الأفكار الأساسية
يمكن لهاليد الألكيل أن يتفاعل مع نوكليوفيل أو قاعدة بأربع طرق: SN1 و SN2 و E1 و E2. تحدد بنية الركيزة والنوكليوفيل والمجموعة المغادرة والمذيب أيها يسود.
- SN2 خطوة واحدة بهجوم من الخلف فينعكس التشكّل. وهي أسرع ما يكون في الركائز الميثيلية والأولية، وبطيئة في الثانوية، ولا تحدث في الثالثية.
- SN1 تمر عبر كاتيون كربوني فهي أسرع في الركائز الثالثية وتعطي ناتجاً راسمياً وتعتمد سرعتها على الركيزة وحدها.
- استقرار الكاتيون الكربوني: ثالثي > ثانوي > أولي > ميثيل. المجموعات المغادرة الأفضل قواعد أضعف: I⁻ >; Br⁻ >; Cl⁻ >; F⁻.
- المذيبات القطبية البروتونية تفضّل SN1 والقطبية اللابروتونية تفضّل SN2. القاعدة القوية الضخمة تفضّل E2، والحرارة تفضّل الحذف على الاستبدال.
المعادلات الأساسية
SN1: rate = k[RX]SN2: rate = k[RX][Nu]carbocation: 3° >; 2° >; 1° >; CH₃⁺leaving group: I⁻ >; Br⁻ >; Cl⁻ >; F⁻
مثال محلول
قارن CH₃Br و CH₃CH₂Br و (CH₃)₂CHBr و (CH₃)₃CBr مع اليوديد في الأسيتون (SN2): تتناقص السرعات بالترتيب CH₃Br >; CH₃CH₂Br >; (CH₃)₂CHBr >; (CH₃)₃CBr. وفي الإيثانول يتفاعل 2-برومو-2-ميثيل بروبان بـ SN1 و E1، ومضاعفة تركيز النوكليوفيل لا تغيّر شيئاً لأن السرعة k[RX].
أخطاء شائعة
- توقع SN2 عند كربون ثالثي حيث الجهة الخلفية مزدحمة جداً.
- استعمال قانون سرعة SN1 الذي لا يحوي حد النوكليوفيل لتفاعل SN2.
- اختيار الفلوريد مجموعة مغادرة جيدة. هو سيئ لأن الفلوريد أقوى قاعدة بين الهاليدات.
تدرّب
اختبر نفسك بأسئلة تدريبية في هذا الموضوع: الاستبدال والحذف وأيونات الكربونيوم