Амин қышқылдарының физикалық және химиялық қасиеттері. Химия, 11 сынып, презентация, 2 сабақ.

Аминдердің түзілу механизмі және нитрилдердің тотықсыздануы

11.5.1.5 галогеналкандардан аминдер түзілудің нуклеофильді орынбасу реакциясы механизімін және нитрилдердің тотықсыздануын сипаттайды

Нуклеофиль дегеніміз не?

https://bilimland.kz/en/courses/chemistry-en/organic-chemistry/main-concepts-in-organic-chemistry/lesson/organic-reactions

НУКЛЕОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ

Tеория • галогендер көміртекке қарағанда галогендердің электртерістілігі жоғары

• электртерістілік – бұл ковалентті байланыстағы ортақ жұп электронды өзіне тарту қабілеті

• C-X байланысы полярланады

• сондықтан көміртегіге нуклеофиль шабуыл жасай алады

• нуклеофиль «оң полюсті жақсы көреді»

галогеннің электртерістілігі жоғары болған сайын ортақ

жұп электронды өзіне тартады, сондықтан ол теріс

зарядты болады; байланыс полярланады.

Tеория • галогендер көміртекке қарағанда галогендердің электртерістілігі жоғары

• электртерістілік – бұл ковалентті байланыстағы ортақ жұп электронды өзіне тарту қабілеті

• C-X байланысы полярланады

• сондықтан көміртегіге нуклеофиль шабуыл жасай алады

• нуклеофиль «оң полюсті жақсы көреді»

галогеннің электртерістілігі жоғары болған сайын ортақ

жұп электронды өзіне тартады, сондықтан ол теріс

зарядты болады; байланыс полярланады.

НУКЛЕОФИЛЬ • ЭЛЕКТРОН ЖҰП ДОНОР

• кемінде бір бос жұп электрон болу керек

• теріс зарядты болу шарт емес

• оң зарядты көміртекті өзіне оңай тартады

• OH¯, CN¯, NH3 және H2O мысал бола алады (су полярлы нуклеофиль)

OH¯ CN¯ NH3 H2O

НУКЛЕОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ

нуклеофиль өзінің бос жұп электронын жаңа байланыс түзуге жұмсайды

көміртегінің сырқы қабатына тек 8 электрон сиятындықтан галоген ығыстырылып шығарылады

нәтижесінде нуклеофилдің шабуылынан кейін орынбасу жүреді

сондықтан бұл механизмді - НУКЛЕОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ деп аталады

НУКЛЕОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ МЕХАНИЗМІ

нуклеофиль өзінің бос жұп электронын жаңа байланыс түзуге жұмсайды

көміртегінің сырқы қабатына тек 8 электрон сиятындықтан галоген ығыстырылып шығарылады

нәтижесінде нуклеофилдің шабуылынан кейін орынбасу жүреді

сондықтан бұл механизмді - NНУКЛЕОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ деп аталады

Моментері нуклеофильде бос жұп электрон болады

көміртек-галоген байланысы полярлы болады

иілген бағдарша бос жұп электроннан оң зарядты көміртекке бағытталады

иілген бағдарша электрон жұптың галогенге қозғалысын білдіреді

көміртегінің сыртқы қабатында 8 электронмен аяқталады – сондықтан байланыс үзіледі

көміртек-галоген полярлы байланыс гетеролиттік жолмен бөлінеді

екінші иілген бағдарша электрон жұп галогенге ығысқанын білдіреді

галоген көміртегіден электронды өзіне қосып алады

енді ол теріс зарядты галогенид ионына айналады

галогенид ион ығыстырылып шығарылады

НУКЛЕОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ МЕХАНИЗМІ

нуклеофиль өзінің бос жұп электронын жаңа байланыс түзуге жұмсайды

көміртегінің сырқы қабатына тек 8 электрон сиятындықтан галоген ығыстырылып шығарылады

нәтижесінде нуклеофилдің шабуылынан кейін орынбасу жүреді

сондықтан бұл механизмді - NНУКЛЕОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ деп аталады

SN2 МЕХАНИЗМІНІҢ АНИМАЦИЯСЫ

НУКЛЕОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ МЕХАНИЗМІ

the nucleophile uses its lone pair to provide the electrons for a new bond

the halogen is displaced - carbon can only have 8 electrons in its outer shell

the result is substitution following attack by a nucleophile

the mechanism is therefore known as - NUCLEOPHILIC SUBSTITUTION

НУКЛЕОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ МЕХАНИЗМІ

SN2 МЕХАНИЗМІНІҢ АНИМАЦИЯСЫ

АММИАК

Реагент Aммиактың сулы/спирттегі ерітіндісі (АРТЫҚ мөлшерде)

Өнім Aмин

Нуклеофиль Aммиак (NH3)

Теңдеу C2H5Br + 2NH3 (су/спирт) ——> C2H5NH2 + NH4Br

(i) C2H5Br + NH3 (су/спирт) ——> C2H5NH2 + HBr

(ii) HBr + NH3 (су/спирт) ——> NH4Br

Механизм

Ескерту Теңдеуде екі молекула аммиак көрсетілген.

Екіншісі тұз түзіліп кетпеу үшін.

НУКЛЕОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ

AММИАК

Неге артық мөлшерде аммиак алынады?

Екінші аммиак HBr жою үшін қажет, себебі тұз түзіліп кетеді. Артық мөлшерде алынған аммиак түзілген амин қайта галогеналканмен орын алмасып кетпеу үшін қажет

Салдары

Амин өзі галогеналканға шабуыл жасай алатын нуклеофиль (азотта бос жұп электрон бар) болып табылады, нәтижесінде 2° амин түзіледі. Ол әрі қарай шабуыл жасап, 3° амин және соңынан төртіншілік аммоний тұзы түзіледі.

C2H5NH2 + C2H5Br ——> HBr + (C2H5)2NH диэтиламин, 2° амин

(C2H5)2NH + C2H5Br ——> HBr + (C2H5)3N триэтиламин, 3° амин

(C2H5)3N + C2H5Br ——> (C2H5)4N+ Br¯ тетраэтиламмоний бромиді

төртіншілік (4°) тұз

НУКЛЕОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ

КАЛИЙ ЦИАНИДІ

Реагент Aqueous, калий (немесе натрий) цианидінің сулы/спирттегі ерітіндісі

Өнім Нитрил

Нуклеофиль цианид ионы (CN¯)

Теңдеуі C2H5Br + KCN (су/спирт) ——> C2H5CN + KBr(сулы)

Mеханизмі

НУКЛЕОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ

КАЛИЙ ЦИАНИДІ

Реагент Aqueous, калий (немесе натрий) цианидінің сулы/спирттегі ерітіндісі

Өнім Нитрил

Нуклеофиль цианид ионы (CN¯)

Теңдеуі C2H5Br + KCN (су/спирт) ——> C2H5CN + KBr(сулы)

Mеханизмі

Importance көміртек қаңқасы бір көміртегі атомына көбейеді

CN тобын карбон қышқылына немесе аминге айналдыруы мүмкін.

НУКЛЕОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ

КАЛИЙ ЦИАНИДІ

МЕХАНИЗМ АНИМАЦИЯСЫ

НУКЛЕОФИЛЬДІ ОРЫНБАСУ

НИТРИЛДЕРДІҢ ТОТЫҚСЫЗДАНУЫ

Реагент Нитрил және сутегі газы

Катализатор Никель

Өнім Aмин

Теңдеу C2H5CN + 4[H] ———> C2H5CH2NH2

1. Екіншілік галогеналканды калий цианидімен молекулалық реакциясын жазыңыз.

2. Осы реакцияның механизмін жазыңыз және анықтаңыз.

Молекулалық реакциясы

Реакция механизмі