O

Primjeri:

HC CH + HCl CH2 = CH2ClRCH = CHR + Br2 RCHBr CHBrR

Katalitika adicija vodika zove se hidrogenacija, a adicijavode hidriranje. Reakcije adicije pri kojima nastajucikliki spojevi zovu se cikloadicije. Temperatura jevaan parametar u reakcijama adicije.

Primjeri reakcija adicije

Adicija elektrofila (AE)

H2C=CH2 + Br+ :Br- H2CBrCH2Br

Adicija nukleofila (AN)

Adicija slobodnih radikala (A )

(CH3 )2C=O + H + CN- (CH3 )2C

OH

C N

Adicija slobodnih radikala (ASR)Katalitika hidrogenacija dvostruke veze:

CH3CH=CH2 + 2H CH3CH2CH3propen propan

c) Reakcije eliminacije

Ove reakcije obrnute su reakcijama adicije. Od organskog

spoja odvaja se jednostavna ili sloena molekula, a na

supstratu se formiraju nezasiene veze.

Primjeri:Primjeri:

a) manja molekula se izdvaja sa dva susjedna C

atoma i pri tome nastaju spojevi sa viestrukim

vezama:

CH3CH2Cl CH2=CH2 + HClCH2ClCH2Cl CHCH + 2HCl

b) Manja molekula se izdvaja sa udaljenih C atoma pri

emu dolazi do ciklizacije:

CH3 (CH2 )4CH3 vi soka

vi soki p

+ H 2

cikl oheksan heksan

c) Manja molekula se izdvaja samo sa jednog C atoma ipri tome nastaju KARBENI kod kojih C atom ima slobodanelektronski par:

ili pak DIRADIKALI koji se rjee sreu.

C:

Eliminacija vode zove se dehidratacija, halogenvodika

dehidrohalogenacija, a CO2 dekarboksilacija:

RCH CH OH RCH=CH + H ORCH2CH2OH RCH=CH2 + H2ORCH=CHBr RCCH + HBrRCOCOOH RCHO + CO2

Oksido-redukcijske reakcije

U organskoj hemiji reakcije oksido-redukcije nemaju isti

smisao kao u anorganskoj hemiji. Organska molekula se

oksidira ako se smanjuje broj H atoma, a poveava brojO atoma.

oksidacija

redukcijaHC CH [ H] CH2=CH2

[ H] CH3 - CH 3

CH3 OH [ O]

H- C - H O

[ O] H- COOH

Meuprodukti

U organskim reakcijama intermedijarno nastaju C atomi sa dvije ili tri

valencije. To su oblici kratkog vijeka koji odmah reagiraju sa drugim

atomima i prelaze u stabilne molekule. Neki od njih mogu biti i due

stabilni, pa se mogu i registrovati (identificirati) u otopinama. To su:

Karbokationi (deficitarni sa elektronima: CH3+, CH3CH2+, CH3CH+CH3 itd.) Karbokationi (deficitarni sa elektronima: CH3 , CH3CH2 , CH3CH CH3 itd.)

Karboanioni (u organskim spojevima koji sadre vezu ugljik-metal;

centralni C atom sadri jedan slobodan el. par)

Slobodni radikali (H, Cl, CH3, O, ROO, OH, R3C itd.)

Karbeni (jako reaktivni meuprodukti kratkog ivota; najpoznatijidihlorkarben CCl2)

Primjeri

U koju vrstu reakcija se ubrajaju navedene pretvorbe:

a) CH3CH2CH2S+(CH3)2 + CH3NH2 CH3CH2CH2N+H2CH3 + (CH3)2S

b) CH3CH2CH2S+(CH3)2 + OH- CH3CH=CH2 + (CH3)2S + H2O

c) C6H6 + HNO3 C6H5NO2 + H2O

d) CH3CH=CH2 + Cl2 CH3CHClCH2Cl

e) CH3CH=CHCH2COOH CH3CH2CH=CH2 + CO2

f) CH3CH=CHBr + OH- CH3CCH + H2O + Br-

grij anj e