ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Возможность протекания органической реакции. Общие соображения из "Органический синтез" А почему, собственно говоря, этот путь нереален Казалось бы, и элементный состав, и структуры этих трех соединений подсказьшают именно такой. [c.63] Первая причина (термодинамический запрет) подобна той, по которой санки легко скатываются с горы, но никогда самопроизвольно в гору не едут. Уксусная кислота богаче энергией, чем смесь метана и диоксида углерода. При определень[ых условиях она распадается на СН4 и СО2, а обратный процесс самопроизвольно не идет для этого над системой надо совершить работу. [c.64] Конечно, такой четырехстадийный синтез выглядит громоздким по сравнению с показанной выше одностадийной схемой, но он имеет то неоспоримое преимущество, что реален все его четыре стадии представляют собой хорошо идущие и сравнительно несложные по вьшолнению реакции. [c.64] Кроме двух вышеназванных причин, существует еще и третье, независимое осложнение, которое может серьезно помешать осуществлению желаемого превращения органического соединения, а именно возможность реализации ряда различных реакций для одних и тех же исходных веществ. В этой множественности вероятных путей превращения даже простых соединений и заключается одна из главных проблем органического синтеза. [c.65] В нашем примере четырехстадийная схема синтеза уксусной кислоты выбрана таким образом, что на каждой ее стадии из ряда возможных реакций для участвующих двух реагентов резко доминирует одна — та, которая показана на схеме. Это обеспечивается как самой природой примененных реагентов, так и правильным выбором условий для проведения данной реакции. Последнее возможно именно потому, что синтез проводится постадийно, вследствие чего каждую из стадий удается проводить в тех условиях, которые являются для нее оптимальными. Заметим, что было бы совершенным безумием попытаться найти условия, при которых все четыре показанные реакции можно было бы провести в одной колбе. [c.65] Поясним сказанное с помощью такой механической аналогии. Допустим, нам нужно соединить две пластины с отверстиями с помошью болта и гайки. Странно было бы пытаться решить эту задачу путем встряхивания всех деталей в закрытом ящике в надежде на то, что желаемый результат может быть достигнут просто за счет энергии встряхивания. [c.65] Рациональный подход в данном случае предполагает разделение суммарного процесса на отдельные операции сложить пластины, совместить оси отверстий, продеть болт, навернуть гайку. Каждая из этих операций сопряжена с характерными только для нее движениями, требует определенной ориентации деталей и нельзя ни проделать все операции одновременно, ни произвольно изменить их порядок. [c.65] Разберем природу такой избирательности на примере ключевой стадии синтеза уксусной кислоты — реакции метилмагнийбромида с СО2. Метил-магнийбромид — соединение с высокополяризованной связью С-М со значительной локализацией положительного заряда на атоме магния (5+), а отрицательного — на атоме углерода (5 ). Молекула СО2 также поляризована, но в этом случае частичный положительный заряд локализован на атоме углерода, а отрицательный — на атоме кислорода. Механизм реакции метилмагнийбромида с СО2 сложен и не до конца выяснен. Однако его упрощенное представление, приведенное на схеме 2.1, позволяет правильно понять существо процесса и природу его избирательности. [c.66] Среди многочисленных вариантов взаимных ориентаций соударяющихся молекул СО2 и СНзМ Вг можно выделить два типа ситуаций, резко различающихся по последствиям. Если сближающиеся молекулы направлены друг к другу одноименно заряженными участками диполей, то между ними развиваются кулоновские силы отталкивания столкноверие оказывается упругим — молекулы разлетаются, не претерпев химических изменений. Если же сближающиеся молекулы обращены друг к другу противоположно заряженными участками (см. схему 2.1), то между ними возникает электростатическое притяжение. На достаточно малых расстояниях начинают сказываться внутримолекулярные последствия такого сближения — происходит усиление уже имеющейся поляризации реагентов и тем самым создаются предпосылки к образованию переходного состояния 1, в котором частично разорваны старые связи и частично образовались новые. Переходное состояние богаче энергией по сравнению с исходными соединениями, и эта разница и составляет энергетический барьер данной реакции. [c.66] Ввиду принципиальной важности условий термодинамической и кинетической допустимости реакции разберем эти условия несколько с иной точки зрения. [c.67] Вернуться к основной статье