واکنش جانشینی هسته‌دوستی دومولکولی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
مدل گلوله و میله واکنش SN۲ مولکول CH۳SH با CH۳I

واکنش جانشینی هسته دوست دو مولکولی(به انگلیسی: bimolecular nucleophilic substitution) که به اختصار SN۲ نیز شناخته می‌شود، گونه‌ای از واکنش‌های جانشینی هسته دوست در واکنش‌های آلی است. دسته ديگري از واكنش های استخلافی وجود دارند كه در آنها گروه ترک¬کننده هم زمان با حمله گونه هسته¬دوست مجبور به ترک مولكول مي شود. اين دست از واكنش¬ها را واكنش¬های استخلافی هسته دوستی از نوع درجه دوم یا دو¬مولکولی (SN2) گویند که در یک مرحله انجام می‌شوند. همان¬گونه كه از نام واكنش پيداست، سرعت واكنش از نوع درجه دوم یا دو¬مولکولی مي باشد، بدین معنی که در مرحله تعیین کننده سرعت دو مولکول در معادله سرعت وارد می شوند و سرعت بستگی به غلظت هر دو گونه دارد. سرعت در اين دست از واكنش¬ها تحت تأثیر نوع هسته دوست، نوع جزء مورد عمل (نوع آلکیل)، ترک¬کننده و حلال می باشد. همان گونه که اشاره شد واكنش SN2 برخلاف SN1، فقط در يك مرحله رخ مي¬دهد. این واکنش ها همچنين باعث وارونگی آرایش فضایی کربن حامل گروه ترک کننده می‌گردد. زيرا در واكنش هاي SN2، هسته¬دوست همیشه از پشت به جزء مورد عمل حمله می‌کند و گروه ترک-کننده مجبور به ترک از سمت مخالف می‌شود. این وارونگی را می‌توان توسط ترکیب‌های فعال نوری مشاهده کرد.

عوامل مؤثر بر واکنش جانشینی هسته دوست دو مولکولی

قدرت هسته¬دوست[ویرایش]

یکی از عوامل مهم تعیین¬کننده مسیر واكنش¬های استخلافی، قدرت هسته¬دوست می‌باشد. عوامل مختلفی از جمله حلال، قطبش¬پذیری و قدرت بازی بر قدرت هسته¬دوست اثر دارند. به¬طورکلی با افزایش قدرت بازی، قدرت هسته¬دوستی نیز افزایش می¬یابد. عناصر با شعاع اتمی بیشتر (اتم¬های بزرگ¬تر) پراکندگی ابر الکترونی بیشتر و در نتیجه قطبش¬پذیرتراند. این امر سبب می¬شود امکان همپوشانی بهتر و مؤثرتر اوربیتال¬ها در حالت¬گذار فراهم گردد، درنتیجه انرژی حالت¬گذار کاهش یافته و واکنش سریع¬تر پیش می¬رود.

حلال[ویرایش]

حلال مناسب برای واکنش SN2 حلال آپرتیک (بدون پروتون) قطبی می باشد .حلال های آپرتیک کانیون هارا حلال پوشی میکنند و از سرعت آن میکاهند . پدیده مهم دیگر که بر قدرت و فعالیت هسته¬دوست تأثیرگذار است، حلال و میزان حلال¬پوشی هسته¬دوست می¬باشد. وقتی یک جامد حل می¬شود، ذرات سازنده ساختار آن توسط حلال احاطه می¬گردند و نیروهای بین ذرات سازنده جسم جامد با نیروهای تازه¬ای که حاصل برهمکنش حلال و ذرات سازنده جسم جامد است، جایگزین می¬گردد. این پدیده را حلال¬پوشی گویند. حلال¬پوشی معمولاً قدرت هسته¬دوستی را کاهش می¬دهد.

گروه ترک¬کننده[ویرایش]

هرچه گروه ترک¬کننده متصل به کربن مرکزی، الکترونگاتیوتر باشد و یا الکترون را راحت¬تر در اوربيتال¬هاي خود جای دهد ترک¬کننده مناسب¬تري خواهد بود.

ممانعت فضایی[ویرایش]

واکنش SN2 بسیار به ممانعت فضایی حساس بوده(فضا ویژه) حمله از پشت به کربن انجام میشود و با معکوس شدن کانفیگوراسیون(صورتبندی) ملکول همراه است . یکی دیگر از عوامل مهم و تعیین¬کننده در واکنش¬های استخلافی SN2، ساختار مولكول یا گروه‌های آلکیل در محل و اطراف جزء مورد عمل می‌باشد. کربن‌هایی که نمی¬توانند به¬راحتی به-صورت کربوکاتیون درآیند مانند کربن‌های نوع اول، متیل و غیره واکنش استخلافی SN2انجام می‌دهند. طولانی شدن زنجیر و شاخه¬دار شدن کربن مجاور کربن محل واکنش نيز سرعت واکنش SN2 را کاهش مي¬دهد. زیرا جایگزین کردن گروه¬های آلکیل در کربن حامل گروه ترک¬کننده، منجر به ایجاد ممانعت فضایی می¬شود و این امر باعث کاهش سرعت واکنش می¬گردد


[۱]

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. موریسون, رابرت تورنتون و نیلسون بوید شیمی آلی ج. اول ترجمهٔ علی سیدی اصفهانی، عیسی یاوری، احمد میرشکرایی تهران: نشر علوم دانشگاهی, 1387 ISBN ‎964-6186-28-9