48214 Obraz (1807)

CH,C! + OH' nukleofil

-1 CHjOH + ci

yup*

odchodząca

Gdy chcemy ogólnym zapisem przedstawić wymianę fiuorowca na inny podstawnik w reakcji podstawienia nukleofilowego, to możemy posłużyć się ogólnymi symbolami mrkleofila i fiuorowca:

RX + Nu -- R-Nu + X"

W tym zapisie Nu" oznacza nukleofilowy anion. Na razie pominiemy obojętne cząsteczki nuldeofikwe, żeby nie rozpraszać uwagi niepotrzebnymi w tej drwili komplikacjami.

Zakres reakcji

Przy omawianiu podstawienia nukleofilowego trzeba wyraźnie odgraniczyć hakrgenopochodne z atomem fiuorowca przy tetraediycznym atomie węgla (hybrydyzacja sp³) od halogenopochodnych ary (owych i winylowych, gdzie flu-orowiec znajduje się przy atomie węgla o tiygonalnej hybrydyzacji sp². Z nu-kieofilami najłatwiej reagują alifatyczne hakrgenopochodne z atomami fluorow-ców przy tetraedrycznych atomach węgla. Reakcje te mają dużo większe znaczenie praktyczne niż reakcje halogenopochodnych atyiowych. Halogenopo-chodne z atomami fiuorowca przy podwójnym wiązaniu (pochodne winylowe) nie ulegają użytecznym reakcjom z nukleofilami.

Chemiczna różnorodność odczynników nukleo filo wych pozwala na syntezę wielu różnych związków organicznych przez wymianę fluorowców na inne grupy funkcyjne. Oto kilka przykładów:

R-X + KO" anion alkoholu

R-O-R' + X"

eter

synteza eterów

R-X + NH₃ -*■ R-NH, + HX

amina

synteza amin

R-X + SH* -g R-SH + X'

tiol

synteza tioli

R-X + CN‘ -- R-CN + X'

nitryl

synteza nitiy li

R-X + ~C=CR -S R-C=CR + X*

anion acetylidu    alkin

synteza alkinów

Podstawienie nukleo filo we nie ogranicza się do wymiany fiuorowca- Znane są też inne podstawniki, pełniące rolę grup odchodzących w reakcjach z nukleo filami. Przykłady będą omawiane później.

8.6. Mechanizm podstawienia nukJeofilowego przy tetraedrycz-nym atomie węgla

Dwa mechanizmy podstawienia

Podstawienie przy atomie węgla o hybrydyzacji sp³ odbywa się według mechanizmu S_NI albo mechanizmu Sn2. Symbol Sn jest skrótem nazwy .substytucja nukleo filo wa" (słowo „substytucja" ma takie samo znaczenie, jak słowo .podstawienie"). Cyfry 1 i 2 określają liczbę cząsteczek, biorących udział w powstawaniu stanów przejściowych. Podstawienie Sn2 jest reakcją dwuczą-steczkową. Tak nazywamy reakcje, których stany przejściowe powstają z udziałem dwóch cząsteczek.