Cтраница 3
![]() |
Схематическое изображение молекулярных орбиталей, соответствующих переходному состоянию при 1 2-перегрушшровке группы R от одного атома углерода. [31] |
В противоположность приведенному выше рассмотрению качественный метод резонанса оказывается бесполезным при объяснении большей легкости перегруппировки карбониевых ионов по сравнению с перегруппировками анионов и свободных радикалов. Причина заключается в том, что между валентными схемами, которые можно написать для соответствующих переходных состояний, нет сколько-нибудь существенных различий. [32]
Было высказано предположение, что эта разница отражает особенности переходного состояния при отрыве протона, которое по своему характеру является в значительной степени карбанион-ным и в котором три атома углерода аллильной системы и связанные с ними заместители стремятся принять плоскую конфигурацию. В случае циклобутильной и циклопентильной систем разница в геометрии между основным состоянием молекулы и соответствующим переходным состоянием сводится лишь к тому, что в последнем исчезает несвязное взаимодействие между двумя соседними мети-леновыми группами в цикле. Последний эффект, по-видимому, особенно важен при изомеризации метиленциклобутана и является основным фактором, ускоряющим изомеризацию. Однако, хотя угловое напряжение, безусловно, играет некоторую роль, эта роль не первостепенна. В основе остальных факторов, влияющих на скорость изомеризации перечисленных в табл. 56 соединений, лежит баланс эффектов несвязного взаимодействия водородных атомов ( эффект заслонения) и углового напряжения. [33]
Действительно, оказалось, что такие 1 3-сдвиги довольно обычны. Фотохимические сдвиги в системах ( 36; дг1) должны были бы быть антараповерхностными, однако соответствующее переходное состояние должно быть весьма напряженным, так что примеры 1 5-сдвигов не известны. [34]
Сольватация карбониевого иона должна влиять на его реакционную способность качественно таким же образом, как и индукционный эффект. Однако, за исключением мономолекулярных реакций карбониевых ионов, необходимо учитывать и влияние сольватации на свойства нуклеофильных агентов и соответствующих переходных состояний: сольватация будет изменять реакционную способность обоих партнеров. Предложенная Ингольдом качественная теория [731] позволяет ориентироваться при оценке влияния растворителя. [35]
Эти два центра ( G и С) связаны друг с другом не непосредственно, а через ряд атомов, обозначенных на схеме ломаной линией. Формулы ( R, R) - 86 и ( R, S) - 86 не обозначают определенных конформаций соответствующих переходных состояний, а изображают лишь сумму всех возможных взаимодействий лигандов в эпимерных переходных состояниях. [36]
Образующиеся аддукты поэтому энергетически менее выгодны и настолько ре-акционноснособны, что их не удается изолировать в отличие от аналогичных аддуктов, полученных из альдегидов и кетонов. Поэтому можно было бы предположить, что при реакциях кар боковых кислот и их производных вообще не образуются истинные промежуточные продукты типа III, а имеется лишь соответствующее переходное состояние. [37]
Применение метода наименьшего движения, разработанного рядом исследователей / 14 15 16 /, требует ответа на вопрос, содержит ли геометрия начального и конечного состояний необходимые и достаточные сведения о динамике реагирующих систем. Несомненно, что выводы на основании расчетов могут быть верными только тогда, когда крайние структуры, использующиеся в вычислениях, отражают все важные связевые эффекты, определяющие структуру соответствующих переходных состояний. Последние работы Эренсона / 18 19 / в некоторой степени устраняют пробел в теоретических предпосылках принципа наименьшего движения. [38]
Однако следует иметь в виду, что представление о контроле образования продукта реакции в последнее время особенно подвергается критике [14, 56-60, 65-72]; одновременно разрабатываются другие более удачные объяснения. Трудно допустить, чтобы реакции восстановления и реакции присоединения открыто-цепных, пространственно не затрудненных циклических и пространственно затрудненных циклических кетонов протекали по различным механизмам; причину различия следует искать в конформа-ционных различиях соответствующих переходных состояний. Возможно, что конформация 2-метилциклопентанона, показанная на формуле 37, неправильна и что правило Крама основано на не очень надежных данных о механизме реакций, а может быть, следует учитывать и то и другое. [39]
Как всегда, трудности такого применения вызываются неопределенностью самого активированного состояния реакции и, в частности, отсутствием сведений о частотных характеристиках переходного состояния. Однако, предполагая, что в переходком состоянии вращение СХ3 - группы возле С - С связи остается свободным, и пользуясь отношением предэкспонен-циальных факторов для реакций рекомбинации СХ3, определенным в предыдущей работе, можно устранить имевшиеся неопределенности в представлении о соответствующих переходных состояниях отдельных реакций рекомбинации. [40]
В обоих случаях это действие за счет оттяжки электронов имеет результатом создание положительного заряда на том углероде бензольного кольца, который несет мета-ориентант. Мы видели, что атака электрофиль-ного реагента в орто - и пара-положения по отношению к любому заместителю также создает положительный заряд на том же самом углеродном атоме. Поэтому соответствующее переходное состояние и а-комплекс менее выгодны ( энергетически выше), чем у незамещенного бензола. [41]
На рис. 24 представлена энергетическая диаграмма совокупности этих процессов. Уровень М в левой части рисунка соответствует энергии мономера в газовой фазе ( или в растворе); понижение энергии на величину Da вызывается переходом мономера в адсорбированное состояние. Увеличение энергии на Ер приводит к наиболее высокому энергетическому уровню, соответствующему переходному состоянию мономера непосредственно перед присоединением к цепи. С правой стороны изображены энергетические состояния активного центра. Уровень С соответствует раздельному существованию галогенида и алкила. Комплексообразование приводит к понижению энергии на Dc. Повышение энергии на Еа соответствует переходу активного центра в активированное состояние, если подобная активация необходима. [42]
Реакция была использована для определения конфигурации некоторых стероидных соединений. При пинаколиновой и ретро-пинаколиновой перегруппировке и перегруппировке Вагнера - Меервейна превращение протекает сходным образом. Различия в реакционной способности связаны со структурой исходных веществ и с различиями в энергии соответствующих переходных состояний. Так, ис-1 2-диметил - 1 2-циклопентандиол перегруппировывается легче, чем соответствующий транс-изомер. Реакция 1 2-аминоспиртов с азотистой кислотой аналогична пинаколиновой перегруппировке, она также протекает с инверсией конфигурации у углеродного атома, к которому мигрирует соответствующая группа. [43]
Таким образом, ориентирующее влияние заместителя является по своей природе кинетическим ( см. стр. Поскольку переходное состояние обычно сильно не отличается по энергии от соответствующего неустойчивого промежуточного соединения или а-комплекса, можно предположить, что и в структурном отношении они также сильно не различаются. Исходя из этого можно считать, что структурные особенности, способствующие стабилизации определенного а-комплекса, должны стабилизовать также и соответствующее переходное состояние. [44]
Активирующее ( или дезактивирующее) действие заместителя X в соединении С6Н5Х распространяется неравномерно на пять незамещенных атомов бензольного кольца, вследствие чего вступление нового заместителя в орто -, мета - или гаара-положение к уже имеющемуся будет происходить с разной скоростью в зависимости от свойств группы, стоящей в ядре. Поскольку переходное состояние обычно имеет много общего в энергетическом отношении с соответствующим метастабильным промежуточным продуктом или а-комплексом, можно считать, что они сходны также ив структурном отношении. Исходя из этого можно ожидать, что структурные особенности, способствующие стабилизации определенного а-комплекса, должны стабилизировать также и соответствующее переходное состояние. [45]