background image

Typy reakcji w chemii 

organicznej 

-Czynniki elektrofilowe

-Czynniki nukleofilowe

-Reakcje substytucji

-Reakcje addycji

-Reakcje eliminacji

-Efekt indukcyjny 

-Efekt mezomeryczny

-Efekt nadsprzężenia

-Efekt kierujący podstawników w reakcja 

substytucji na pierścieniu     
 aromatycznym.  

background image

Typy reakcji w chemii 

organicznej 

Podział reakcji ze względu  

na mechanizm 

Reakcje 

rodnikowe

 

(

homolityczne

)

Reakcje 

jonowe

  

(

hetrolityczne 

)

Reakcje 

elektrofilowe

 

Reakcje 

nukleofilowe

 

background image

Reakcje rodnikowe  

• Reakcje rodnikowe 

– czynnikiem 

atakującym (inicjującym) reakcję jest 

rodnik

 powstający 

w wyniku 

homolitycznego

 rozpadu 

cząsteczki:

          rozpad wiązania                                                  rozpad wiązania 

• 

·

 

·

 B  A

*

 + B

*

;           X 

·

 

·

 X  X

*

 + 

X

*

 

• CH

4

  C

*

H

3

 + H

*

          Cl

2

  Cl

*

 +  Cl

*

 

• A

*

, B

*

, X

*

 - 

rodniki

 – atom lub grupa 

atomów 

posiadające niesparowany 

elektron

background image

Reakcje  jonowe 

• Reakcje jonowe 

– czynnikiem atakującym 

(inicjującym) reakcję jest 

jon

 powstający w 

wyniku 

heterolitycznego 

rozpadu cząsteczki:

             rozpad wiązania                                   rozpad wiązania 

     A ··B  

A

+

 

B

                   

 H ··Br  

H

+

 

Br 

-

A

+

 

- czynnik 

elektrofilowy

 (układ z 

deficytem – luką 
elektronową)

B

-

 - czynnik 

nukleofilowy

 (układ 

posiadający wolne 
pary elektronowe) 

H

+

; Cl

+

; Br

+

; NO

2

+

SO

3

H

+

; R

+

; R

3

C

+

COR

+

; RN

2

+

 

F

-

; Cl

-

; Br

-

; OH

-

; NH

3

H

2

O, RNH

2

background image

Reakcje substytucji (S)

Charakterystyka 

Mechanizm 

reakcji 

Schemat mechanizmu 

reakcji 

Reakcja polega 
na podstawieniu 
(zastąpieniu) 
atomu lub grupy 
funkcyjnej) w 
cząsteczce przez 
atom lub inną 
grupę funkcyjną 

Substytucja 

rodnikowa 

 S

R

R* 

+ A – B  A - R + 

B*

(halogenowanie 
alkanów , 
cykloalkanów)

Substytucja 

elektrofilowa 

S

E

Z

+  A – B  A – Z + 

B

(halogenowanie , 

nitrowanie, 
sulfonowanie , 
alkilowanie, 
acylowanie arenów )

Substytucja 

nukleofilowa 

S

N

-

 

+ A – B  A – Y + 

-

 

(reakcja 

monohalogenopochod
nych alkanów z 
zasadami 
w środowisku 
wodnym) 

background image

Reakcje addycji (A) 

Charakterystyka 

Mechanizm 

reakcji 

Schemat mechanizmu reakcji 

Reakcja polega 

na przyłączeniu 

cząsteczek 

homoatomowyc

lub 

heteroatmowych 

do atomów 
węgla 

połączonych 

wiązaniami 

wielokrotnymi  

z jednoczesnym 

zmniejszeniem  
krotności 

wiązania 

Addycja 

rodnikowa 

 A

R

R* 

+ A = B  R – A – 

B* 

(z 

reguły reakcje 

polimeryzacji) 

Addycja 

elektrofilowa 

A

E

Z

+ A = B  Z – A – 

B

+

(addycja halogenów, 

halogenowodorów,  wodoru- 

uwodornienie, wody-

hydratacja,  katalitycznie 

utlenienie alkenów 

i alkinów, uwodornienie i 
addycja halogenów  przez 

areny. 

Addycja 

nukleofilowa 

 

A

N

Y

 - 

+ A = B  Y – A – 

B

 –

background image

Reakcje eliminacji (E)

Charakteryst

yka 

Mechanizm 

reakcji 

Schemat mechanizmu reakcji 

Reakcja 

polega na 

oderwania 

od cząsteczki 

dwóch 
atomów lub 

grup 

funkcyjnych 

bez 

zastąpienia 
ich innymi 

podstawnika

mi , w 

wyniku 

czego rośnie 

krotność 
wiązania 

α-eliminacja

atomy lub grupy 

atomów 

odszczepiają się 

od tego samego 

atomu węgla 

    Z
  /

A        |A + Z - Y
  \ 

   Y 

β-eliminacja

atomy lub grupy 

atomów 

odszczepiają się 

od sąsiadujących 

ze sobą atomów 

węgla

Z – A – B – Y  A = B + Z – Y

(reakcje eliminacji wody – dehydratacji 

alkoholi,  eliminacji podstawników 

halogenowych  z cz. 

dihalogenowęglowodoru  w reakcji z 

aktywnym metalem, reakcja 

halogenowęglowodoru 

z alkoholowym roztworem silnej zasady). 

γ-eliminacja: 

atomy lub grupy 
atomów 

odszczepiają się 

od atomów węgla 

nie sąsiadujących 

ze sobą 

powodując 

cyklizację  

cząsteczki 

Z – A – B – C – Y  

A  -   B  +  Z – Y 

  \      /

     C 

(

cyklizacja w reakcji 

dihalogenowęglowodorów 
z aktywnym metalem) 

background image

Efekt indukcyjny (I) 

• Efekt indukcyjny 

– oddziaływanie 

podstawników polegające na przyciąganiu 
lub odpychaniu elektronów, 
co prowadzi do polaryzacji wiązań w 
cząsteczce

Ujemny efekt indukcyjny (-I) 

Dodatni efekt indukcyjny 

(+I) 

Ujemny efekt indukcyjny 

występuje gdy atom 

kluczowy podstawnika 

jes

bardziej elektroujemny 

niż 

atom wodoru 

Dodatni efekt indukcyjny 

występuje, gdy atom 

kluczowy podstawnika  

jest 

mniej elektroujemny 

niż 

atom wodoru

 

Zmiana efektu indukcyjnego podstawników 

(-I) : -CN > -F > -Cl > Br >– I > - O-CH

3

 > -OH > -C

6

H

5

 >

 

H

 

>-CH

3

 > - C(CH

3

)

3

 > COO-  (+I) 

Podstawniki o 

ujemnym efekcie indukcyjnym  (-I) 

wpływają 

na 

wzrost

 

mocy kwasów 

obniżają moc zasad

background image

Efekt sprzężenia 

(mezomeryczny) 

• Efekt mezomeryczny 

– oddziaływanie 

wolnych par elektronowych podstawnika 

lub 

wiązania π

 

z innymi wiązaniami π, lub 

elektronami zdelokalizowanymi

. Wynikiem 

efektu jest zmiana rozkładu gęstości 
elektronowej w cząsteczce.

     CH

2

 = CH – Cl                                        Cl 

                        kierunek oddziaływania 

• Efekt mezomeryczny 

prowadzi do zmiany 

długości wiązań układu sprzężonego (zwykle 
ulegają one skróceniu) i obniżenia energii 
układu. 

background image

Efekty mezomeryczne 

podstawników

 i efekt nadsprzężenia  

Dodatni efekt mezomeryczny 

(+M) 

Ujemny efekt mezomeryczny (-M) 

Sprzężenie powoduje 

zwiększenie 

gęstości elektronowej 

w układzie 

nienasyconym 

lub aromatycznym, a 

zmniejszenie

na podstawniku 

Sprzężenie powoduje 

zmniejszenie 

gęstości elektronowej 

w układzie 

nienasyconym 

lub aromatycznym, a 

zwiększenie 

na podstawniku 

Podstawniki o efekcie mezomerycznym ujemnym (-M) 

utrudniają 

podstawianie lub przyłączanie elektrofilowe  

w układzie nienasyconym 

lub aromatycznym, natomiast ułatwiają nukleofilowe.

Podstawniki o efekcie mezomerycznym dodatnim  (+M

) ułatwiają  

podstawianie lub przyłączanie elektrofilowe  

w układzie nienasyconym 

lub aromatycznym, natomiast utrudniają  nukleofilowe

Efekt nadsprzężenia 

Efekt nadsprzężenia 

polega na oddziaływaniu  par elektronowych 

wiązania C – H z innymi ruchliwymi układami elektronowymi. 

                                                                       H – C  ≡  C – C ≡ C – H 

W wyniku efektu nadsprzężenia następuje nieznaczne skrócenie 

wiązania σ w układzie sprzężonym 

background image

Efekt kierujący podstawników 

substytucji elektrofilowej na 

pierścieniu aromatycznym 

Podstawni

ki 

Przykłady 

podstawników 

Wpływ podstawników na 

reaktywność  związku

Pozycja w jaką 
jest kierowany 

kolejny 

podstawnik 

rodzaju 

- CH

3

; - C

2

H

5

; - 

C

3

H

7

;

 - NH

2

; - OH; - 

NHR,

 - NR

2

; - C

6

H

5

  

Ułatwiają 

podstawianie

 

elektrofilowe, 

zwiększają 

reaktywność 

pierścienia 

aromatycznego 

orto i para 

halogeny: - F; - 

Cl, 
- Br; - I

Zmniejszają 

reaktywność 
związku 

aromatycznego 

II 

rodzaju 

-NO

2

; - COOH, - 

CHO; - SO

3

H;

 - C ≡ N;  
      O           \ 

    //               C= 

O  

- C – R ;      / 

Zmniejszają 

reaktywność 
związku 

aromatycznego, 

podstawianie 

elektrofilowe 

przebiega trudniej 
niż w benzenie 

meta

 

background image

Schemat wpływu podstawnika na 

rozkład gęstości elektronowej w 

pierścieniu  aromatycznym 

Podstawnik 

aktywizujący 

Podstawnik  

dezaktywizujący 

                       

m  

               

o

                      (-)               (--) 

            

 p 

(--)                          

A

 

(+) 

                        (-)         (--)

                         

m

          

 o 

                     

 m              

o

                     (+)           (++)

 

        

p

 (++)                            

Dz

 (-)

                        (+)        (++)

                         

m

            

o

 

o

 – położenie 

orto

– położenie 

meta

;  

p

 - położenie para 


Document Outline