10.12: تحضير الكحولات عن طريق تفاعلات الاستبدال

نظرة عامة

يمكن تصنيع الكحوليات من هاليدات الألكيل عن طريق تفاعلات الإحلال النيوكليوفيلي. إن رابطة الهالوجين الكربوني القطبية للغاية في الركيزة تجعل الهاليد مجموعة مغادرة جيدة. يمكن لأيون الهيدروكسيد أو الماء أن يعمل بمثابة نيوكليوفيل ليحل محل الهاليد ويشكل كحول. تحدث تفاعلات الاستبدال عبر مسارين مختلفين للتفاعل، S_N1 أو S_N2، اعتمادًا على طبيعة الكربون المرتبط بالهاليد.

يتم تصنيع الكحولات الأولية من هاليدات الألكيل الأولية، ويستمر التفاعل عبر آلية S_N2. يهاجم النيوكليوفيل الكربون الحامل للهالوجين من الجانب المقابل لرابطة الكربون والهالوجين. ومع ذلك، في وجود نواة قوية، يحدث تفاعل الإقصاء التنافسي أيضًا.

الشكل_1: التفاعلات المتوازية لـ 1-بروموبوتان في منتجات الاستبدال ومنتجات الإزالة (استخراج البروتون).

لا يُفضل تصنيع كحولات ثانوية من هاليدات الألكيل الثانوية عبر تفاعل الاستبدال حيث يتم تكوين خليط من المنتجات من طرق تفاعل S_N2 وE2 المتنافستين.

الشكل_2: التفاعلات المتوازية لـ 2-برومو-3-ميثيلبوتان في منتجات الاستبدال ومنتجات الإزالة (استخراج البروتون).

تخضع هاليدات الألكيل الثلاثية لتفاعل S_N1 مع قاعدة ضعيفة مثل الماء لإنتاج كحولات ثالثية مع الألكين كمنتج ثانوي بسبب تفاعل إزالة E2 المنافس.

الشكل_3: التفاعلات الموازية لهاليدات الألكيل الثالثية مع منتجات الإزالة والاستبدال.

إذا تم استخدام نيوكليوفيل قوي مثل هيدروكسيد الصوديوم، فإن تفاعل E1 يهيمن على S_N1.

تحدد طبيعة المادة المتفاعلة الكيمياء المجسمة للمنتج المتكون. إذا كان الهالوجين الموجود في هاليد الألكيل متصلاً بذرة كربون كايرالية، فإن الكحول الناتج يكون عبارة عن خليط من اثنين من مُصاوِغٌ مِرْآتِيّ (الإنانتيومرات).

الشكل_4: تفاعل الاستبدال على كربون غير متماثل لإنتاج خليط راسيمي من الكحولات النشطة بصريًا كمنتج