ПЕРЕГРУППИРОВКИ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ
ПЕРЕГРУППИРОВКИ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ, перестройка атомного скелета молекул или изменение местоположения функциональных групп. Напр., циклобутен превращается при нагревании в более стабильный бутадиен:
При взаимодействии олефинов, содержащих концевую двойную связь, с кислотами часто происходит сдвиг двойной связи к середине углеродной цепи:
Нормальное отщепление воды от пинакона (I) при нагревании его с разбавленными минеральными к-тами или кислыми солями, приводящее гл. обр. к 2,3-диметилбутадиену-1,3 (II), сопровождается образованием пинаколина (III) - кетона с иным углеродным скелетом, чем у I. При действии на пинакон крепкой H2SO4 или ZnCl2 образуется только пинаколин:
При взаимодействии аллилгалогенидов с нуклеофильными реагентами, помимо нормального замещения, когда остаток нуклеофила присоединяется к атому углерода, с к-рым до этого был связан атом галогена, происходит и др. процесс: остаток нуклеофила присоединяется к "аллильному" атому углерода, а двойная связь перемещается (т. н. замещение с аллильной перегруппировкой):
Изучение П. м. имеет большое значение для установления механизмов хим. реакций и осуществления направленного органич. синтеза. Многие П. м. используются в промышленно важных процессах, таких как изомеризация углеводородов нефти для получения высокооктанового моторного топлива, превращение циклогексаноноксима в капролактам, синтезы полупродуктов и красителей и т. д. См. Арбузова реакция, Бекмана перегруппировка, Бензидиновая перегруппировка, Гофмана реакции, Демьянова перегруппировка, Камфеновые перегруппировки, Пинаколиновая перегруппировка.
Лит.: Сайке П., Механизмы реакций в органической химии, пер. с англ., 2 изд., М., 1973. Б. Л. Дяткин.
хим. р-ции, в результате к-рых происходит изменение взаимного расположения атомов в молекуле, места кратных связей и их кратности; могут осуществляться с сохранением атомного состава молекулы (изомеризация) или с его изменением.
Все П. м. делятся на два осн. типа: 1) межмолекулярные, когда мигрирующая группа атомов или атом (сокращенно -группа) полностью отделяется от молекулы и может присоединяться к к.-л. атому др. такой же молекулы; 2) внутримолекулярные, когда мигрирующая группа переходит от одного атома к другому в одной и той же молекуле. П. м., в результате к-рых образуются молекулы, идентичные исходным, наз.вырожденными.
П. м., в ходе к-рых происходит внутримол. миграция группы со своей парой электронов к электронодефицитному центру, наз. нуклеофильными или анионотропными (р-ция 1), а при миграции к углеродному атому, содержащему неподеленную пару электронов,-электрофильными или ка-тионотропными (2), напр.:
П. м. с миграцией групп с неспаренным электроном относятся к свободнорадикальным.
Механизм нуклеофильных П. м. включает три стадии: 1) образование системы с секстетом электронов (карбкатион или нитрен); 2) миграция группы (наиб. распространены 1,2-сдвиги, когда миграция идет к соседнему атому); 3) стабилизация молекулы путем взаимод. с нуклеофилом (П. м. с замещением) или отщепление атома H или др. группы (П. м. с элиминированием). Примеры нуклеофильных П. м.- Вагнера -Mеервейна перегруппировка (3), пинаколиновая перегруппировка (4), Демьянова перегруппировка, Курциуса реакция:
Механизм электрофильных П. м. (эти перегруппировки более редки) включает образование карбаниона (или др. отрицат. иона), к к-рому мигрирует группа без своих электронов (5):
Свободнорадикальные 1,2-перегруппировки осуществляются в результате генерирования своб. радикала, миграции группы с неспаренным электроном, стабилизации вновь образующегося своб. радикала. Мигрировать могут арильная- (6), винильная- или ацетоксигруппа, галогены (7), напр.:
Миграция галогена осуществляется через переходное состояние, в к-ром неспаренный электрон расположен на его вакантной d-орбитали. Важный тип перегруппировок составляют широко рас-пространенные электроциклические реакции(8) и сигматроп-ные перегруппировки(9), напр.:
Эти превращ. осуществляются как согласованные процессы и подчиняются Вудворда-Хофмана правилам.
В нек-рых случаях в одной молекуле могут происходить одновременно или в быстрой последовательности неск. перегруппировок. Так, в кислой среде из тритерпена 3b-фриде-ланола в результате дегидратации и семи 1,2-сдвигов образуется 13(18)-олеанен (10):
Лит.: Темникова T. И., Семенова С. H., Молекулярные перегруппировки в органической химии, Л., 1983; Марч Дж., Органическая химия, пер. с англ., т. 4, M., 1988, с. 109-258; Mayo P. de (ed.), Rearrangements in ground and excited states, v. 1-3, N. Y., 1980. А. В. Анисимов.
хим. реакции, в результате к-рых происходит изменение взаимного расположения атомов в молекуле, места кратных связей и их кратности. Могут осуществляться с сохранением атомного состава молекулы (изомеризация) или с его изменением в результате присоединения, замещения или элиминирования атомов или групп атомов, напр.: RC(O)N3->RN=C=O + N2.