Реакция нитрования

Альдольная конденсация

Сущность реакции: реагируют два карбонильных соединения. Одно вещество- нуклеофил, другое- объект нуклеофильной атаки.Реакцию проводят в щелочной среде, которая способствует образованию отрицательно заряженной частицы- нуклеофила.

ОН

СН3–СНО + СН3 –СН О < => СН3 – СН – СН2– СНО

|

ОН 3-гидроксибутаналь

Механизм реакции:

а) образование нуклеофильной частицы - карбоаниона

Н б+

б+ | б+ б-

Н—>С —>СН = О + ОН — > СН2 —СН=О + НОН

| (– )

Н б+ нуклеофил (карбоанион)

сопряженная система

б) нуклеофильная атака карбоаниона на атом углерода карбонильной группы

б+ + НОН

СН3–СН=О + СН2 —СН=О < => СН3 – СН – О < =>

( – ) |

СН2– СН =О

 

СН3 – СН – СН2– СНО + ОН

|

ОН 3-гидроксибутаналь

Реакции альдольной конденсации распространены в биологических процессах. С ними

связан энергетический обмен - синтез кетоновых тел, синтез стеринового цикла холестерина, стероидных гормонов, превращения углеводов –моносахаридов( распад фруктозо-1,6-дифосфата на фосфотриозы, трансальдолазные и транскетолазные реакции в пентозофосфатном цикле, который обеспечивает клетку рибозой для синтеза рибо-нуклеиновых кислот). Большинство перечисленных реакций будут позднее изучены в курсе биоорганической химии и биохимии.

 

4.2.3. Реакции электрофильного замещения в ряду ароматических соединений( SE+ )

Ароматические соединения отличаются самой высокой степенью делокализации

π -электронной плотности и высокой термодинамической устойчивостью. В растворе они вступают в реакции электрофильного замещения – нитрования , сульфирования, галогенирования, алкилирования, в которых сохраняется ароматическая электронная система.

Чем выше степень ароматичности, тем легче идет реакция. Донорные заместители увеличивают электронную плотность в ароматической системе и облегчают реакции SE.

Акцепторные заместители уменьшают электронную плотность в ароматической системе и затрудняют реакции SE .

Следует вспомнить, что заместители изменяют равномерное распределение электронной плотности : доноры увеличивают частичные заряды б - в положениях 2,4,6 , а акцепторы уменьшают в этих же положениях 2,4,6 электронную плотность и создают частичный заряд б+. ( Лекция 2. Взаимное влияние атомов в молекулах биоорганических соединений. Эффекты заместителей).

 

Бензол нитруют концентрированной азотной кислотой в присутствии серной. Образуется нитробензол.

 

Н 2S О4

С6 Н6 + НNО3 ————> С6 Н5— NО2 + Н2 О

нитробензол

Роль серной кислоты заключается в образовании активной электрофильной частицы- катиона нитрония.

+ +

Н–О – NО 2 + Н + ——> Н–О – NО 2 ——> НОН + NО2

| нитроний- катион

Н

Многие нитропроизводные ароматических соединений обладают высокой противобактериальной и противогрибковой активностью - их используют в качестве лекарственных препаратов.

Большие количества нитробензола необходимы для получения анилина( по реакции Зинина- восстановление нитрогруппы). Анилин используется в промышленности для получения разнообразных красителей и разнообразных лекарственных препаратов ( сульфаниламидов, обезболивающих – новокаина, противоопухолевых ).