6.9: تفاعل S_N2: الحالة الانتقالية

يتبع تفاعل S_N2 آلية منسقة يهاجم خلالها المحبة للنواة الركيزة من الجانب الخلفي ، مع فقدان متزامن للمجموعة المغادرة من الجانب المقابل لها.

يحدث هذا من خلال حالة انتقالية ، والتي يتم تمثيلها بين قوسين مربعين. يشتمل الهيكل على كربون محب للكهرباء متصل بخمس مجموعات: ثلاثة بدائل ، وواحدة نووية ، ومجموعة مغادرة واحدة. ترتبط النواة والمجموعة المغادرة جزئيا ، وتحمل كلتا المجموعتين شحنة سالبة جزئية.

نظرا لأن الحالة الانتقالية ليست وسيطة ، فلا يمكن عزلها. لها هندسة ثنائية هرمية مثلثية مع البدائل الثلاثة في ترتيب مستوي. يتم وضع النواة والمجموعة المتبقية على بعد 180 درجة ، بشكل عمودي على المستوى.

البدائل بزاوية 90 درجة من كل من النواة والمجموعة المغادرة. هذا يزيد من الازدحام ، مما يؤدي إلى بنية غير مستقرة عند أعلى طاقة على مسار التفاعل.

طاقة الحالة الانتقالية على معدل تفاعل S_N2. كلما زادت طاقة الحالة الانتقالية ، زادت طاقة التنشيط ، وبالتالي انخفض معدل التفاعل.

تتأثر معدلات التفاعل أيضا بالعوائق الفراغية ، مما يعني السهولة التي يهاجم بها المحبة للنواة المركز الكهربائي.

عندما يزداد استبدال الألكيل على ألفا كربون ، يزداد العائق الفراغي ، وبالتالي ، تنافر فان دير فال مع النوكليوفيل الوارد.

على سبيل المثال ، يقدم هاليد الميثيل وأي هاليد أولي أقل تنافر محمي ، ويستمر التفاعل بشكل أسرع.

بالمقارنة ، يؤدي الهاليد الثانوي مع مجموعتين ضخمتين إلى زيادة التنافر الفراغي ، مما يؤدي بالتالي إلى إبطاء التفاعل.

في الهاليد الثلاثي ، تعيق المجموعات الثلاث الضخمة الهجوم النووي ، مما يجعل الركيزة غير متفاعلة عمليا بواسطة آلية S_N2.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن زيادة استبدال β-الألكيل لهاليد الأولي يزيد من التنافر الفراغي ، مما يجعل الجزيء غير قادر على الخضوع لتفاعل_{S N}2.