Mekanîzma Reaksiyonê ya SN1 û SN2
Reaksiyonên cîgirtina nukleofîlîk cureyekî hevpar ê reaksiyonên kîmyewî di kîmyaya organîk de ne. Ew guhertina komeke fonksiyonel bi komeke din di heman molekulê de vedihewînin. Du mekanîzmayên sereke yên ku reaksiyonên cîgirtina nukleofîlîk birêve dibin SN1 (reaksiyonên cîgirtina nukleofîlîk ên yek-molekulî) û SN2 (reaksiyonên cîgirtina nukleofîlîk ên du-molekulî) ne. Fêmkirina van mekanîzmayên cûda di lêkolîna kîmyaya organîk de girîng e, ji ber ku her mekanîzmayek xwedî taybetmendî, şert û mercên cihêreng û berhemên cuda ye.
Mekanîzma SN1
SN1 kurtenavê "Cihgirtina Nukleofîlîk a Unimolekuler" e. Ev mekanîzma ji du gavan pêk tê, ango çêbûna karbokasyonê wekî gava yekem, û piştre êrîşa nukleofîlîk li ser karbokasyonê.
Qonaxa 1: Pêkhatina Karbokasyonê
Gava yekem di mekanîzmaya SN1 de veqetandina koma derketinê ji molekula dayikê ye da ku karbokasyonek çêbibe. Koma derketinê ya baş ew e ku bi hêsanî tê rakirin, wek halîdek (Cl^-, Br^-, I^-) an tosîlatek. Ev pêvajo yek-molekuler e ji ber ku di gava diyarker a rêjeyê de tenê yek molekul tê de heye, ango pêkhateya dayikê bixwe.
\[
RL \rastarrow R^+ + L^-
\]
Li vir, RL molekula dê, R^+ karbokasyon e, û L^- koma derketî ye.
Gava 2: Êrîşa Nukleofîlîk
Di gava duyemîn de, nukleofîl êrîşî karbokasyona çêbûyî dike da ku berhemeke cîgir çêbike.
\[
R^+ + Nuc^- \rastarrow R-Nuc
\]
Di reaksiyonên SN1 de, serkeftina reaksiyonê bi giranî bi aramiya karbokasyona çêbûyî ve girêdayî ye. Ji ber vê yekê, reaksiyonên SN1 bi karbokasyonên sêyemîn ên aram re ji karbokasyonên seretayî an duyemîn pirtir çêdibin.
Taybetmendiyên Reaksiyona SN1
1. Aramiya Karbokasyonê: Karbokasyon çiqas aramtir be, reaksiyona SN1 hêsantir çêdibe. Ji ber vê yekê, SN1 di karbonên sêyemîn de gelemperîtir e.
2. Stereokîmya: Reaksiyonên SN1 pir caran tevliheviyên racemîk çêdikin ji ber ku karbokasyon planar e û nukleofîl dikare ji her du aliyan ve êrîş bike.
3. Çareseran: Çareserên protîk ên polar ên wekî av û alkol ji ber stabîlbûna îyonên çêbûyî piştgiriyê didin reaksiyonên SN1.
Mekanîzma SN2
SN2 kurtenavê "Cihgirtina Nukleofîlîk a Bimolekuler" e. Di vê mekanîzmayê de, nukleofîl di heman demê de êrîşî karbona ku bi koma derketinê ve girêdayî ye dike û koma derketinê jî tê rakirin.
Êrîşa Nukleofîlîk û Rakirina Koma Derketinê
Reaksiyona SN2 di yek gavê de (mekanîzmaya hevgirtî) pêk tê, ku tê de nukleofîl ji aliyê paş ve êrîşî karbona ku bi koma derketinê ve girêdayî ye dike, di heman demê de koma derketinê tê berdan.
\[
Nuc^- + RL \rastarrow R-Nuc + L^-
\]
Ev pêvajo bimolekuler e ji ber ku di qonaxa diyarkirina rêjeyê de du molekul, ango nukleofîl û pêkhateya bingehîn, dihewîne.
Taybetmendiyên Reaksiyona SN2
1. Astengkirina Sterîk: Ji ber ku nukleofîl divê ji pişt ve êrîş bike, reaksiyonên SN2 li karbonên seretayî û duyemîn bi hêsanî çêdibin. Karbonên sêyemîn bi gelemperî di vê mekanîzmayê de pir astengkirî ne ku êrîş li wan bê kirin.
2. Stereokîmya: Reaksiyona SN2 di navenda stereojenîk de înversiyoneke konfigurasyonê (înversiyona Walden) çêdike, ji ber vê yekê pêkhateyên optîkî çalak ên ku reaksiyona SN2 derbas dikin dê berhemên bi konfigurasyona berevajî hilberînin.
3. Parastvan û Çareseran: Çareserên aprotîk ên polar ên wekî asetonîtrîl, dîmetîl sulfoksîd (DMSO), an aseton pêvajoya SN2 tercîh dikin ji ber ku ew bi çareserkirinê pir zêde nukleofîl stabîl nakin.
Berawirdkirina di navbera SN1 û SN2 de
Dema ku di navbera mekanîzmayên SN1 û SN2 de tê hilbijartin, divê çend faktor li ber çavan bên girtin:
1. Avahiya Bingehê:
– SN1: Ji bo pêkhateyên bi karbokasyonên stabîl (sêyem > duyemîn > seretayî) tê tercîhkirin.
– SN2: Ji bo pêkhateyên ku astengiya sterîk kêm e tê tercîhkirin (seretayî > duyemîn > sêyemîn).
2. Nukleofîl:
– SN1: Kêmtir girêdayî hêza nukleofîlê ye, ji ber ku pêngava diyarkirina rêjeyê nukleofîl tê de nîne.
– SN2: Pêwîstî bi nukleofîlek bihêz heye ji ber ku êrîşa nukleofîlîk gava diyarker a rêjeyê ye.
3. Derketina ji komê:
- Her du mekanîzma jî komeke baş a veqetandî hewce dikin ku bikaribe bi hêsanî ji koma dêûbav derkeve.
4. Çareserkêr:
– SN1: Çaresera protîk a polar ku iyonan stabîl dike.
– SN2: Çaresera polar a aprotîk ku iyonan sabît dike lê nukleofîlan sabît nake.
5. Stereokîmya:
– SN1: Têkelê racemîk e ji ber ku nukleofîl dikare ji her du aliyên karbokasyonê êrîş bike.
– SN2: Berevajîkirina mîhengkirinê ji ber êrîşa nukleofîlîk ji aliyê dijberî koma derketî.
Nimûneyên Reaksiyonên SN1 û SN2
Nimûneyên Reaksiyonên SN1
Reaksiyona dehîdrasyonê ya Tert-Butyl alkil halide bi avê re:
\[
\text{(CH}_3\text{)}_3\text{C-Br} + H_2O \rightarrow \text{(CH}_3\text{)}_3\text{C-OH} + HBr
\]
Di vê reaksiyonê de, tert-butîl bromîd piştî veqetandina koma bromîdê karbokasyona tert-butîl çêdike, û piştre jî êrîşa nukleofîlîk a avê çêdibe.
Nimûneyên Reaksiyonên SN2
Reaksiyona metîl bromîdê bi îyonên hîdroksîdê re:
\[
\text{CH}_3\text{Br} + OH^- \rightarrow \text{CH}_3\text{OH} + Br^-
\]
Li vir, îyona hîdroksîdê di heman demê de bi berdana koma bromîd êrîşî pişta karbona metîl dike ku bi koma bromîd ve girêdayî ye, û metanol çêdike.
Xelasî
Reaksiyonên SN1 û SN2 du mekanîzmayên sereke yên reaksiyonên guheztina nukleofîlîk in, ku di awayê çalakiya wan de cûdahiyên bingehîn hene. SN1 hewceyê avakirina karbokasyonek e û bi gelemperî bi substratên mezintir û şaxdartir çêdibe, lê SN2 di gavekê de pêşve diçe ku tê de nukleofîl rasterast êrîşî girêdana karbonê ya bi koma derketinê ve girêdayî dike, û substratên piçûk û kêm şaxdar tercîh dike. Têgihîştineke kûr a şert û mercên ku her mekanîzmayekê û hilberên encam didin di senteza kîmyewî ya organîk de girîng e.
