ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ АТОМОВ В МОЛЕКУЛЕ И СПОСОБЫ ЕГО ПЕРЕДАЧИ
Составляющие молекулу атомы влияют друг на друга, это влияние передается по цепи ковалентно связанных атомов и приводит к перераспределению электронной плотности в молекуле. Такое явление называется электронным эффектом заместителя.
ИНДУКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ
Поляризация связей:
Индуктивным эффектом заместителя (I-эффектом) называется передача электронного влияния заместителя по цепи σ-связей.
По своей физической природе индуктивный эффект – это электростатическое взаимодействие положительно заряженных ядер и отрицательно заряженных электронов
.
Индуктивный эффект быстро затухает (через 2-3 связи)
Индуктивный эффект водорода принят = 0
Электроноакцепторы (- I-эффект):
Электронодоноры (+ I-эффект): Алкильные группы рядом с sp2-углеродом:
Сильные электронодоноры — анионы: -О, -S, -NH
Металлы 1-й и 2-й групп:
МЕЗОМЕРНЫЙ ЭФФЕКТ
Основную роль в перераспределении электронной плотности молекулы играют делокализованные π- и р-электроны. Мезомерный эффект или эффект сопряжения (М-эффект) — это перераспределение электронов по сопряженной системе.
Мезомерным эффектом обладают те заместители, атомы которых имеют негибридизованную р-орбиталь и могут участвовать в сопряжении с остальной частью молекулы.
Мезомерные электронодоноры
Мезомерные электроноакцепторы
Многие заместители обладают одновременно и индуктивным, и мезомерным эффектами (см. таблицу).
Для всех заместителей кроме галогенов: I < M Для галогенов: I > M
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ЭФФЕКТЫ
Влияние заместителя, особенно если он несет электрический заряд, может передаваться не только через химические связи, но и через пространство. В этом случае определяющее значение имеет пространственное положение заместителя. Такое явление называется пространственным эффектом заместителя.
Заместитель может препятствовать подходу активной частицы к реакционному центру и тем самым снижать скорость реакции:
Взаимодействие лекарственного вещества с биорецептором также требует определенного геометрического соответствия контуров молекул, и изменение молекулярной геометрической конфигурации лекарственного вещества значительно влияет на его биологическую активность.