Izomeriya hodisasi va uning turlari

|
Izomeriya hodisasi va uning turlari
|
bet | 19/100 | Sana | 14.02.2024 | Hajmi | 7,78 Mb. | | #156402 |
Bog'liq portal.guldu.uz-“ORGANIK KIMYО ”Izomeriya hodisasi va uning turlari. Organik moddalarning ko`pgina anorganik moddalardan farq qiluvchi bir qancha muhim hossalaridan biri ular orasida izomeriya hodisasining juda keng uchrashidir. Organik moddalarning son jihatdan juda ko`p bo`lishi asosan izomeriya hodisasi bilan tushuntiriladi. Izomeriya (grekcha isos-teng meros- qism) termini fanga shved olimi Ya. Bercelius tomonidan kiritilgan. Organik ximiyada izomeriyaning turli tiplari uchraydi. Organik birikmalarning hozirgacha ma`lum bo`lgan izomeriyasini quyidagicha ifodalash mumkin:
Izomeriya klassifikaciyasi
Izomeriya
Fazoviy izomeriya(stereoizomeriya)
Struktura izomeriya
Dinamik izomeriya
Uglerod skletining izomeriyasi
O`zaro holat izomeriyasi
Geometrik izomeriya
Diasteromeriya
Aylanma izomeriya (коnformasiya)
Optik izomeriya
Holat izomeriya
Меtomeriya
Izomeriyaning sxemada keltirilgan barcha tiplari bilan organik birikmalarning turli sinflari va vakillarini izchillik bilan ketma-ket o`rganish jarayonida tanisha boramiz.
Organik rekciyalarning turlari va mexanizmi. Elektron nazariyaga ko`ra, ximiyaviy reakciya atomlar orasida valent elektronlarning qayta taqsimlanishidir. Elektronlarning taqsimlanishiga ko`ra ximiyaviy reakciyalar ikki tipga bo`linadi: 1. Elektronlarning ko`chishi bilan boradigan reakciyalar bo`lib, bunga asosan, elektrovalent bog`lar hosil qiladigan atom va radikallar o`rtasidagi reakciyalar kiradi. Bunday reakciyalar oson va juda tez boradi. 2. Kovalent bog`larning uzilishi va hosil bo`lishi bilan boradigan reakciyalar bo`lib, organik ximiyada alohida ahamiyatga ega.
Reakciya o`rganilganda reakciya uchun olingan va hosil bo`lgan moddalar bilan bir qatorda oraliq moddalar ham ko`rib chiqiladi. Kavalent bog` ikki usul bilan uzilishi mumkinligidan bu tip reakciyalar 2 xil –geterolitik va gomolitik mexanizmlarda boradi.
Geterolitik (yoki ionli) mexanizmda reakciyaga kirishuvchi molekuladagi elektron jufti buzilmasdan rekciya mahsuloti molekulasiga o`tadi, ya`ni reakciyagacha bo`lgan dastlabki molekuladagi elektron hisobiga yangi kovalent bog` hosil bo`ladi:
x: + R :y R:x + y: (1a)
reagent substrat
x + R: y R:x + y (1b )
1 a holatda reagent x o`z elektron jufti yordamida uglerod atomi bilan birikadi. Bunda u o`z elektron jufti bilan ajralib chiqadi, masalan:
.. . .
:I: + C6H5-CH2:Cl: C6H5:I: +:Cl:
reagent substrat
:NH3 + CH3:I:CH3:NH3+:I:-
reagent substrat
(СН3)3N: CH3++ OH CH3OH + (CH3)3N
1b holatda reakciya mahsuloti molekulasidagi yangi bog` substratdagi elektron jufti hisobiga hosil bo`ladi, bunda reagent (kation yoki neytral molekula bo`lishidan qat`i nazar) yangi bog` hosil qilish uchun elektron bermasdan birikadi. Bunga benzolni xlorlanishini misol keltirish mumkin:
Gomolitik (yoki radikal) mexanizmda reakciya dastlabki moddalar molekulalaridagi elektron juftlarning buzilishi bilan boradi:
X + R H H:X + R
2- holatda yangi bog` hosil bo`lishida reagent va substratning har ikkalasidan bittadan elektron qatnashadi. Bunda h atom yoki erkin radikal bo`ladi(radikal H da hamma vaqt juftlashmagan bitta elektron bo`ladi). Masalan:
h
Cl : Cl 2Cl
Cl + H CH3 Cl: H + CH3
Reagent substrat
CH3 +Cl Cl CH3: Cl + Cl
Reakciyalarning ionli yoki radikalli mexanizmlari faqat uglerod atomlaridagina emas, balki molekulaning boshqa atomlarida ham uchrashi mumkin.
Ionli mexanizm bo`yicha boradigan jarayonlar reagentlarning harakteriga qarab 2 tipga bo`linadi. Agar reagent yangi bog` hosil qilishi uchun elektron juftini bersa, bunday reagent nukleofil reagent, reakciya esa nukleofil reakciya deyiladi. Bunda substrat elektrofil xossasiga ega bo`ladi. Yuqoridagi I, II, III reakciyalar bunga misol bo`la oladi.
Agar yangi bog` uchun reagent elektron jufti bermasa, bunday reagent elektrofil reagent, reakciya esa elektrofil reakciya deyiladi. Bu vaqtda substrat elektrodonorlik xossasini namoyon qiladi. Masalan, aromatik moddalarni nitrolash reakciyalari:
Nukleofil reagentlar erkin elektron juftlari bor ion yoki molekula bo`lishi mumkin:
ОН-, Cl, CH3COO-, C2H5O-, NH2-, NR3, C2H5OH, H2O va hokazo.
Metall kationlari, H+, BF3, AlCl3, qo`shbog`li musbat zaryadga ega bo`lgan uglerod atomi C=O hamda tez qutblanuvchi qutbsiz moddalar(I2, Br2 va hokazo) elektrofil reagentlar jumlasiga kiradi. Ximiyaviy reakciyalar reakciyaga kirishuvchi va reakciya natijasida hosil bo`lgan moddalar tabiatiga ko`ra o`rin olish, birikish, ajralish va qayta gruppalanish reakciyalariga bo`linadi.
O`rin olish reakciyalari
Odatda o`rin olish reakciyalari deganda uglerod bilan bog`langan vodorod atomini bosh`a atom tomonidan siqib chiqarish tushuniladi. Ammo keng ma`noda qaraganda uglerod bilan bog`langan atom yoki atomlar gruppasi boshqa atom yoki atomlar gruppasi bilan almashinadi.
Z + RX RX + X
YZ + RX ZR + XY
R-X bog`ining uzilish harakteriga qarab o`rin olish reakciyalari nukleofil (SN) elektrofil (SE) yoki radikal ( SR) bo`lishi mumkin.
Nukleofil o`rin olish reakciyasi kinetikasi. Chuqur o`rganilgan bo`lib, asosan bu reakciyalar ikki xil mexanizimda boradi ( Ingold, 1928)
Z+ R-X R-Z +X ( SN2 --bimolekulyar nukleofil o`rin olish)
R-X R+ + X- (SN1 –monomolekulyar nukleofil o`rin olish)
R+ + Z-R-Z
Birinchi mexanizm (SN2) bo`yicha Z gruppasining birikishi va X guruppasining ajralishi bir vaqtda sodir bo`ladi. Bu reakciya bir bosqichli bo`lib, oraliq o`tish holati orqali boradi va bimolekulyar hisoblanadi. Bunday reakciyalarning bimolekulyar nukleofil reakciyalar deyilishiga sabab shuki, reakciya tezligi ham reagent ham substrat koncentraciyaga baravar darajada bog`lik.
Ikkinchi mexanizm (SN1) ikki bosqichlidir. Birinchi bosqich eng sekin boradigan bosqich bo`lib, bunda molekulalar ionlargacha dissocilanadi: ikkinchi bosqichda esa hosil bo`lgan ionlar tez reakciyaga kirishib, yangi modda hosil qiladi. Demak, SN1 mexanizmda Z gruppaning birikishi va X gruppa ajralishi bir vaqtda sodir bo`lmaydi. S-X bog`i uzulgandan keyin C-Z bog`i hosil bo`ladi.
Elektrofil o`rin olish reakciyalari ham nukleofil o`rin olish reakciyalari kabi sodir bo`lib, kuchli elektrofil reagentlar ta`sirida oson boradi:
Z+ + R: X R- Z + X+ yoki
SR
Y: Z + R : X R-Z + X – Y
To`yingan birikmalarga elektrofil reagentlar kuchli ta`sir etmaydi, ammo aromatik birikmalar qatorida ko`pincha bunday reakciyalar uchrab turadi. Agar C-H bog`li birikmalarda shu bog` yaqinida kuchli elektronga moyil gruppa, masalan, aldegid, keton, murakkab efirlardagi kabi C=O gruppa bo`lsa, bu vodorod bog`i qutblanib, elektrofilь reagentlar ta`siriga sezgirligi ortadi va elektrofil o`rin olish oson sodir bo`ladi.
Radikal o`rin olish reakciyalariga metalepsiya (uglevodorodlarni yorug`likda galoidlash), sulfohlorlash, nitrolash, acilperoksidlarning ciklopoleinlar bilan va erkin radikallarning parafinlar bilan reakciyalari kiradi.
Z + R : X R- Z + X yoki
Y : Z + R : X R- Z + Y- X
Hozirgacha ma`lum bo`lgan to`yingan uglerod atomida boradigan radikal almashinish reakciyalarining qariyb hammasi zanjirli reakciyalardir.
|
| |