Большинство мономолекулярных реакций протекает в кислой среде

Факторы, способствующие протеканию S_N1-реакции:

1) образование стабильного карбокатиона,

2) применение высокополярного протонного растворителя и кислотных катализаторов,

3) стабильность уходящей группы.

Нуклеофильность атакующей частицы существенного значения не имеет.

Факторы, способствующие протеканию S_N2-реакции:

1) доступность электрофильного центра субстрата,

2) применение апротонного растворителя,

3) высокая нуклеофильность реагента.

Природа уходящей группы существенного значения не имеет.

Примеры реакций нуклеофильного замещения

1) Гидролиз галогеналканов — это превращение их в спирты по схеме:

R-Х + H₂O ® R-OH + HХ

Механизм реакции: S_N1или S_N2 — определяется, в основном, структурой субстрата, а также другими факторами. Например, щелочной гидролиз бромэтана (S_N2-механизм):

Кислотный гидролиз 2-бром-2-метилпропана (S_N1-механизм):

2) Алкоголиз галогеналканов — это взаимодействие галогеналканов с алкоголятами металлов (реакция Вильямсона*), приводящее к образованию простых эфиров:

R-Hal + R¢-O^-Na⁺ ® R-O-R¢ + NaHal

Нуклеофильная частица — алкоголят-анион R¢-O^-.

При этом при синтезе смешанных эфиров (с разными R и R¢) необходимо осуществить правильный выбор галогеналкана и алкоголята (RHal и R¢-O^-или R¢Hal и R-O^- — в зависимости от структуры углеводородных радикалов) для того, чтобы реакция протекала с наибольшей скоростью и возможность образования алкена (протекание конкурирующей реакции отщепления) была бы сведена к минимуму.

3) Аммонолиз галогеналканов — это взаимодействие галогеналканов с аммиаком, приводящее к получению аминов (или их солей) — алкилирование аминов по Гофману

R-Hal + NН₃ ®[R-NН₃]⁺Hal^- R-NН₂ + NН₄Hal

4) Замена одного атома галогена на другой. При реакции галогеналканов с галогеноводородом или с галогенид-ионом, где атом галогена отличается от субстратного по своей природе, происходит превращение одного галогеналкана в другой, например:

R-Br + I^-® R-I + Br^-

кислая среда и протонные растворители — замещение атома фтора

высокополярные апротонные растворители, наоборот, атома йода, так как нуклеофильность галогенид-ионов уменьшается в ряду I^->Br^->Cl^->F^-

5) Взаимодействие с цианидами — это взаимодействие галогеналканов с солями синильной кислоты, приводящее к образованию органических цианидов (нитрилов) или изоцианидов. Цианид-ион является амбидентным нуклеофилом, то есть, способен проявлять свои нуклеофильные свойства, как за счёт атома углерода, так и за счёт атома азота:

^-:CºN ®:C=N: ^-

Механизм S_N1 — приводит к образованию изоцианидов (изонитрилов):

R⁺ + :C=N: ^-® R-N=С:

Механизм S_N2:

При этом образуются цианиды (нитрилы).

6) Взаимодействие с нитритами.

Нитрит-анион также является амбидентным нуклеофилом.

Поэтому его взаимодействие с галогеналканами может привести либо к нитросоединениям, либо к эфирам азотистой кислоты:

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 293; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!