Terza parte di appunti completi per esame di Chimica organica 1

Sostituzione Nucleofila

Nelle reazioni di sostituzione nucleofila, un nucleofilo (Nu:), ossia una specie ricca di elettroni, prende il posto di un gruppo uscente (Gu). Tutti i nucleofili, sono anche donatori di elettroni (essendo specie elettron ricche). Pertanto possono essere considerate delle basi di Lewis.

In generale, infatti, il gruppo uscente (Gu) può essere un alogeno X o un altro gruppo elettrofilico che può formare un anione o una specie stabile. In ogni caso, come detto che i gruppi leganti e i nucleofili sono vincolati meccanicamente all'ingresso, un dono nucleofilo non reagisce con tutti gli elettrofili, e questo dipende da una serie di parametri e caratteristiche.

Per fare un esempio pratico, la reattività degli alogenuri organici e tutte le sale che può formare, dipende dalla rottura del legame C - X in funzione dell’elettreo, che porta ad una parziale separazione di carica formando nel carbonio una parziale carica positiva. Per que>sto celli che le tassazioni più sostenibili prevedono una rottura eterolitica del legame C - X con coppia di elettroni che formano l'eleogeno e formale di eleogeno. In questo, un atomo di nucleo sostituisce un anione nucleofilo e un atomo di gruppo di atomi (Nu^-). Poiché questo ne ad interagire con il carbonio nell'interno, diventa migl>iore una specie nucleofila. Questo è il meccanismo di sostituzione nucleofilia per un nucleofilo invece>uio in un atomo nucleofilo (su un carbonio tetraucuake).

Sostituzione Nucleofila

Competizione

β - Eliminazione

Come accennato in precedenza, i reagenti nu, eleggibili queste specie elettroniche ricche, poss>ono essere viste anche come basi di Lewis. E per tale motivo, vedete che possono essere nufilo si completa di base e deve ad attaccare un protone con il carbonio β eliminato

Avete due reazioni organiche, consentono di convertire gli alogenuri archilici in composti dotati ad altri gruppi funzionali detto, polifumie degli alquili e la β eliminGione (o essenze di favore) e un primo trattiando lavorando in condizioni di reazione differenti.

Verranno prime glossati i meccanismi di sostituzioni composta, e poi illustrati le metodologie pav favorire - meno anche confrontandole con le persone di β - elim.

MECCANISMO SN₂

In base ai dati sperimentali raccolti in oltre 70 anni, sono stati proposti due meccanismi di reazione per le sostituzioni nucleofile alifatiche, chiamati S_N2 ed S_N1. Uno differenza fondamentale fra questi due meccanismi riguarda la tempistica di rottura del legame carbonio-gruppo uscente e di formazione del nuovo legame carbonio-nucleofilo.

Consideriamo la reazione tra il cloro metano e le ossia ossidrato come nucleofilo.

Il vino insieme possiede una elevata densità elettronica; questo porta onda a non attaccare il substrato (clorometano) ma in tutti i modi possibili, però quello perla in cui è presente l’atomo di cloro tendessero ad essere asimmetrico e quindi dare origine alla carica negativa, perciò tale interazione non è favorita. Inoltre dolce parte del contorno δ^- tende ad essere orbit e il tutto resta vicariamente più favorevole.

Allora l’attacco in questa modalità avviene dal retro rispetto al gruppo uscente, dove il nucleofilo si spazia nave stessa traiettoria, ma da parte opposta, rispetto al gruppo uscente.

Il cloro ed il carbonio nel clorometano è già tetracoordinato e non può occorrere un altro legame se non spezzandone uno di permesso già. Il gruppo uscente agisce cd si sta alleggerendo il legame. È que quei che può uscire come anione (Cl^-).

Il meccanismo si quindi concertato, monostadico il nucleofilo entra nel reho rispetto al gruppo uscente nello stesso stadio nel quale il grupo uscente esa.

Stato di Transizione

Essendo che il carbonio deve restare tetraedrico durante tutto il processo, quando l’onzù it si si attacca gli altri costituenti (di idrogeni) devono ballatarsi e questo evolve con ritenzione di configurazione poiché le foghe non vengono tutte tornate durante la reazione. Tra stato di transizione ad elevato energia presuale la situazione nella qua ci si sta attentando il legame C-Cl ed evitando formando il legame C-OH per cloro mariina se comportano come legami parzlai devono stessa traiettoria, ma opposto, ed portandolein modo in questo modo. Al neodo idrogeno da questo adoftendo. Ci troviamo nello stato di transizione si trovamento più ei ma dei stu su piano equatoriale rispetto ai due gruppi coinvolver molee come cariche sonico.

Parliando del l’energia fatica parziale riga ci molanisi che tornissima di un atomo di Clorinio da aumenta la dat variata elettronica (perché diviene poi un Cl^- e l’aiuto l’arrician con e su * Da!) e con alc. Ad ora si sieri. Avendo essa non arre une un’onia e a funzioniamo un legame covealente proportionato ordero quindi a diminuire le propria del stato elettronica.

Chiaramente tutto questo bilanciamento di varice el flovello dello stato di transizione, me compqesso deve done una carica unitaria negoziata (perché questo e presente nel urgenti e continua ad onerez nei prodotti).

Questa particolare sostituzione nucleofila prevede quindi la formazione di uno ione ossonio, particolarmente acido, per tale motivo il meccanismo prevede un ultimo step di reazione, con la deprotonazione dello ione ossonio da parte di una molecola di alcol metanolo. Anche questo è uno stadio veloce, e non è cineticamente determinante ai fini della velocità di reazione.

Perciò come ultimo passaggio, il trasferimento di un protone dallo ione ossonio al metanolo produce il terz-butil etere e completa la reazione:

(CH₃)₃CBr + (CH₃)OH → (CH₃)₃COCH₃ + Br(CH₃)OH

Quindi, a differenza della SN₂, vi hanno almeno due step nel meccanismo SN₁, dove il primo prevede la formazione di un carbocatione, e successivamente l'attacco del nucleofilo.

Osservando le diagramme di reazione si possono riconoscere più picchi, che corrispondono alle energie di attivazione dei vari step. Mentre addirittura SN₁ è omogamete condetto meccanismo, il numero ad altri immesse care la molecolarità: questa quia èuna reazione monomolecolare, poichésottento uno dei ragenti, e cioè l’alog....generato elettrofilo, è meccanico molto laddo...cineticamente determinante del processo, e cioè quella nel quale si fa la formazione delcarbocatione come intermedio.

Per quanto riguarda la stabilità dei carbocationi, mi è utopio che questi sono tanto piùstabili quanto maggiormente sostituiti, per ragioni elettroniche e di ripemunigazorne.Questo significa che possiamo discutere, come già per la SN2, della reattività in funzione della sostituzione, costituendo ungenerico diagramma con tre tiquetes attribuindi lo stadio cineticamente determin....

Confrontando un diagramma antiucco con gli equi compors personalmente per di varcate di...può notare elle il metilico avrà una lìneamagia di ottivazione attualmente più rem. Ilun de-ore tenera trio la ronteggiata interno ridolocarbocatione: per il quale il meccanismo nonpassererebbe mai se si presen un laffo molto...ma la foto dipendentemente della sostit. Stesso...mino e carbonato e come il plastòcu. Mentre eee...magia di ottruizzazione un dolosmo ripare fino araggiungere il minino per il carboni ter.......