Галогеналкандардың нуклеофильді орын басу механизмі. Химия, 10 сынып, дидактикалық материал.

Галогеналканмен реакцияға түсе алады,гидроксил тобы да

Циан тобыда галогеннің орнын баса алады ,ол үшін сілтілік металдардың цианидтері алынады,нитриттерде орын басу реакциясына қатысады.

Орын басу реакциясы субстраттың табиғатына байланысты екі жағдайда жүреді:

а) бір уақытта C-Br арасындағы байланыс үзіліп және С-ОН арасында байланыс түзіледі (бұл механизм S_N2);

б) екіншісі бірінші C-Br арасындағы байланыс үзіледі сосын барып С-ОН арасында байланыс түзіледі( бұл механизм S_N1).

Нуклеофильді орын басу реакциясына әсер ететін факторлар 

• Көмірсутек радикалының құрылысы субстраттың;
• орын басатын топтың табиғаты
• нуклеофилдің күші
  • еріткіштің табиғаты

1.Көмірсутек радикалының құрылысының әсері.

Нуклеофильді орын басу кезінде біріншілік,екіншілік,үшіншілік алкилгалогенидтердің реакцияға қабылеті әртүрлі.

S_N1 механизмі арқылы жүретін нуклеофильді орын басу реакцияның жылдамдығы бірінші сатыда түзілетін карбкатионның тұрақтылығына байланысты.Сондықтан алкилгалогенидтердің реакциялық қабылеті жоғарыдағы қатарда артады.

S_N2 нуклеофильді орын басу реакциясының механизмі нуклеофильдің оң зарядты реакциялық ортасы субстратқа шабуылына байланысты. Сондықтан электродонор радикал R, орталық ортадағы оң зарядтың азаюына байланысты,нуклеофильдің шабуылын төмендетеді.

Орнын басатын топтың табиғаты.

Алкилгалогенидтердің реакциялық қабылеті көміртек - галоген арасындағы байланыстың беріктігіне байланысты,мына қатарда солдан оңға қарай кемиді

C-F > C-Cl > C-Br > C-I.

Кететін топ шабуыл жасайтын топқа қарағанда тұрақтылығы жоғары болуы керек.Галогенид-аниондар – жақсы орнын бастыратын топтар.Олардың салыстырмалы тұрақтылығы қатардағы негізділігі төмендеген жағдайда артады:

F^- < Cl^- < Br^- < I^-

Алкилгалогенидтердің реакциялық қабылеттері қоса қабат артады, екі механизмнің қайсысы болсадағы:

RF < RCl < RBr < RI

Нуклеофильдің табиғатының әсері.

Нулеофилділік дегеніміз – көміртек атомымен байланысатын бөлшек,күшті де әлсіз болуы.Нуклеофилдің салыстырмалы күші өзгереді субстраттың табиғатына және еріткішке байланысты.

1) Нейтралды молекулаларға қарағанда,теріс зарядты нуклеофилдер күшті:

OH^- > H₂O; RO^- > ROH; NH₂^- > NH₃

2) Бір периодтағы элементтердің атомының электр терістілігі артқанда нуклеофилдігі кемиді:

NH₂^- > OH^- > F^-

R₃C^- > RNH₂^- > RO^- > F^-

3) Нуклеофилдігі Электродонор орын басушыларда артады, электроакцептор орын басушыларда кемиді.Оттекті орын басушы нуклеофилдерде:

RO^- > OH^- > ArO^- > RCOO^-

.

4) Бір топтағы элементтер үшін нуклеофилділік атом ядросының зарядының өсуіне байланысты артады.

Нуклеофилді орын басуға еріткіштің табиғатының әсері.

S_N1 механизмі бойынша жүретін реакцияға күшті иондалатын еріткіштер әсер етеді.Оған жататындар полярлы протонды еріткіштер(су,спирт, карбон қышқылдары)так как они хорошо сольватируют ионные интермедиаты: теріс зарядты кететін топты сутектік байланыс арқылы,карбкатион бос жұп электроны арқылы.

Сондықтан S_N2  механизмі бойынша жүретін реакцияға әсер етеді.

• субстрат біріншілік көмірсутек радикалы болған жағдайда(көмірсутек радикалы кіші көлемді));
• апротонды еріткіш;
• күшті нуклеофил.

S_N1  механизмі бойынша жүретін реакцияға әсер етеді :

• субстрат үшіншілік көмірсутек радикалы болған жағдайда(Көмірсутек радикалы разветвленный болған жағдайда)
• полярлы протонды еріткіш;
• әлсіз нуклеофил.