Мезомер таъсир ва унинг узига хос хусусиятлари. Мезомерия моменти

Слайд.1. МЕЗОМЕР ТАЪСИР ВА УНИНГ УЗИГА ХОС ХУСУСИЯТЛАРИ. МЕЗОМЕРИЯ МОМЕНТИ Мезомер (ёки резонанс) таъсир деб, таъсирнинг коньюгирланган  - системалардаги электронларнинг  -  туташиши ёки  -система электронларининг уринбосар таркибидаги атомнинг булинмаган электрон жуфти билан туташиши оркали узатилишига айтилади. Х-гурухнинг мезомер таъсири бу гурухнинг sp 2 - ёки sp-гибридланган электронли углерод атоми билан бириккан вактдагина кузатилади. Х гурух ё булинмаган электрон жуфти булган атом ё ёки sp 2 - ёки sp- гибридланган электронли углерод (ёки бошка атом) булиши керак. Масалан: Бунда:C H 2 C H X C H C X , X , , X = C H 2 C H , F C O C l B r I , , , , , , , H N R 2 C O O R C O R N O O , , O R Слайд.2 . Мисол Конкрет мисол сифатида акролеин молекуласини олайлик -C H 2 C H C O H Бу молеклудаги электроманфийлиги катта булган кислородда манфий мезомер таъсир туфайли (-М) кисаман манфий заряд хосил булади. Бу таъсирни эгилган стрелкалар билан курсатилади: C H 2 C H C O H   Агар богдаги иккита электрон кислород атомига батамом кучиб утса, унда куйидагича структурали биполяр ион хосил булади : C H 2 C H C O H   C H 2 C H C O H Акролеин молекуласида  -электронларнинг холати аслида шу икки структура оралигида булади. Мезомерия сузи хам «кисмлар ораси» маъносини билдиради. Юкоридаги икки учли стрелка билан курсатилагн формулалар чегаравий структуралар дейилади. Юкорида келтирилган акролеин молекуласидаги мезомерия  -  мезомерия турига киради, Слайд.3. Мисол давоми Айни молекуладаги альдегид гурухининг таъсири мезомер таъсир деб аталади ва «М» билан ифодаланади. Агар таъсир курсатувчи гурух электронларни узига тортса манфий (-М), узидан итарса (+М) мезомер таъсирига эга булади. Масалан: C H 2 C H N R 2 C H 2 C H N R 2 Формулада берилган моддада диалкиламин гурухи +М таъсир курсатмокда. Винилфторид молекуласида хам фтор атоми +М таъсир курсатади. Бу таъсир доимий таъсирдир. C H 2 C H F C H 2 C H F Винилдиалкиламин ва винилфторид молекуласидаги мезомерия эса р-  мезомерия деб аталади. Молекулаларнинг реал энергияси чегаравий формулага мос келувчи энергиядан кичикдир, чунки молекуладаги электронлар кенгрок таркалган. Молекула реал холати энергияси билан классик формулалар билан ифодаланган холат энергиялари уртасидаги фарк мезомер Слайд.14. Мисол давоми (Хулоса) • Бирикмалардаги альдегид, диалкиламин, фтор каби уринбосарлар винил колдигига хам индукцион хам мезомер таъсир курсатади. Бу таъсирлар бир йуналишда (масалан акролеинда - J ва –M -таъсирлар), ёки карама-карши йуналишда (масалан винилдиалкиламинда ва винилфторида – J ва +M таъсирлар) булиши мумкин. • Хар иккала холда хам мезомер таъсир хам индукцион таъсир молекулани кутбланишига узининг хиссасини кушади. • Мезомер таъсирнинг молекуланинг кутбланишига кушган хиссаси мезомерия моменти деб аталади. СЛАЙД. 5 . Мезомер таъсирнинг узига хос хусусиятлари 1.Таъсир килувчи гурухдаги заряднинг ортиши билан М-мезомер таъсирнинг кучи ортади, шунинг учун ионлар жуда кучли мезомер таъсир курсатади. Масалан, -M: Уринбосарнинг М-мезомер таъсири –С=С-С=С-С=С-С=С-… коньюгирланган кушбоглар системаси воситасида узок масофага деярли с у нмасдан узатилади. Бу ходиса винилогия деб аталади. 2.Уринбосарнинг (ёки унинг таркибидаги гетероэлементнинг) электроманфийлиги канча катта булса унинг манфий мезомер таъсири –М шунча кучли булади. Масалан:C H N R 2 ;+Met;-O ; -S C R N R C O R C R 2 C R < < C C R C N < < N O 2 СЛАЙД.6 Мезомер таъсирнинг узига хос хусусиятлари (давоми) 3.Уринбосар таркибидаги ички мусбат мезомерия канча кичик булса бу уринбосарнинг манфий мезомер шунчалик кучли булади. Масалан: 4.Уринбосар (ёки унинг таркибидаги гетероэлемент) нинг электронманфий- лиги канча кичик булса унинг мусбат мезомер таъсири +М шунча кучли булади. Масалан: C O H < C O O C O N H 2 < C O O H < C O O R < C O R < < C O C l -M : N R 2 > O R 2 F > PR 2 > SR 2 5.Галоген уринбосар бундан мустасно. C l F -M : > B r I > > Чунки электронлари sp 2 -гибридланган углерод атомининг 2р атом орбитали билан фторнинг 2р-атом орбиталининг туташиши хлордаги 3р-, бромдаги 4р- ва йоддаги 5р-орбиталлар билан туташишига нисбатан кулайдир. Галогенларда +М таъсирга нисбатан -J таъсир кучли (+M«-J), -NR 2 ва -OR гурухларда эса -J таъ СЛАЙД.7. Мезомер таъсирнинг узига хос хусусиятлари (давоми) 6.Мезомер таъсир электронлари туташуви  -орбиталлар (  -орбитал билан р-атом орбитали) бита текисликда жойлашган (копланар) булсагина намойн булади. Масалан:N O O N O O N O O N O O C H 3 C H 3 M -таъ си рн и н г н ам оён були ш и M -таъ си рн и н г кески н кам ай и ш и СЛАЙД.8. МИСОЛЛАР • а) Сирка ангидриди, б) Акрилат аниони ва в) метилаллил катионинг мезомер (резонанс) структураларини ёзинг. • Ечиш:C H 3 C O O C C H 3 O C H 3 C O O C C H 3 O C H 3 C O O C C H 3 O C H 2 C H C O O C H 2 C H C O O C H 2 C H C O O C H 2 C H C H C H 3 C H 2 C H C H C H 3 а) б) в) СЛАЙД.9 МИСОЛЛАР • 2.Куйидаги икки бирикмага протоннинг бирикиш жойини курсатинг: C H 3 C H 2 N а ) б ) C O N H 2 O C H 3 C H 2 N а) б ) C O N H 2 H N H H C H 3 C H 2 C O H N H 2 O O СЛАЙД. 10 . МИСОЛЛАР . Молекула таркибидаги таъсир курсатувчи куйидаги гурухларнинг мезомер таъсирининг ортиб бориш каторига жойлаштиринг . Ечими: N C H 3 , C H 3 C O N C H 3 C H 3 C N C H 3 N C H 3 C H 3 C H 2 N C H 3 C H 3 C N (C H 3)2 , , N C H 3 < < < C H 3 C O N C H 3 C H 3 C N C H 3 N C H 3 C H 3 C H 2 N C H 3 C H 3 C N (C H 3)2 СЛАЙД. 1 1. МИСОЛЛАР • Нима учун карбонат кислота хар кандай карбо н кислотасидан хам кучсиз? • Бу заряд катта булса, кислород-водород боги шунчалик осон узилади ва кислота кучли булади. Заряд карбон кислотасида кучлидир, чунки карбон кислотада бу зарядни алкил гурухи мусбат индукцион таъсир туфайли кисман камайтирса, карбонат кислотада Н-О– гурух мезомер таъсир билан кучли камайтиради ва уни жуда кучсиз килиб куяди: • C O O R H C O O O H H     C O O R H C O O O H H         СЛАЙД. 1 2. МИСОЛЛАР Таъсир курсатувчи гурухларнинг манфий мезомер таъсири (-М) ортиб бориш каторига жойлаштиринг : Ечиш: Келтирилган гурухларнинг манфий мезомер таъсирини куйидагича тасвирлаш мумкин : Бу ерда Y– молекуланинг берилган гурухлар таъсир килаётган кисми . Z-гурухнинг электронакцепторлик хусусияти каторида ортиб борилганлиги учун берилган гурухларнинг манфий мезомер таъсири куйидаги каторда ортиб боради: , C O N (C H 3)2 C N N (C H 3)2 C H 3 C N (C H 3)2 N (C H 3)2 , C Z N ( C H 3 ) 2Y C Z N ( C H 3 ) 2Y , , Z : O N C H 3 N (C H 3)2 < < O N CH 3 N (CH 3)2 <C O N ( C H 3 ) 2C N N ( C H 3 ) 2 C H 3 C N ( C H 3 ) 2N ( C H 3 ) 2 < СЛАЙД . 13. МЕЗОМЕР ТАЪСИРНИНГ БОШКА ТУРЛАРИ Мезомер таъсирнинг юкорида куриб утилган турлари  -  - ва р-  - туридир. Мезомер таъсирнинг оддий бог электронлари билан куш бог электронларининг (  ,  -) ёки иккита оддий бог (  ,  ) электронларининг туташиши натижасида узатилиши хам маълум.  ,  - мезомер таъсир. Бу таъсир биринчи бор пропиленга водород бромид бирикиш реакциясида В. В. Марковников томонидан урганилган . Пропилен молекуласининг кутбланишга (  =0,35D) метил гурухнинг факатгина индукцион таъсири эмас (+J), балки метил радикалидаги боглар электронларнинг хам силжиши уз таъсирини курсатади. C H 3 C H C H 2 H B r C H 3 C H C H 3 B r C H H H C H C H 2 C H H H C H C H 2 м ети л гу р у х и н и н г + J м у сб ат и н д у к ц и о н таъ си р и м ети л гу р у х и д аги С -Н -б о гл СЛАЙД . 14. МЕЗОМЕР ТАЪСИРНИНГ БОШКА ТУРЛАРИ Юкорида келтирилган таъсир натижасида метил гурухидаги водородларнинг харакатчанлиги (протонли хусусияти) ортади ва кондентсатланиш реакциясига киришиш кобилиятига эга булиб колади: Алкил гурухлар  ,  -мезомер таъсирининг куйидаги каторда камайиб боришини 1935 йилда Беккер ва Натанлар аниклаганлар: -CH 3 > -CH 2 -CH 3 > -CH(CH 3 ) 2 > -C(CH 3 ) 3 Шунинг учун бу таъсир (  ,  - мезомер таъсир) гиперконъю гация ёки Натан-Беккер эффекти деб хам юритилади. •  ,  - мезомер таъсир  ,  - ва p,  - таъсирлардан фаркли равишда бирикманинг физик хоссаларига таъсир килмайди, яъни бу таъсир кучсиз таъсирдир.C H 2 C H C H 2 H C H 2O C H 2 C H C H 2 C H 2 H O СЛАЙД.15.  ,  - МЕЗОМЕР ТАЪСИР Огир металл тузларининг (HgCl 2 , SbCl 3 , AsCl 3 ) этилен ва ацетиленга бирикиш махсулотлари Me-CH 2 -CH 2 -X ва Me-CH=CH-X да иккита оддий бог: С–Ме ва С–Х боглари электронларининг туташиши содир булади ва бирикмаларнинг реакцияларида (масалан, Х-гурухнинг алмашиниши реакцияларида) жуда осонлик билан этилен ва ацетилен ажралиб чикади. Бу таъсир  ,  - мезомер таъсир булиб у хам кучсиз ва модданинг физик хоссаларига таъсир килмайди. Мисол . Куйидаги бирикмалар орасидаги реакция тенгламсини ёзинг . Ечими. Симоборганлик бирикма Cl-Hg-CH 2 -CH=O молекуласида C-Hg ва C=O боглар электронларининг туташиши натижасида молекула кучли кутбланади: Шунинг учун бу бирикма ацетилхлорид билан реакцияга киришганда реакцион марказ C-Hg – углерод-атомдан –C=O кислород атом СЛАЙД.16 .  ,  - МЕЗОМЕР ТАЪСИР (МИСОЛ) • Куйидаги реакция тенгламаларини тугалланг. • Cl-Hg-CH=CH-Cl + KI  ? • Cl-Hg-CH 2 -CH 2 -OH + HCl  ? Ечими: Берилган симоборганлик бирикмаларида  ,  мезомер таъсир мавжуд булганлиги учун (C-Hg ва C-Cl ёки C-Hg ва C-OH), бу бирикмалардаги Cl ва –ОН гурухларнинг алмашиниш реакцияси ацетилен ва этилен газларининг осонлик билан ажралиб чикиши билан боради:C H C H C l H g C H 2 C H 2 O H H g C l C l K I K C l H gC l + H I H C C H H C l H 2O H gC l2 H 2C C H 2 СЛАЙД.17. МЕЗОМЕРИЯ ВА ФАЗОВИЙ ТАЪСИР Фазовий кийинчилик туфайли таъсир килувчи гурухланинг мезомер таъсири камаяди, чунки электронларнинг туташиш текисликлари (копланарлиги) узгаради. Бу эса молекуланинг кутибланишига ва бошка физик ва кимёвий хоссаларига уз таъсирини курсатади. Масалан, нитробензол ва диметиланилин хосилаларининг диполь моментлари куйдаги каторда камайиб боради: Копланарликнинг бузилиши фазовий кийинчилик туфайли C-N боги атрофида бурилиш билан содир булади. Х  - N(CH 3 ) 2 , -OCH 3 ва –NO 2 булганда бирикмалардаги бундай бурилиш мос равишда 65, 49 ва 54градус- ни ташкил килади. Бундай бурилиш натижисида мезомер таъсир 58 %, 35 % ва 41 % га камаяди. Бурилишни рентгенструктура анализи хамда УБ-спекторлари тасдиклайди. NO2 NO2CH3 H3C N(CH3)2 N(CH3)2CH3 H3CCH3 3.95 D 3.64 СЛАЙД.18. МЕЗОМЕРИЯ ВА ФАЗОВИЙ ТАЪСИР ( Мисоллар) о- ва п-этилбензой кислоталарининг кучини таккосланг. Ечими: Фазовий кийинчилик туфайли о-этилбензой кислотаси молекуласида бензол ядроси билан гурухининг копланарлиги бузилади ва ядронинг  М таъсири кескин камаяди ва кислотанинг кучи ортади. Шунинг учун о-этилбен- зой кислота п-этилбензой кислотасидан кучлидир.C O H O C H 3 СЛАЙД.19. МЕЗОМЕРИЯ ВА ФАЗОВИЙ ТАЪСИР ( Мисоллар) 2,4,6-учнитроанилин кучли кучли асосми ёки 2,4,6-учнитро-N,N- диметиланилин кучли асосми? Ечими: 2,4,6-учнитро-N,N-диметиланилиннинг асослилиги 2,4,6-учнитро- анилиннинг асослилигидан катта. Бунинг 2 та сабаби бор. Биринчи сабаб: 2,4,6-учнитро-N,N-диметиланилиннинг азот атомида жойлашган иккита метил гурухининг мусбат индукцион  I таъсири туфайли азот атоми атрофидаги электрон зичлик ортганлиги учун бу бирикмадаги асослик хам 2,4,6-учнитроанилиннинг асослилигидан катта булади . NNO2 O2N NO2 H3C CH3 NNO2 O2N NO2 HH pK=a a9, 3=pK 4,7 СЛАЙД.20. МЕЗОМЕРИЯ ВА ФАЗОВИЙ ТАЪСИР ( Мисоллар) Иккинчи сабаб: Фазовий кийинчилик туфайли 2,4,6-учнитро-N,N- диметиланилиндаги бензол ядроси билан N,N-диметиламино- гурухининг копланарлиги купрок бузилади: Бунинг натижасида асосликнинг камайишига сабаб булувчи N,N- диметиламин- гурухи азот атомининг мусбат мезомер таъсири хам камаяди, азот атомининг асослиги ортади: Бу сабаб 2,4,6-учнитро-N,N-диметиланилин асослигининг 2,4,6- учнитроанилиннинг асослилигидан катта булишининг асосий сабабидир. NNO2 O2NNO2 CH3 H3C NNO2 O2N NO2 CH3 H3C СЛАЙД.21. МЕЗОМЕРИЯ ВА ФАЗОВИЙ ТАЪСИР ( Мисоллар) • Куйдаги бирикмаларнинг асослиги кайси тартибда ортади: • Ечими: Азот атомининг бензол ядросига нисбатан курсатадиган мусбат мезомер таъсири  М туфайли N,N-диметиланилиннинг асослиги алифатик аминлар ёки бизнинг мисолимиздаги бензхинуклидин асослилигидан асослигидан кичик булади: • Бензхинуклидин молекуласида фазовий кийинчилик туфайли бу таъсир кескин камаяди, асослик эса ортади. Хинуклидин молекуласидаги азотнинг асослилиги энг катта булади NCH3 H3C N N 1. N ,N -ди м ети лан и ли н 2. Б ен зхи н укли ди н 3. Х и н укли д и н N N 1 . N ,N -д и м ети л ан и л и н 2 . Б ен зх и н у к л и д и н 3 . Х и н у к л и д и н NCH3 H3C pK a = 5.06 pK a = 7.79 pK a = 10.5801 382C 01 0A 08 08 17 03 01 1E1F 2414 01 37 21 17 СЛАЙД.22. МЕЗОМЕРИЯ ВА РЕАКЦИОН МАРКАЗНИНГ КУЧИШИ Молекулада атомлар ёки гурухларнинг бир- бирига мезомер таъсири туфайли реакцияга киришаётган молекула таркибидаги фаол реакцион марказнинг кочиши содир булади. Бошкача суз билан айтганда реакцияга киришиши керак булган марказ мезомерия туфайли, реакцияга киришмай, молекуланинг бошка кисмида реакцион марказ пайдо булади ва реакцияга киришади. Кутилган реакция урнига бошка реакция содир булади. СЛАЙД.23. МЕЗОМЕРИЯ ВА РЕАКЦИОН МАРКАЗНИНГ КУЧИШИ (МИСОЛЛАР) п-Нитрозо-N,N-диметиланилинга хлорид кислота таъсир эттирилса кандай махсулот хосил булади? Ечими . Бу реакция кислота билан (HCI) асоснинг узаро таъсир реакциясидир. Бу реакция натижасида, одатда, куйдагича махсулот хосил булиши керак эди: Аммо реакция шу тарзда содир булмайди, молекулада атомларнинг узок масофага таъсир этувчи мезомер таъсир туфайли реакцион марказ кучади ва протон кислород атомига бирикади: NCH3 H3C NO + HCl NCH3 H3C NO H+Cl- NCH3 H3C NO + HCl NCH3 H3C NOH +Cl- СЛАЙД.24. МЕЗОМЕРИЯ ВА РЕАКЦИОН МАРКАЗНИНГ КУЧИШИ (МИСОЛЛАР) Этилакрилат ва пентен-3-он-2 ларнинг метилмагний йодид билан реакция тенгламаларини ёзинг. Ечими. Мураккаб эфирлар, альдегид ёки кетонлар Гриньяр реакцияси билан реакцияга киришганда, одатда, карбонил гурухга магний органик бирикманинг бирикиши содир булади. Аммо, карбонил гурухининг молекуладаги куш боги электронлари билан мезомер таъсирлашуви мавжуд булса, бу реакция карбонил гурухига эмас, балки куш бог хисобига кетади, рекацион марказ кучади: CH2CHCOOC2H5 CH3MgIабс . эфир1 ,4- бир икиш CH3CH2CHCOMgIOC2H5HOH CH3CH2CHCOHOC2H5 CH3CH2CH2COOC2H5 + СЛАЙД.25. МЕЗОМЕРИЯ ВА РЕАКЦИОН МАРКАЗНИНГ КУЧИШИ (МИСОЛЛАР) • Метилвинил кетонга водород цианиднинг бирикиш реакция тенгламасини ёзинг. • Ечими. Бу реакция хам юкоридаги мисолга ухшаш булиб молекуладаги атомларнинг мезомер таъсири туфайли реакция 1,2-(яъни карбонил гурух хисобига) эмас, балки 1,4-холатда содир булади : + CH2CHСOCH3 HCN NCCH2CHCOHCH3 NCCH2CH2COCH3