S_N1 и S_N2 реакции.

Основополагающий вклад в изучение реакций замещения у sp³-гибридизованного атома углерода внес Ингольд. Классическим примером реакции нуклеофильного замещения является превращение алкилгалогенида в спирт:

R-Cl + HO^- --> R-OH + Cl^-

При изучении кинетики реакций такого типа было установлено, что они могут протекать по двум механизмам (мономолекулярное и бимолекулярное замещение), которым отвечают кинетические зависимости:

V₁=k’[R-Hal] (S_N1)

V₂= k[R-Hal][HO-] (S_N2)

Обозначение реакций (S_N1) и (S_N2) было также предложено Ингольдом и расшифровывается, соответственно, как нуклеофильное замещение мономолекулярное и бимолекулярное (от англ. Substitution nucleophilic).

Понятие о нуклеофилах, нуклеофильности, жестких и мягких кислотах и основаниях.

МОНОМОЛЕКУЛЯРНОЕ НУКЛЕОФИЛЬНОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ (S_N1)

БИМОЛЕКУЛЯРНОЕ НУКЛЕОФИЛЬНОЕ ЗАМЕЩЕНИЕ (S_N2)

Предполагается, что реакция протекает по следующей схеме:

Если в исходном соединении существовала какая-нибудь оптическая конфигурация (D-, L- ), то в результате реакции происходит ее обращение (L-, D-).

В реакции этого типа преимущественно вступают пространственно незатрудненные первичные алкилгалогениды, при отщеплении уходящей группы от которых не образуется стабилизированного карбкатиона.

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА РЕАКЦИИ НУКЛЕОФИЛЬНОГО ЗАМЕЩЕНИЯ У НАСЫЩЕННОГО АТОМА УГЛЕРОДА

Факторы	(S_N1)	(S_N2)
Строение субстрата	Реакционная способность падает в ряду: Бензильный, аллильный > третичный > вторичный > первичный	Реакционная способность растет в ряду: третичный < вторичный < первичный ~ Бензильный, аллильный
Вступающая группа	Практически нет влияния. Концентрация нуклеофила не влияет на скорость реакции.	Чем больше нуклеофильность, тем вероятнее протекание реакции. Концентрация нуклеофила влияет на скорость реакции.
Уходящая группа	Чем ниже энергия связи, тем легче протекает реакция. Чем слабее уходящая группировка как основание, тем легче она уходит.	Замещение затрудняется с увеличением нуклеофильности (основности) уходящей группы, но это менее выражено, чем в реакциях SN1
Стерические факторы	Увеличение числа алкильных заместителей и электронодонорных групп у нуклеофильного центра способствует протеканию реакции.	Препятствуют атаке нуклеофильного центра и затрудняют реакцию. Неопентильные и изобутильные производные, несмотря на первичный углерод, по SN2 реагируют очень медленно из-за стерических затруднений
Влияние растворителя	Реакции способствуют протонные полярные растворители	Влияние растворителя сказывается значительно меньше, но реакцию затрудняют растворители, сольватирующие нуклеофил. В целом, лучше протекают с апротонными полярными растворителя.
Концентрация нуклеофила	На скорость реакции не влияет	Скорость реакции пропорциональна концентрации нуклеофила

НУКЛЕОФИЛЬНОСТЬ, ЖЕСТКИЕ И МЯГКИЕ КИСЛОТЫ И ОСНОВАНИЯ

SN1 и SN2 реакции.

S_N1 и S_N2 реакции.