Dr Niko Radulovi vanredni profesor Dr Polina Blagojevi

Dr Niko Radulović, vanredni profesor Dr Polina Blagojević, vanredni profesor Dipl. hem. Marija Denić, asistent ORGANSKA HEMIJA II

Zašto i kada dolazi do hemijske reakcije � Struktura? � Osobine? � Reaktivnost (sa kim, zašto, kako, kada)? � Zašto i kako dolazi do hemijskih reakcija?

Zašto i kada dolazi do hemijske reakcije Reakcije – intramolekulske i intermolekulske -dužina i uglovi veza se menjaju (vibracije) Molekuli nisu statični: -krecu se kroz prostor (sudari) Šta se dešava kada se sudare dva molekula? - Međusobno odbijanje elektronskih oblaka molekula - Elektrostatičko privlačenje - Aktivaciona energija

Zašto i kada dolazi do hemijske reakcije Elektrostatičko privlačenje (jon-jon, jon-dipol, dipol-dipol) Preklapanje odgovarajućih orbitala Atom bora: prazna p orbitala Interakcija (eten) i * (brom) Jonske (polarne) reakcije Slobodno-radikalske Periciklične

Jonske (polarne) reakcije Elektroni “idu” sa jednog molekula na drugi Privlačenje raznorodnih naelektrisanja Nukleofil daje elektrone (anjon, slobodni elektronski par, popunjena orbitala): izvor oba elektrona koji učestvuju u građenju nove veze Elektrofil prima elektrone (prazna AO ili protivvezna MO): gde “idu” elektroni

Zašto i kada dolazi do hemijske reakcije Da bi došlo do reakcije, molekuli treba da se sudare na tačno određeni način (usmerenost orbitala) Orbitale moraju biti odgovarajuće energije (popunjene orbitale su niže po energiji od nepopunjenih, a razlika ne sme biti suviše velika) Interaguju HOMO (najviša popunjena; nukleofil) i LUMO (najniža nepopupenja; elektrofil) orbitale

Nukleofili Doniraju najviše popunjene orbitale (imaju HOMO visoke energije) Često sadrže atome sa slobodnim elektronskim parovima (O, N, S, P) Mogu biti neutralni molekuli ili anjoni Ugljenični nukleofili Čak i i veze mogu biti nukleofilne

Elektrofili Imaju prazne orbitale niske energije (LUMO; prazna AO ili nepopunjena protivvezna MO) Mogu biti neutralni molekuli ili katjoni Najprostiji elektrofil je proton (H+; ima praznu 1 s AO; veoma reaktivan – reaguje praktično sa bilo kojim nukleofilom). Pored protičnih, i Luisove kiseline su elektrofili sa praynom AO. Češći slučaj u organskoj hemiji je da elektrofili ima ju nepopunjenu MO ( *, *)

Elektrofili ( *)

Elektrofili ( *) Nije svaka * jednako dobar elektrofil (bolji elektrofili u slučaju slabih veza ili jako polarizovanih veza )

Zakrivljene strelice Zakrivljena strelica se koristi da bi se predstavilo kretanje elektronskog para Ona je uvek usmerena od izvora elektrona (popunjena orbitala) ka njihovom cilju (prazna orbitala) Onda kada nastaje nova veza, vrh strelice se usmerava ka poziciji na hipotetičkoj liniji koja spaja atome između kojih se formira veza Kada nukleofil napada protivveznu orbitalu, koristi se još i strelica kojom se prikazuje raskidanje odgovarajuće veze (popunjavanjem ove orbitale red veze postaje nula = nema veze). Ona polazi od središta veze i usmerena je ka atomu na suprotnom kraju.

Uputstva za pisanje mehanizmareakcije Ukupno naelektrisanje pre i nakon reakcije je jednako Raskidanje veze Nukleofilna veza Jasnoće radi, zakrivljena strelica može da se nacrta tako da prolazi kroz atom preko koga se ostvaruje veza sa elektrofilom

Uputstva za pisanje mehanizmareakcije Nukleofilna veza Veliki broj reakcija se ne odvija u jednom, već u više koraka. Intermedijeri = međuproizvodi (na primer, karbkatjon ili oksianjon) Spontani raspad (reakcija nije inicirana napadom elektrofila ili nukleofila): najčešće jedinjenja sa slabim, polarizovanim vezama (npr. disocija jake kiseline, raspad diazonijum soli), tj. ona koja sadrže grupu sa elektronegativnim heteroatomo koji može da “podnese” negativno naelektrisanje, (tzv. dobra odlazeće grupe; heterolitička disocija). Homolitičkom disocijacijom nastaju radikali (obratite pažnju na strelice!)

Uputstva za pisanje mehanizmareakcije Zakrivljenim strelicama se može prikazivati i kretanje elektrona u molekulu. Sve strelice uvek idu na istu stranu, nigde ne smeju da se račvaju, niti susreću.

Uputstva za pisanje mehanizmareakcije Maksimalan broj veza + slobodnih elektronskih parova za B, C, N i O je 4 (osam elektrona). Ako se formira nova veza sa nenaelektrisanim H, C, N ili O, jedna od već postojećih veza mora biti raskinuta Malo vežbe. .

Uputstva za pisanje mehanizmareakcije Kako započinje reakcija: “gurni” (popunjena orbitala, npr. slobodni elektronski par) ili “povuci” (prazna orbitala, npr. katjona nastalog raspadom diazonijum soli)

Zadaci za vežbanje � U slučaju svakog od ispod datih elektrofila, identifikujte elektrofilni atom/atome i napišite proizvod reakcije sa hipotetičkim nukleofilom Nu-. � U slučaju svakog od ispod datih nukleofila, identifikujte nukleofilni atom i napišite proizvod reakcije sa hipotetičkim elektrofilom E+.

Zadaci za vežbanje � Dovršite sledeće reakcije. � Dopišite strelice kako bi pojasnili nastajanje proizvoda niže datih reakcija.

Zadaci za vežbanje � Predložite mehanizam niže datih reakcija.

OSNOVNO ZNANJE ! � Nukleofil � Elektrofili � Predstavljanje mehanizma reakcije pomoću zakrivljene strelice