15. Substytucja nukleofilowa dwucząsteczkowa a eliminacja dwucząsteczkowa

    Spodobał mi się dydaktyczny sposób podejścia do omawiania współzależności pomiędzy substytucją nukleofilową dwucząsteczkową (S_N2) a eliminacją dwucząsteczkową (E2). Nukleofil w układzie takim, jak przedstawiony poniżej, może zderzyć się z dowolnym fragmentem substratu, ale zderzenie z atomem wodoru w pozycji beta może wywołać reakcję eliminacji, natomiast zderzenie ipso wywoła reakcję substytucji nukleofilowej. Oczywiście, przewidzenie tego, która reakcja uzyska przewagę zależy od wielu czynników, tutaj wystarczy jednak scalający schemat: 

14. Orto nitrowanie

    Przeglądałem stare notaki i natknąłem się na własny abstrakt na temat reakcji nitrowania estrów kwasu fenylooctowego. Ciekawe w tym nitorwaniu jest to, że zachodzi niemal wyłącznie w pozycji orto. Produktem nitrowania jest odpowiedni kwas o-nitrofenylooctowy. Ten efekt nazywa się efektem Haperona. Elementem kluczowym, który wpływa na selektywność tej reakcji, jest towrzenie wiązania pomiędzy atomem tlenu grupy karbonylowej estru a grupą nitrową. To ułatwia tworzenie się kompleksu sigma w pozycji orto.

13.Dysocjacja cząsteczki chloru pod wpływem fotonu (Dissociation of chlorine molecule by the absorption of a photon)

    Na potrzeby dydaktyki chemii organicznej przygotowałem prostą animację za pomocą programu ACD/3D Viewer. Animacja pokazuje wpływ absorpcji fotonu o odpowiedniej energii przez cząsteczkę chloru na jej zachowanie. Po absorpcji następuje rozpad Cl₂ na atomy chloru. Ponieważ atom chloru ma nieparzystą liczbę elektronów na powłoce walencyjnej (jest ich siedem), jest rodnikiem. Animacja ta ma uświadomić studentom pierwszy etap chlorowania rodnikowego alkanów. Ten sam efekt można uzyskać przez ogrzewanie chloru do temperatury kilkuset stopni Celsjusza.

Animacja absorpcji fotonu przez cząsteczkę chloru. Absorpcja wywołuje rozpad Cl-Cl na osobne atomy.

 
    Należy zaznaczyć tu szczególnie, że przedstawiłem foton w postaci małej kulki, choć nic nie wiadomo o istnieniu rozmiarów tej cząstki elementarnej. Należy na ten fakt zwrócić uwagę studentom. Poniżej podaję konwencjonalny zapis przedstawionego powyżej procesu:

 
    Istotne jest stwierdzenie, że foton jest tu reagentem bo bierze udział w reakcji i wywołuje zmiany chemiczne w układzie. Określenie, że foton jest katalizatorem reakcji nie jest prawidłowe, bo raczej trudno jest go uzyskać w formie niezmienionej po jej zakończeniu.

12. Reakcja Steca (Stec Reaction)

    Dobrze, że pewna reakcja została nazwana od nazwiska polskiego chemika Wojciecha J. Steca. Książkę pod tytułem Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents (ISBN: 978-0-471-70450-8) wydał Wiley and Sons w 2010 roku (reakvja nr 596). Istotą tej reakcji jest podstawienie atomu azotu połączonego do atomu fosforu na inny heteroatom: tlen, siatkę lub selen [1]. 

Reakcja Steca. Oznaczenia "G" dotyczą pewnych atomów połączonych z resztami organicznymi.
Oznaczenie "R" dotyczy wybranej reszty organicznej.

    Jest to zasadniczo reakcja nieorganiczna, ale wpisuje się w strukturę chemii organicznej faktem, że otoczenie chemiczne centrum reakcyjnego jest po prostu organiczne. Ważne jest to, że reakcja przebiega w sposób pozwalający kontrolować jej "stereozachowanie" (taki mi wyszedł chemiczny neologizm). Fakt ten ma niebagatelne znaczenie w obszarze badań biologicznych.  

Literatura dodatkowa

1. M. del Carmen Michelini, N. Russo, S. Alcaro, L. A. Wozniak, Tetrahedron, 2012, 68, 5554-5563.