Механизм реакций нуклеофильного замещения
В случае вторичных и первичных алкилгалогенидов, как правило, реакция идёт как бимолекулярное нуклеофильное замещение SN2:
SN2 реакции являются синхронными процессами – нуклеофил (в данном случае OH-) атакует атом углерода, постепенно образуя с ним связь; одновременно с этим постепенно разрывается связь С-Br. Уходящий из молекулы субстрата бромид-ион в называется уходящей группой или нуклеофугом. В случае SN2 реакций скорость реакции зависит от концентрации и нуклеофила, и субстрата: v = k [S] [Nu] v – скорость реакции, k- константа скорости реакции [S] – концентрация субстрата (т.е. в данном случае алкилгалогенида) [Nu] – концентрация нуклеофила
В случае третичных алкилгалогенидов нуклеофильное замещение идёт по механизму мономолекулярного нуклеофильного замещения SN1:
трет-бутилхлорид трет-бутанол
Механизм этой реакции очень напоминает механизм реакций обмена в неорганической химии, является диссоциативным и идёт в две стадии:
карбокатион нуклеофил продукт
В случае SN1 реакций скорость реакции зависит от концентрации субстрата и не зависит от концентрации нуклеофила: v = k [S] По таким же механизмам идут реакции нуклеофильного замещения и в случае спиртов и во многих других случаях.
Кроме реакций SN1 и SN2 замещение может идти по механизму SNi. Нуклеофильное замещение у винильного атома углерода может осуществляться по 10 различным механизмам, а нуклеофильное замещение в ароматических системах может идти по 4 различным механизмам. Реакции элиминирования (отщепления) – дегидрогалогенирования В результате реакций элиминирования в случае алкилгалогенидов образуется алкены и галогеноводороды. Например, при нагревании этилхлорида с щёлочью в спирте происходит элиминирование HCl и идёт образование этилена:
Следует обратить внимание на то, что если проводить эту реакцию в воде, а не в спирте, то основным продуктом будет спирт, а не алкен. В случае несимметричных алкилгалогенидов реакции дегидрогалогенирования идут в соответствии с правилом Зайцева:
Например, отщепление бромоводорода от 2-бромбутана может происходить двумя путями: Действительно, реализуются оба пути, но преимущественно образуется бутен-2 (80%), в то время как бутен-1 образуется в малом количестве (20%). Механизмы реакций элиминирования
Элиминирование галогеноводородов может осуществляться по 3 основным механизмам: E1, E2 и E1cb
Механизм E1 Алкилгалогенид диссоциирует с образованием карбокатиона и галогенид-иона. Основание (B:) отрывает от образующегося карбокатиона протон с образованием продукта – алкена: субстрат карбокатион продукт Такой механизм характерен для третичных алкилгалогенидов. Механизм E1cb В этом случае последовательность другая: основание отрывает от алкилгалогенида протон с образованием карбоаниона, от которого потом отщепляется галогенид-ион с образованием алкена: карбоанион Этот механизм встречается нечасто, например он показан для реакции элиминирования HF от 1,1,1-трифтор-2,2-дихлорэтана.
Механизм E2 В этом случае отрыв протона и галогенид-иона происходит синхронно, т. е. одновременно:
Механизм E2 характерен в основном для первичных и вторичных алкилгалогенидов. Аналогичные механизмы наблюдаются в случае элиминирования воды от спиртов и в других случаях.
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (4243)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |