Substituție nucleofilă alifatică
Această intrare sau secțiune privind procesele chimice și chimia organică nu menționează sursele necesare sau cele prezente sunt insuficiente . |
Reacțiile de substituție nucleofilă alifatică sunt de fapt reacții acid-bazice în interpretarea lui Lewis . Ne putem imagina următoarea reacție:
B: + RX -----> BR + X:
Unde B: este nucleofilul și X grupul părăsit și R un reziduu alifatic.
Reacțiile de substituție nucleofilă alifatică pot apărea în conformitate cu două mecanisme:
Mecanismul SN 1
Substituție monomoleculară nucleofilă, care implică un mecanism în două etape și cinetica de ordinul întâi .
Prima etapă a acestui mecanism implică întotdeauna formarea unui intermediar instabil ( de obicei , un carbocation ) prin scindare heterolitice a RX legătura în care X, grupa fugace, este o specie atrăgătoare de electroni. A doua etapă constă în formarea legăturii dintre nucleofilul B și carbocație:
1) RX ---> R + + X- (etapă lentă) 2) R + + B- ---> RB (etapă rapidă)
Este o chestiune de echilibru chimic .
Reacțiile de substituție nucleofilă urmează acest mecanism atunci când:
- R este un reziduu alifatic sau aromatic-alifatic, astfel încât să garanteze o anumită stabilitate a carbocației R + . Reziduurile cele mai predispuse la reacții de această natură sunt reziduurile stabilizate prin rezonanță sau prin efect inductiv :
- benzii;
- alil;
- alchili terțiari (de exemplu t-butil);
- X este un grup bun care pleacă (de ex. TsO - ; I - ; Br - ...);
- B: în acest caz este posibil să nu fie un nucleofil excelent.
- Solvenții polari tind, în general, să stabilizeze carbocațiile mai mult decât cei nepolari, prin urmare facilitează reacțiile SN 1 .
Mecanism SN 2
Substituția nucleofilă bimolecular, care implică un mecanism concertat (o singură etapă) și poate fi descrisă prin cinetica de ordinul doi.
Reacțiile de substituție nucleofilă urmează acest mecanism atunci când:
- R este un reziduu primar, secundar, alil sau benzii;
- X este un grup bun care pleacă (TsO - ; I - , Br - etc.)
- B: este un nucleofil bun.
Reacția SN 2, datorită sale mecanism concertat , este considerabil afectată de împiedicare sterică pe substrat, pentru acest motiv , atomii de carbon terțiar sunt în mod rezonabil împiedicate să da acest tip de reacție.
Folosind reactivi marcați (care conțin izotopi radioactivi ) este posibil să se demonstreze că multe reacții de substituție nucleofilă alifatică apar cu ambele mecanisme de reacție. Acesta este mai mult cazul substraturilor alchil secundare.
Cu referire la stereochimia produsului final, se poate spune că:
- pornind de la un compus optic activ, mecanismul SN 1 implică formarea unui racem . Acest lucru se datorează formării unui intermediar de carbocație (plan) care poate fi atacat de nucleofil din fiecare dintre cele două fețe enantiotopice în funcție de aleatoritatea coliziunilor;
- mecanismul SN 2, pe de altă parte, implică formarea unui produs care are o inversare a configurației sterice în raport cu substratul de pornire; acest lucru se datorează faptului că atacul nucleofilului are loc în aceeași direcție ca legătura sigma RX, dar pe partea opusă față de grupul părăsit X. Rezultatul este o inversare „umbrelă” a moleculei (numită și „Inversiunea Walden”).
