6.9
Реакция SN2 следует согласованному механизму, в ходе которого нуклеофил атакует субстрат с обратной стороны, с одновременной потерей уходящей группы с противоположной ему стороны.
Это происходит через переходное состояние, которое представлено в квадратных скобках. Структура включает в себя электрофильный углерод, присоединенный к пяти группам: трем заместителям, одному нуклеофильному и одной уходящей группе. Нуклеофил и уходящая группа частично связаны, и обе группы несут частичный отрицательный заряд.
Поскольку переходное состояние не является промежуточным звеном, оно не может быть изолировано. Он имеет тригональную бипирамидальную геометрию с тремя заместителями в плоском расположении. Нуклеофил и уходящая группа располагаются на расстоянии 180° друг от друга, перпендикулярно плоскости.
Заместители находятся под углом 90° как от нуклеофильной, так и от уходящей группы. Это увеличивает скученность, что приводит к нестабильной структуре с самой высокой энергией на пути реакции.
Энергия переходного состояния влияет на скорость реакции SN2. Чем выше энергия переходного состояния, тем больше энергия активации, а значит, и ниже скорость реакции.
На скорость реакции также влияет стерическая помеха, то есть легкость, с которой нуклеофил атакует электрофильный центр.
Когда алкильное замещение на альфа-углероде увеличивается, увеличивается стерическое препятствие и, следовательно, ван-дер-ваальсовое отталкивание от поступающего нуклеофилина.
Например, галогенид метила и любой первичный галогенид оказывают наименьшее стерическое отталкивание, и реакция протекает быстрее.
Для сравнения, вторичный галогенид с двумя объемными группами приводит к усиленному стерическому отталкиванию, что, в свою очередь, замедляет реакцию.
В третичном галогениде три объемистые группы препятствуют нуклеофильной атаке, делая субстрат практически нереакционноспособным по механизму SN2.
Кроме того, повышенное β-алкильное замещение первичного галогенида увеличивает стерическое отталкивание, что делает молекулу неспособной к реакции SN2.
Реакция SN2 алкилгалогенида представляет собой одностадийный процесс, в котором образование связи между нуклеофилом и субстратом и разрыв связи между…
Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.