Hvis du blir bedt om å avgjøre om nucleophilic substitusjon går gjennom SN1 eller SN2 mekanisme, se på følgende kriterier i gitt rekkefølge:
1) Sjekk underlaget (alkyl halide oftest): Hvis det er en primær substrat, mekanismen er SN2.
2) Hvis det er en høyere substrat, så mekanismen er SN1 – Ingen spørsmål, så er du ferdig med dette.,
En påminnelse om hvordan å klassifisere underlag som primære, sekundære eller tertiære:
Husk denne reaktivitet diagram av alkyl halides i SN1 og SN2 substitusjon reaksjoner:
la oss Nå forstå hvorfor det er sånn. Hvis du var å gjøre en SN1 mekanisme på en primær underlaget, vil du få en primær carbocation. La oss trekke en hypotetisk SN1 mekanisme. Husk, SN1 betyr å forlate gruppen blader og bare etter at nucleophile angrep., Det er definisjonen av SN1 mekanisme, det er en unimolecular mekanisme, dvs. bare en av reaktantene (i dette tilfellet underlaget) deltar i pris bestemme trinn:
Hva du trenger å huske på, for å forstå problemet med denne mekanismen er at primære carbocations er svært ustabil, og de er rett og slett ikke dannet under normale omstendigheter., Så, denne mekanismen er umulig:
Den eneste måten å oppnå en substitusjon er å involvere nucleophile og underlaget på samme tid i pris bestemme trinn:
Og denne, per definisjon, er SN2 mekanisme.
Hvorfor kan ikke høyere gjøre SN2?
la oss Nå se hvorfor universitets-og underlag kan gjennomgå SN1 reaksjoner bare. Hvis du var å gjøre en SN2 mekanisme på universitets-eller underlaget du vil ha for å vise nucleophile angripe underlaget mens du forlater gruppen er der fortsatt (per definisjon av SN2 mekanisme)., Og igjen, la oss tegne en hypotetisk mekanisme for dette:
problemet her er at nucleophile ikke har plass til å få tilgang til karbon med å forlate gruppen. Dette karbonet er omgitt (sterically hindret) av nabolandet karbonatomer som blokkerer tilgang til nucleophile:
nucleophile har å vente til å forlate gruppen er borte, og bare så det kan angripe., Derfor pris på hele prosessen bestemmes (bremset) ved tap av forlater gruppen, som er den pris bestemme trinn i SN1 mekanisme.
Så, for å oppsummere:
Hvis underlaget er primær – det er SN2
Hvis underlaget er universitets – det er SN1
Hva om den Sekundære Underlag?
Nå er den sekundære substrat – det bråkmaker. For videregående underlag, mekanismen bestemmes i stor grad av nucleophile og prinsippet her er at:
en sterk nucleophile gjør SN2, mens en svak nucleophile gjør SN1.,
I enkle ord, en sterk nucleophile betyr en reaktiv/aggressiv/ustabil nucleophile, slik at en som har en stor electron tetthet (enslig par og spesielt en negativ ladning) og er ikke glad for håndtering av denne electron tetthet. Fordi det er reaktiv, det er ikke kommer til å vente for å forlate gruppen for å forlate før den angriper. Den angrep og spark ut forlater gruppe:
generelt, nucleophilicity øker med basicity, jeg.e sterke baser er bedre nucleophiles.,
Det kan være en god idé å gå over syre-base kjemi og pKa konseptet til å gjenkjenne sterkere baser. Her er de vanligste sterk nucleophiles:
Hvis, på den annen side, du har en svak nucleophile, velg SN1 som den primære mekanismen for reaksjonen., Svak nucleophile betyr at det ikke er så reaktive og vil ikke angripe med mindre de forlater gruppen er borte, og en carbocation er dannet:
Når det er et positivt ladet karbon er til stede i løsningen, da den nucleophile angrep siden, til tross for å være svak, er det fortsatt har tilstrekkelig electron tettheten til å angripe sterkt elektrofil karbon i underlaget.
De to viktigste nucleophiles er vann og alkohol.
I tillegg til nucleophile, løsemiddelet spiller også en rolle i å bestemme den store mekanismen i nucleophilic substitusjon reaksjoner., Her må du huske at polar aprotic løsemidler favorisere SN2 mekanisme, mens polar protic løsemidler favorisere SN1 mekanisme.
Disse to typer løsemidler som er gitt i tabellen nedenfor.
å Bestemme SN1 eller SN2 basert på stereokjemi av produktet
I noen tilfeller kan du bli bedt om å bestemme mekanisme basert på strukturen, hovedsakelig stereokjemi, av produktet.,
To viktige funksjoner som du trenger å huske for dette:
- SN2 mekanismen går gjennom inversjon av konfigurasjon
- SN1 mekanismen går gjennom racemization
Her snakker vi om den absolutte konfigurasjon av elektrofil karbon (den ene er koblet til å forlate gruppen).
Så, hvis du ser på produktet som en stereoisomer (dvs., det er vist som en kile eller en dash – mer nøyaktig det enten er R eller S) så vet du at det må ha vært en SN2 mekanisme:
Hvis produktet er vist som en blanding av to stereoisomers (R-og S-av elektrofil karbon), så ordningen hadde til å være SN1:
noen Ganger, chiral center kan bli vist med vanlig eller en wiggly linje, og dette indikerer at de kan være wedge eller dash, noe som betyr at det er en blanding av R-og S-konfigurasjoner.