Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Переходное состояние реакции азосочетания

    ПЕРЕХОДНОЕ СОСТОЯНИЕ РЕАКЦИИ АЗОСОЧЕТАНИЯ [c.227]

    До сих пор не известны значения р и для других реакций, в которых переходное состояние столь мало отличается от промежуточного соединения, что разрыв С — Н-связи во всех случаях является стадией, определяющей. скорость реакции. Однако особенности строения промежуточного соединения в таких реакциях могут приводить к увеличению роли разрыва С — Н-связи и появлению изотопного эффекта. Так, реакции бромирования бромом и азосочетания, естественно, не имеют изотопных эффектов, однако вследствие энергетической близости промежуточного соединения с высокой энергией к дв ум переходным состояниям уже незначительного изменения в балансе двух скоростей реакций -1 и вызываемом структурными факторами, может быть достаточно, чтобы поднять второе переходное состояние выше первого и превратить разрыв С — Н-связи в стадию, которая будет определять скорость реакции. Таким структурным фактором могут быть стерические препятствия, которые, способствуя увеличению /е 1, облегчают переход промежуточного соединения через барьер первого переходного состояния. Стерические препятствия оказывают очень сильное воздействие, поскольку даже реакция бромирования смесью бром — перхлорат серебра (которая должна иметь значительно более низкие значения р, чем некаталитическая реакция) протекает с изотопным эффектом, в том случае когда субстратом является 1,3,5-три-/п/7т-бутилбензол [101]. Меркурирование и сульфирование следует рассматривать как примеры, в которых, несмотря на раннее переходное состояние, структурные особенности промежуточного соединения так влияют на изменение констант к-1 и к2, что появляется изотопный эффект. Значение р, полученное на основании самых последних данных по сульфированию бензола и толуола в 82,9%-ной серной кислоте (т. е. в условиях, в которых изотопный эффект не наблюдался), достигает, вероятно, величины порядка —8 [187]. Значение р для реакций меркурирования составляет только —4,0. Особенности строения промежуточного соединения увеличивают константу к-1 в одном случае и уменьшают константу 2 в другом, так что становится возможным появление изотопного эффекта. С другой стороны, при нитровании промежуточное соединение настолько сильно отличается по энергии от первого переходного состояния, что ни одна из структурных особенностей промежуточного соединения, которая способна приводить к появлению изотопного эффекта в других реакциях, не может в достаточной мере снизить энергию этого переходного состояния, и промежуточное соединение может переходить только в продукты реакции. Алкилирование по Фриделю — Крафтсу должно быть даже более экзотермичной реакцией, чем нитрование, и первичный изотопный эффект не наблюдался в изученных реакциях алкилирования. Но наличие изотопных эффектов постоянно отмечалось в реакции ацилирования, которая имеет заметно более высокое значение р, чем алкилирование. За исключением описанного выше бромирования сильно пространственно затрудненного 1,3,5-три-трет-бутилбензола [c.487]


    Исходя из того же критерия, при галогенировании молекулярным хлором или бромом переходные состояния должны быть более сходными с промежуточными соединениями, и наиболее вероятно, что такие поздние переходные состояния приводят к появлению изотопного эффекта. В этих реакциях промежуточное соединение по потенциальной энергии ближе к двум переходным состояниям, расположенным с той и другой стороны от него, и имеется легкий, требующий меньшей энергии активации переход от промежуточного соединения в любом направлении. Согласно Хаммонду, в таком случае требуется только незначительное возмущение системы в виде очень небольшого ослабления связей углерод — электрофильный агент (e-i) или углерод — водород (feo) для того, чтобы промежуточное соединение могло подняться на вершину любого барьера [6]. Это находится в согласии с выводом Ингольда [183], полученным им при рассмотрении химии псевдокислот состояния с более высокой энергией претерпевают изменения с меньшим перераспределением электронов, чем состояния с низкой энергией. Мы можем поэтому предположить, что в реакции между сильным электрофильным агентом (их называют обычно реакционноспособными и неселективными реагентами) и сильно активированным субстратом, т. е. в сильно экзотермической реакции, изотопный эффект будет отсутствовать. Наоборот, в ходе реакции со слабыми электрофильными агентами ( нереакционноспособными и селективными ) должно образовываться позднее переходное состояние, и эти реакции должны иметь изотопный эффект. Весьма важно знать, в какой степени эта закономерность проявляется в случае реакций, которые действительно протекают с изотопным эффектом. К сожалению, значения р и Ря неизвестны для реакций азосочетания и для юдиpoвaния иодом или монохлоридом иода, т. е. для всех реакций, которые склонны к появлению изотопного эффекта, и поэтому критерий наклона корреляционных прямых не может быть применен для решения вопроса в случае ранних или поздних переходных состояний. Можно сказать, однако, с определенностью, что в реакциях иодирования и азосочетания участвуют слабые электрофильные агенты, потому что они атакуют только очень сильно активированные соединения, такие, как амины и фенолы. Поэтому иодирование весьма селективно в вышеупомянутом смысле, даже более высокоселективно, чем хлорирование или бромирование. Значения р и P s для этих реакций, вероятно, должны быть высокими и, возможно, [c.486]


    При реакциях электрофильного замещения в аренах, при которых наблюдаются изотопные эффекты, большую роль играет природа и концентрация основания, необходимого для депротонирования а-комплекса (см. разд. 7.8.1). Так, Цоллингер установил, что реакции азосочетания фенолов (нафтолсульфокислот) и аминов (нафтиламин-1-сульфокислоты-3) поддаются влиянию общего катализа основаниями (см. определение в разд. 6.2) и обнаруживают кинетический Н/В-эффект. При этом пара-положение сильнее затрагивается каталитическим влиянием основания, чем орто-положение, что позволяет сдвинуть соотношение между орто- и пара-продуктами. Таким образом можно объяснить давно уже известное каталитическое влияние пиридина при реакциях азосочетания. При азосочетании в орто-положении активность как основание проявляет даже вода. В этом случае ответственной за различную реакционную способность орто-и пара-положений является, очевидно, энтропия активации для азосочетания нафтол-1-сульфокислоты-З с о-нитрофенилдиа-зониевой солью разность энтропий активации составляет28 энтр. ед. Столь повышенная энтропия для орто-азосочетания позволяет сделать вывод о высокой степени упорядоченности в переходном состоянии. По-видимому, в нем участвует молекула воды, как это показано на схеме (7.99). Переходное состояние для геара-азосочетания надо представлять себе, как было изображено ранее на схеме (7.95) [149]. [c.529]

    При изучении механизма реакции 5е2Аг принципиальными являются вопросы о стадии, определяющей скорость процесса, и о строении переходного состояния. Первый обычно решают изучением кинетического изотопного эффекта. В подавляющем большинстве случаев Кн/ко близко к 1, т. е. отрыв протона происходит на быстрой стадии, и стадия образования а-комплекса является таким образом лимитирующей. Лишь для иодирования индолов, пиразолов и имидазолов наблюдались большие величины первичного изотопного эффекта (кн/ о = 2—4), свидетельствующие о том, что здесь медленнее протекает вторая стадия [321, 322]. Значительный изотопный эффект (кн ко = = 2) отмечен в реакции азосочетания некоторых стерически затрудненных индолов, хотя для азосочетания самого индола и пиррола /Сн//Св= 1 [323]. [c.166]

    От других реакций электрофильного ароматического замещения реакция азосочетанпя отличается высокой селективностью, чтс связано со слабой электрофильностью диазоний-катиона и, соответственно, близостью переходного состояния к структуре а-комплекса (см. 2.7.1). При проведении реакции в неводных средах ее скорость сильно зависит от свойств растворителя. Так, константа скорости азосочетания с Л/,Л -диметиланилином в нитрометане при проведении той лее реакции в Л, Л/ -диметилацетамиде возрастает на три порядка [21]. [c.430]

    Так как переходное состояние по структуре близко к ё -комплексу, в котором не происходит значительного изменения состояния С-Н-связи, в большинстве реакций ароматического замещения не наблюдается значительных аервичншс кинетических изотопных аффектов. Однако в реакциях азосочетания, где d-комплекс является достаточно устойчивым и скорость определяющей становится стадия отрыва протона, могут наблюдаться значительные изотопные эффекты. Золлингером [41] были измерены изотопные эффекты в реакциях азо- [c.18]

    Первыми обширными работами по кинетике азосочетания фенолов были исследования Конанта и Петерсона [246]. Эти авторы считали скорость пропорциональной [АгК20Н][Аг 0Н] и рассматривали процесс как бимолекулярную реакцию между этими молекулами. Однако, так как концентрация воды постоянна, кинетические законы удовлетворяются и в том случае, если одна молекула воды удаляется из переходного состояния, причем скорость будет пропорциональна [АгК+][Аг 0 ], что соответствует представлению о бимолекулярной реакции между диазоний- и фенолят-ионами. Уистар и Бартлет [247] и Хаузер и Бреслоу [248] расширили кинетические исследования, включив сочетания с ароматическими аминами. Они показали, что допущение, согласно которому [AгN2][Ar 0 ] является соответствующим произведением концентраций для сочетания фенолов, а [АгК+][Аг КИ2] — для аминов, лишь в общих чертах соответствует процессам сочетания. [c.307]

    Азосочетание — НОВЫЙ пример электрофильного замещения в бензольном ядре (фенола или амина). Замещение происходит по преимуществу в пара-положение, и лишь если оно занято — в орто-положение. Такое предпочтение пара-положения обычно объясняют тем, что в продукте реакции (и в переходном состоянии) возникает более длинная, чем в случае орто-положеиия, цепь сопряжения л-связей. При этом уровень свободной энергии в переходном состоянии ниже и, как следствие, скорость реакции больше. [c.93]

    В предлагаемой работе кинетическими методами изучены реакции азосочетания различных м- и п-за-мещенных фенилдиазониев с 2,6-нафтолсульфокислотой (кислотой Шеффера) в водной среде при нескольких температурах. Определены константы скорости и параметры активации исследуемых реакций. Показано, что в рассматриваемой реакционной серии соблюдается изокинетическая зависимость и выполняется принцип линейности свободнт энергий. Из корреляционного анализа полученных данных следует, что переходное состояние в случае реакции с кислотой Шеффера сдвинуто по координате реакции в сторону исходных продуктов по сравнению с переходным состоянием в аналогичных взаимодействиях с кислотой Бреннера (2,6-нафтилаиинсульфокислотой). [c.720]


    При реакции азосочетания происходит образование связи между диазоазотом и углеродным атомом фенола и отш,епление водородного ьона от этого атома углерода. Отщепление протона как такового невозможно, так как требует очень большой энергии оно должно происходить при помощи основания, каковым может быть (но не обязательно будет) молекула воды. Если в переходном состоянии связь с основанием образовалась в значительной степени, замена водорода на дейтерий или тритий должна привести к заметному уменьшению скорости реакции (в случае дейтерия до 12 раз, см. разд. 5.22). Можно также ожидать, что если бы роль воды выполняли другие основания, и в особенности гидроксильные ионы, то в щелочных растворах наблюдались бы заметные отклонения от уравнения (34). [c.227]


Смотреть страницы где упоминается термин Переходное состояние реакции азосочетания: [c.476]    [c.474]    [c.194]   
Смотреть главы в:

Основы физической органической химии Изд.2 -> Переходное состояние реакции азосочетания

Основы физической органической химии Скорости, равновесия и механизмы реакций -> Переходное состояние реакции азосочетания




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Азосочетание

Реакции азосочетания

Состояние переходное



© 2025 chem21.info Реклама на сайте