Osnovni pojmovi

Doc. dr. Sanja Ćavar

• Detaljan opis pojedinih koraka na putu na kojem se

reaktanti pretvaraju u produkte.

Mehanizam reakcije

Mehanizam reakcije

• Opis kretanja elektrona koji sačinjavaju veze koje

stupaju u reakciju

• Opis prostornog odnosa atoma tokom transformacije

• Opis strukturnih i energetskih promjena koje se dešavaju

u svakom stepenu reakcije

• Poznavanje veza koje se cijepaju

• Broj i brzinu stepena reakcije

• Identifikaciju intermedijata i prelaznih stanja preko kojih

ide pretvorba

• Uticaj faktora koji utiču na reaktivnost

Mehanizam reakcije mora

sadržavati:

• Mora biti što jednostavniji

• Mora biti potvrđen eksperimentima

• Stepeni moraju biti mono- ili binuklearni

• Ne smije kršiti principe mikroskopske reverzibilnosti

• Svaki stepen mora biti hemijski povoljan

• Svaki stepen mora biti energetski povoljan

Kriteriji mehanizma reakcije

Sve reverzibilne reakcije pod istim

uslovima moraju teći identičnim

mehanizmom.

Richard Chace Tolman

Tolman, R. C. 1938. The

Principles of Statistical

Mechanics. Oxford University

Press, London, UK.

Princip mikroskopske

reverzibilnosti

• Specija koja nastaje u toku reakcije u nekom od njenih

stepena

• Stabilni intermedijati – mogu se izolirati i opisati

• Nestabilni intermedijati – opisuju se spektroskopskim

metodama ili se hvataju hemijskim putem

Intermedijat (međuprodukt)

• Negativno nabijen atom karbona

• Tetraedarska konfiguracija

• Faktori koji utiču na stabilnost i reaktivnost karbaniona:

a) induktivni efekat

b) hibridizacija atoma koji nosi naboj

c) stepen konjugacije

Karbanion

• Clarke, R. W. L.; Lapworth, A. (1907). LXV.?An extension of the

benzoin synthesis. J. Chem. Soc. Trans. 91: 694-705.

• Wallis, E. S.; Adams, F. H. (1933). The Spatial Configuration of the

Valences in Tricovalent Carbon Compounds. J. Am. Chem. Soc. 55:

3838-3851.

Karbanion

• Pozitivno nabijen atom karbona

• Planarna geometrija

• Stabilnost karbkationa - hiperkonjugacija

Karbkation

• Atom karbona ima jedan nespareni elektron

• Česti su radikali sa heteroatomima

• Tetrahedralna geometrija koja se preokreće u planarnu

• M. Gomberg (1900). "An instance

of trivalent carbon: triphenylmethyl".

J. Am. Chem. Soc. 22: 757–771.

Slobodni radikal

Slobodni radikal

• Čestica sa dvokoordiniranim atomom karbona koji ima 6 elektrona

• Struktura zavisi od stanja spina

• Karbenski analozi - nitren i fosfiniden

Karben

• Konfiguracija reaktanata u kojoj su stečeni svi uslovi za

sudar između dva reaktanta

• Femtohemijska IR spektroskopija

Prelazno stanje

Prelazno stanje predstavlja samo

konfiguraciju molekule u najvišem

energetskom stanju, a aktivirani

kompleks predstavlja sve konfiguracije

kroz koje atom prolazi tokom

transformacije iz reaktanta u produkt.

Da li su pojmovi prelazno stanje i

aktivirani kompleks sinonimi? NE

• Atom ili molekula sa slobodnim elektronskim parom koji

je na raspolaganju za tvorbu nove kovalentne veze

• Neutralne ili negativno nabijene čestice

• Osobine nukleofila:

a) Lewisove baze

b) raste u PSE u grupi odozgo prema dole

c) opada pri steričkim efektima

d) raste u polarnim aprotonskim rastvaračima

Nukleofil

• Nukleofili sa slobodnim elektronskim parom:

a) ROH, R3N, RSH, R2S, R3P, X2C=O

b) RO-, R2N-, X-

• s-Nukleofili:

a) Gringardov reagens (RMgBr)

b) organolitijevi reagensi (RLi)

c) Gilmaniov reagens (R2CuLi)

d) metalni hidridi (NaBH4, LiAlH4)

Vrste nukleofila

• p-Nukleofili:

a) alkeni

b) enolati (C=C-O-)

c) enoli (C=C-OH)

d) enolni eteri (C=C-OR)

e) enamini (C=C-NR2)

Vrste nukleofila

• Atom ili molekula sa praznom orbitalom koja je na

raspolaganju za tvorbu nove kovalentne veze

• Neutralne ili pozitivno nabijene čestice

• Lewisove kiseline

Elektrofil

• Elektrofili kao Lewisove kisleine:

prazne p-orbitale (nevezna orbitala niske energije)

• p-Elektrofili:

elektrofilni atom posjeduje elektronski oktet, ali je vezan višestrukom vezom za elektronegativniji atom (C=O, C=N, C≡N)

• s-Elektrofili:

elektrofilni atom posjeduje elektronski oktet, ali je vezan jednostrukom vezom za elektronegativniji atom

Vrste elektrofila