Chemia
KaSSiUlA2468
2017-06-25 04:44:44
Opisz mechanizm substytucji nukleofilowej i elektrofilowej, najlepiej na przykładach... :)
Odpowiedź
krzysiu115368
2017-06-25 05:41:22

Temat rzeka. Zacznę od substytucji elektrofilowej węglowodorów aromatycznych. Ogólnie wyróżnię parę etapów. 1. pierwszy związek to kompleks pi, czyli elektrofil oddziałuje z elektronami pi związku aromatycznego, tworząc ten niestabilny kompleks. 2. Oddziaływanie może się przekształcić w oddziaływanie z jedną z par układu pi elektronowego (A). 3. Po przekroczeniu bariery energetycznej elektrofil zostaje stale związany wiązaniem sigma z jednym z atomów węgla. Ładunek jest zdelokalizowany, co obrazują tzw. "struktury mezomeryczne" (B). 4. Atom wodoru zostaje oderwany od pierścienia przez odczynnik nukleofilowy (C). Na zdjęciach z aromatycznymi jest parę przykładów: 1. Reakcja z halogenami. 2. Reakcja nitrowania. 3. Reakcja sulfonowania. W tym przypadku po przyłączeniu elektrofilu do pierścienia atom wodoru przy elektrofilu przechodzi do jednego z atomów tlenu tlenku siarki (VI). 4. Reakcja alkilowania Friedla-Craftsa Istnieje oczywiście więcej reakcji tego typu. Przejdźmy do substytucji elektrofilowej i tutaj temat jest naprawdę obszerny. Postaram się go treściwie skrócić.  Mamy tutaj dwa mechanizmy. 1. Substytucja nukleofilowa dwucząsteczkowa jednoetapowa. Ulegają jej raczej związki, gdzie grupa odchodząca (to jest grupa, która zostanie podstawiona) jest związania z atomem węgla pierwszorzędowym w większości, ale może też być związana z drugorzędowym z tym że wtedy cały proces przebiega wolniej. Dlaczego? Już wyjaśniam. Mechanizm ten przebiega następująco. Nukleofil zbliża się do atomu węgla, która posiada cząstkowy ładunek dodatni od strony przeciwnej do wiązania C-X. W stanie przejściowych atom węgla połączony jest jednocześnie z dwoma grupami/pierwiastkami. Warto wspomnieć, że wiązania C-X i C-Nu leżą w jednej płaszczyźnie, a pozostałe wiązania leżą w płaszczyźnie do niej prostopadłej. Po przeskoczeniu bariery energetycznej tworzy się wiązanie C-Nu.  Przykłady: Zauważmy, że w obu przypadkach powstają związki o przeciwnej konfiguracji niż substrat, jeżeli substrat oczywiście ma centrum chiralności. Tak samo z aromatami. W 2.2 substrat miał konfigurację cis, a produkt trans. 2. Substytucja nukleofilowa jednocząteczkowa dwuetapowa. Tutaj najpierw tworzy się karbokation, który jest płaski. Nukleofil może go zaatakować z obu stron, co prowadzi do tego, że produkty mogą mieć obie konfiguracje w stosunku do substratu, jeżeli oczywiście cząsteczka jest chiralna. Warto dodać, że ten mechanizm jest charakterystyczny dla grup odchodzących związanych z atomem węgla trzeciorzędowym i też drugorzędowym. Pytanie więc, który mechanizm jest charakterystyczny dla drugorzędowych. Odpowiedź- zależy od reakcji. Jeżeli chodzi o przykład to R oznacza te grupy alkilowe o odpowiedniej konfiguracji oczywiście. Kończąc substytucję nukleofilową, nie uwzględniam kwestii takich jak wpływ nukleofilu, grupy odchodzącej, środowiska reakcji, bo za długo by zeszło. Pozdrawiam.

Dodaj swoją odpowiedź