שְׁאֵלָה:
השוואת שיעורי תגובה של SN2
Help needed
2015-03-21 22:27:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

קראתי בספר כי הגורם העיקרי לקביעת קצב התגובה S N 2 הוא הפרעה סטרית. ככל שהיא פחותה, התגובה מהירה יותר.

אז שקול שאלה זו:

$ \ ce {KI} $ באצטון עובר S N sub > 2 תגובות עם כל אחד מ- $ \ ce {P, Q, R} $ ו- $ \ ce {S} $. קצב התגובה משתנה כ:

enter image description here

אני לא מבין איך $ \ ce {S} $ הוא המהיר ביותר. לדעתי זה צריך להיות הכי איטי כיוון שהוא מונע מאוד סטרטית. מה קורה כאן?


מקור: בחינת כניסה משותפת (JEE) 2013 הודו

שְׁלוֹשָׁה תשובות:
ron
2015-03-21 23:11:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

ישנם מספר גורמים שיכולים להשפיע על קצב תגובת $ \ mathrm {S_ {N} 2} $. ממס, משאיר יציבות קבוצתית, תוקף נוקלאופיליות בקבוצה, גורמים סטריים וגורמים אלקטרוניים.

בסדרת התרכובות שהצגת, כל הפרמטרים הללו מוחזקים קבועים למעט הגורמים הסטריים והאלקטרוניים. בהתחשב רק בגורמים סטריים לרגע היינו מזמינים את התרכובות כ P> S ~ R> Q . אבל עכשיו בואו ניקח בחשבון גורמים אלקטרוניים.

בהתחשב במערכת allyl במתחם R , מצב המעבר נראה בערך כזה

enter image description here

מקור תמונה

מסלולי ה- p בקשר הכפול הסמוך חופפים למסלול p במרכז התגובה $ \ mathrm {S_ {N} 2} $ (זכור כי $ \ mathrm {S_ {N} 2} מצבי מעבר $ הם בערך $ \ ce {sp ^ 2} $ הכלאה) ומייצב את מצב המעבר באמצעות מיקומה מחדש של תהודה. שים לב שמצב המעבר עשיר באלקטרונים, יש יחידה מלאה של מטען שלילי במצב המעבר.

כאשר קרבוניל ממוקם ליד מרכז התגובה $ \ mathrm {S_ {N} 2} $. , אנו מחליפים את האג"ח הכפולה $ \ ce {C = C} $ בציור שלעיל באג"ח כפולה $ \ ce {C = O}. שוב יש חפיפה וייצוב תהודה של מצב המעבר. אך במקרה של קרבוניל הייצוב גדול עוד יותר מאשר בקשר הכפול $ \ ce {C = C} $ מכיוון שפחמן הקרבוניל מקוטב באופן חיובי ומייצב באופן אינדוקטיבי את מצב המעבר העשיר באלקטרונים (זכרו מטען שלילי) עוד יותר.

enter image description here

מקור תמונה

בעוד אנו מצפים שמקרה allyl ( R ) יהיה מהיר יותר מהמקרה האתילי, בסדרת התרכובות שלך כנראה שזה לא מהיר יותר ממארז המתיל.

(הערה: לעתים קרובות מערכת allyl תגיב קצת מהר יותר מהאנלוג האנלוגי, אך שני השיעורים הם בדרך כלל סגור)

עם זאת, ה ייצוב אינדוקטיבי נוסף מהקרבוניל מאפשר לו להגיב מהר יותר מתרכובת המתיל כך שסדר התגובתיות הסופי שלנו הופך ל S> P> R> Q . / p>

הכית אותי בכמה שניות :-). רציתי להוסיף כי אלקטרוני היוד מפוזרים ומכאן שהמטען החלקי של הפחמן המותקף לא משנה כל כך. זה רק על ייצוב מצב המעבר. לא הייתי אומר שהתייצבות האלילית באופן כללי פחות חשובה מהפחתת ההפרעה הסטרית כאשר עוברים ממתיל לפחמן תחליפי ראשוני. או שאני טועה לחשוב את זה? +1
היי, תודה על התשובה. אוקיי אני עכשיו מבולבל. תשובתו של ראג'ש אומרת ש- S היא הטובה ביותר בגלל ההשפעה ההשראתית שלמעשה נותנת לפחמן זה מטען חיובי קל. אתה אומר שבגלל חפיפה מסלולית זה מקבל מטען שלילי קל. מה נכון?
@Jori לא אתה צודק ג'ורי, לעתים קרובות תרכובת בעל הברית תגיב מהר יותר מהאנלוג האנלוגי.
או שמא אני לא מבין ואתה בעצם אומר שמצב מעבר מיוצב כי המטען השלילי הנוסף שלו "נלקח" ממנו ובכך מייצב אותו?
@Helpneeded אני אומר שני דברים. 1) חפיפה מסלולית מייצבת את מצב המעבר באמצעות ** תהודה ** ו- 2) מכיוון שהקיטוב בקבוצת קרבוניל גורם לחסר באלקטרון פחמן קרבוניל, פחמן קרבוניל מייצב עוד יותר את מצב המעבר באמצעות אפקט אינדוקטיבי **.
רון, אז אתה בעצם מתכוון שהפחמן המחובר לכלור לא אוהב את המטען השלילי ולכן הוא מתייצב על ידי תהודה ואפקט אינדוקטיבי נכון? אני מצטער על אי הבנה.
כן, זה מה שאני אומר.
תודה. אבל מדוע אורביטלים אלה SP2 הכלאה?
רק כדי לפרט את @Jori's הערה אחרונה: עדיפות חלוקת המטען השלילי על פני מיקומו באטום אחד. אז כמו שאמרת, "הפחמן המצורף לכלור לא אוהב את המטען השלילי" - נכון, הוא "אוהב" שהוא עדיף להתמקם מחדש.
חלק מרכזי בתגובת SN2 הוא שה- TS הוא באופן כללי sp2 הכלאה, ומכאן הזמינות של מסלול p ב- TS. זה בא מהיפוך התצורה במנגנון התגובה. אנו מתחילים בקשר sp3 לקבוצה העוזבת, ל- TS יש מסלול p וקשורים לקבוצה העוזבת והתקיפה, ולבסוף ההופכים "המטריה" ויש לנו קשר sp3 לקבוצה התוקפת.
אהה אני רואה. אגב, רק בדקתי את הכימיה האורגנית המתקדמת של ג'רי מארץ 'והיא נותנת שיעורים כדלקמן - מתיל 30 איזובוטיל 0.03 אתיל 1 ניאופנטיל 10 ^ -5 פרופיל 0.4 אליל 40 בוטיל 0.4 בנזיל 120 איזופרופיל 0.025 אז זה אומר שאליל מהיר יותר ממתיל. מה אתה חושב? האם ידוע לך על משאב אחר שנוכל לבדוק?
בדרך כלל אליל הוא מעט מהיר יותר ממתיל, אך הם קרובים, כך שזה תלוי בסדרה הספציפית שאתה שוקל איזה מהם מהיר יותר.
תשובתו של @Helpneeded רון מבוססת על ה- T.S בעוד שהתשובה שלי היא על ההתקפה הנוקלאופילית. שניהם יספקו את אותה התשובה.
@ron היי, דבר אחד בתשובתך מבלבל אותי. כיצד ניתן לייצב מצב מעבר על ידי אפקט _רזוננס? ככזה, המטען השלילי על מצב המעבר הוא $ \ delta ^ - $ ולא מטען שלילי של היחידה, אז האם ייתכן אפילו $ \ delta ^ - $ להתמקם מחדש? תודה על תשובתך!
Rajesh
2015-03-21 23:06:53 UTC
view on stackexchange narkive permalink

קצב התגובה של S N 2 תלוי בעיקר בקבוצת העזיבה המעורבת. מכיוון שבשאלתך, $ \ ce {-Cl} $ נפוץ בכל ארבע האפשרויות שאנו עוברים לקריטריונים החשובים הבאים.

המטען החיובי החלקי על פחמן (או על האלקטרופיליות של הפחמן) הוא נחשב לחשוב יותר מההשפעה הסטרית שציינת. עיין בשורה הראשונה של ויקיפדיה.

הנוקלאופיל תוקף את הפחמן האלקטרופילי יותר. ניתן להשוות זאת בקלות על ידי האפקט האינדוקטיבי של התחליפים.

זה נותן לנו את התשובה הנכונה כאפשרות B.

נחמד, אני שמח שסיפרת לי על אותו גורם מכיוון שהוא לא נמצא בשום ספר.
Ayush Pateria
2015-03-22 01:05:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אם תסתכל על מצב המעבר במנגנון SN2, תגלה שיש מטען שלילי חלקי על פחמן. באופציה S, הקבוצה העוזבת מחוברת לפחמן של מעלה אחת ויהיה -M על ידי קבוצת הקרבוניל שהופכת את המטען השלילי ליציב ביותר. ב- P יש לנו פחמן אחד בעל מינימום הפרעה. ב- R יש לנו פחמן אחד ושעליו ניתן לייצב את המטען השלילי על ידי תהודה. ב- Q יש לנו פחמן של 2 מעלות פירושו מכשול סטרילי, עוד יותר אפקט + I של CH3 יחמיר את המטען השלילי על פחמן.

אז התשובה הנכונה היא B.



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...