dacă vi se cere să determinați dacă substituția nucleofilă trece prin mecanismul SN1 sau SN2, consultați următoarele criterii în ordinea dată:
1) Verificați substratul (halogenura de alchil cel mai adesea): dacă este un substrat primar, mecanismul este SN2.
2) dacă este un substrat terțiar, atunci mecanismul este SN1 – fără întrebări, ați terminat cu asta.,
Un memento despre cum să clasifice substraturi ca primar, secundar sau terțiar:
Amintiți-vă acest reactivitate graficul de halogenuri de alchil în SN1 și SN2 reacții de substituție:
Acum, haideți să înțelegem de ce este așa. Dacă ar fi să faci un mecanism SN1 pe un substrat primar, ai obține o carbocație primară. Să tragem un mecanism ipotetic SN1. Amintiți-vă, SN1 înseamnă că grupul care pleacă pleacă și numai după aceea atacurile nucleofile., Care este definiția de SN1 mecanismul, este un unimolecular mecanism, adică doar unul din reactanții (în acest caz substratul) participă la determinarea ratei pas:
Ce aveți nevoie să vă amintiți, pentru a înțelege problema cu acest mecanism, este că, primar carbocations sunt foarte instabile și sunt pur și simplu nu se formează în condiții normale., Deci, acest mecanism este imposibil:
singurul mod De a realiza o substituire este de a implica nucleofil și substrat, în același timp, în pasul determinant de viteză:
Și aceasta, prin definiție, este mecanism SN2.
de ce nu se poate face terțiar SN2?
acum, să vedem de ce substraturile terțiare pot suferi numai reacții SN1. Dacă ar fi să faceți un mecanism SN2 pe un substrat terțiar, ar trebui să arătați nucleofilul care atacă substratul în timp ce grupul care pleacă este încă acolo (prin definiția mecanismului SN2)., Și din nou, să elaboreze un mecanism ipotetic pentru acest lucru:
problema aici este că nucleofil nu au spațiu pentru a accesa de carbon care poartă lăsând grup. Acest carbon este înconjurat (sterically împiedicat) prin vecine atomi de carbon care bloca accesul nucleofil:
nucleofil trebuie să aștepte până la părăsirea grupului este plecat și numai atunci se poate ataca., Prin urmare, rata întregului proces este determinată (încetinită) de pierderea grupului care pleacă, care este pasul determinant al ratei în mecanismul SN1.deci, pentru a rezuma:
dacă substratul este primar – este SN2
dacă substratul este terțiar – este SN1
Ce zici de substraturile secundare?
acum substratul secundar-tulburătorul. Pentru substraturile secundare, mecanismul este determinat în mare măsură de nucleofil, iar principiul este că:
un nucleofil puternic face SN2, în timp ce un nucleofil slab face SN1.,în cuvinte simple, un nucleofil puternic înseamnă un nucleofil reactiv / agresiv / instabil, deci unul care are o densitate mare de electroni (perechi singuratice și mai ales o sarcină negativă) și nu este fericit să manipuleze această densitate de electroni. Deoarece este reactiv, nu va aștepta ca grupul care pleacă să plece înainte de a ataca. În general, nucleofilitatea crește odată cu bazicitatea, adică bazele puternice sunt nucleofili mai buni.,
ar putea fi o idee bună să trecem peste chimia acido-bazică și conceptul pKa pentru a recunoaște baze mai puternice. Aici sunt cele mai comune puternice nucleofililor:
Dacă, pe de altă parte, aveți o slabă nucleofil, alege SN1 ca principal mecanism de reacție., Slab nucleofil înseamnă că nu este la fel de reactive și nu va ataca cu excepția cazului în care părăsesc grupul este plecat, și un carbocationul format:
Odată ce există o pozitiv perceput de carbon prezente în soluție, apoi nucleofil atacuri, deoarece, în ciuda faptului că sunt slab, ea are încă suficientă densitate de electroni pentru a ataca puternic electrofil de carbon din substrat.cei doi nucleofili principali sunt apa și alcoolii.în plus față de nucleofil, solventul joacă, de asemenea, un rol în determinarea mecanismului major în reacțiile de substituție nucleofilă., Aici, trebuie să vă amintiți că solvenții aprotici polari favorizează mecanismul SN2, în timp ce solvenții protici polari favorizează mecanismul SN1.aceste două tipuri de solvenți sunt prezentate în tabelul de mai jos.
Determinarea SN1 sau SN2 bazează pe stereochimia de produs
În unele cazuri, vi se poate cere să se determine mecanism bazat pe structura, în principal, stereochimia, a produsului.,
Două importante caracteristici de care aveți nevoie să-și amintească de acest lucru:
- mecanism SN2 trece prin inversie de configurație
- SN1 mecanismul trece prin racemization
Aici, vorbim despre configurația absolută a electrofile de carbon (cel conectat la plecarea de grup).deci, dacă vedeți produsul ca un stereoizomer (adică., este indicat ca o pană sau o cratimă – mai precis este fie R sau S) atunci știi că trebuie să fi fost un mecanism SN2:
Dacă produsul este prezentat ca un amestec de doi stereoizomeri (R și S de electrofile de carbon), atunci mecanismul trebuit să fie SN1:
Uneori, centru chiral poate fi afișat cu simplu sau o linie șerpuită, iar acest lucru indică faptul că acestea pot fi de pană sau de bord, ceea ce înseamnă că este un amestec de R și S configurații.