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Chimica organica - la sostituzione nucleofila Appunti scolastici Premium

Appunti di Chimica organica del professor Romeo sulla sostituzione nucleofila e sui seguenti argomenti: sostituzione ed eliminazione, sostituzione nucleofila bimolecolare (SN2), la stereochimica, inversione di configurazione, effetto sterico, concertata, gruppo uscente, sostituzione nucleofila monomolecolare... Vedi di più

Esame di Chimica organica docente Prof. G. Romeo

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ESTRATTO DOCUMENTO

Concertata (un passaggio)

Stato di

transizione TS S 2

N

E

N

E Ea

R

G

Y materiale ∆H

Di partenza prodotto

Ordina i seguenti substrati in relazione

alla velocità nella reazione S 2.

N

3 2 1 4

CH 3

CH 3 CH CH Br CH Br CH CBr

3 2 3 3

CH CHBr

3 CH 3

Secondario Primario Metilico Terziario

2º 1º 3º

Più lento

Più veloce

Metile > 1º > 2º > 3º

Gruppo Uscente

IL gruppo uscente è un altro fattore che influenza la

S 2.

N

I migliori gruppi uscenti sono quelli che formano

anioni stabili, poco reattivi.(nucleofilo debole)

– – –

Esempi di buoni gruppi uscenti sono I , Br , and Cl .

Lo ione ioduro è il miglior gruppo uscente.

Deboli gruppi uscenti sono quelli che formano anioni

reattivi.(nucleofilo forte, fa fatica ad uscire preferisce

restare legato ) – – 2–

Esempi di deboli gruppi uscenti sono F , HO , NH and

RO . Questi anioni raramente si comportano da gruppi

uscenti.

Ordina i seguenti substrati in ordine di

reattività verso la S 2

N

1 5 2 5 4 3

CH I CH OH CH Br CH OCH CH F CH Cl

3 3 3 3 3 3 3

Più Meno Meno

reattivo reattivo reattivo

– – – – – 2– –

I > Br > Cl >> F > HO , NH , RO

Fattori che influenzano la

velocità della S 2.

N

Substrato

Metilico > 1º > 2º > 3º

Gruppo Uscente

– – – – – 2– –

I > Br > Cl >> F > HO , NH , RO

Nu: debole forte

Reazione S 1

N

S 1 = Sostituzione Nucleofila Monomolecolare

N

Sostituzione: un atomo o una molecola sostituisce

un altro atomo o molecola nel

substrato.

Nucleofilo: La reazione implica l’attacco di un

nucleofilo

Monomolecolare: La velocità di reazione dipende da un

reattivo, il substrato.

Meccanismo della S 1

N

-

R C–L + Nu R C–Nu + L -

3 3

Nu Nu

H Nu LH

R C

R C LH

R C L 3

3

3 Carbocatione

R C Nu

3

Stereochimica della S 1

N

L Nu

Nu R 1

R 1 Carbocatione

C

C L intermedio

R 3 planare

R R

2 3 R 2 R

R 1

1 C Nu

Nu C R

R 3

3 R

R

50% inversione 50% ritenzione di

2

2

di configurazione configurazione

Un substrato otticamente attivo viene

convertito in una miscela racema inattiva.

Configurazione del prodotto in una S 1

N

H

O H

Br Br Br

H Br H

H

H Carbocatione

H C intermedio

C OH

C OH CH CH

CH CH 3 2

3 2 planare

CH CH

CH

CH 3 2

3 CH

3 3

(R)-2-butanolo H H

Br C C Br

CH CH CH CH

2 3 3 2

CH CH

3 3

(S)-2-bromobutano (R)-2-bromobutano

Il (R)-2-butanolo otticamente attivo viene convertito in una miscela

racema otticamente inattiva di (S)-2-bromobutano e (R)-2-

bromobutano. Copyright© 1999, Michael J. Wovkulich. All rights reserved.

Qual è la struttura del carbocatione

intermedio nella S 1?

N

• La reazione S 1 avviene solo quando un

N

carbocatione intermedio stabile si può formare.

• Quanto più è stabile il carbocatione, quanto più è

veloce la S 1.

N

• Maggiore è il numero di sostituenti sul C, più

stabile è il carbocatione.

R H H H

C C C C

R R R H

R R H H

Terziario Secondario Primario Metilico

> >

>>

3º 2º 1º

Più stabile Meno stabile

REAZIONE A DUE PASSAGGI

carbocatione S 1

intermedio N

TS 1

E TS 2

N

E Ea 2

R

G Ea 1

Y step 1 step 2 ∆H

reagente prodotto

Ordina in base alla reattività nella S 1

N

3 2 1 4

CH

CH 3

3 CH OH

CH CH OH CH COH

CH CHOH 3

3 2 3

3 CH 3

Primario Secondario Terziario Metilico

1º 2º 3º

Più veloce Più lento

3º >> 2º > 1º > Metilico

Gruppi Uscenti

Il gruppo uscente è un altro fattore che influenza la

S 1

N

I migliori gruppi uscenti sono quelli che formano

anioni stabili, non reattivi o molecole neutre.

– – –

Esempi di buoni gruppi uscenti sono I , Br , Cl , e

H O. Lo ione ioduro è il miglior gruppo uscente.

2

Deboli gruppi uscenti sono quelli che formano anioni

reattivi.(stanno meglio legati) - .

Un esempio di povero gruppo uscente è il F Questo

anione raramente si comporta da gruppo uscente.

Ordina in base alla reattività verso la

S 1 in presenza di HCl.

N 2 4 3 1

CH CH CH CH

3 3

3 3

CH C Br CH C F CH C OH CH C I

3 3

3 3

CH CH

CH CH

3 3 3 3

Meno Più

reattivo reattivo

– – – –

I > Br > H O, Cl >> F

2

Fattori che influenzano la

reazione S 1

N

Substrato

3º >> 2º > 1º > Metilico

Gruppo Uscente

– – – –

I > Br > H O, Cl >> F

2


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DESCRIZIONE APPUNTO

Appunti di Chimica organica del professor Romeo sulla sostituzione nucleofila e sui seguenti argomenti: sostituzione ed eliminazione, sostituzione nucleofila bimolecolare (SN2), la stereochimica, inversione di configurazione, effetto sterico, concertata, gruppo uscente, sostituzione nucleofila monomolecolare (SN1).


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in chimica e tecnologia farmaceutiche
SSD:
Università: Messina - Unime
A.A.: 2013-2014

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher valeria0186 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Chimica organica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Messina - Unime o del prof Romeo Giovanni.

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