SO SÁNH PHẢN ỨNG THẾ NUCLEOPHIN VÀ PHẢN ỨNG THẾ GỐC

HỌC VIÊN: BÙI THỊ MAI LÂM
LỚP CAO HỌC HÓA HỮU CƠ
S
N
2

1. Định nghĩa
Phản ứng thế nucleophin S
N
xảy ra bằng sự tấn công của tác
nhân nucleophin (Y) vào trung tâm thiếu electron và sự phân cắt
anionit của nhóm đi ra (X) cùng với cặp electron của mình
Sơ đồ phản ứng S
N
2
Phản ứng thế gốc: nguyên tử hyđro đính vào cacbon no được
thay thế bằng halogen hay một nhóm nguyên tử khác
R—H + XY → RX + HY
Sơ đồ phản ứng S
R


1.Cht phn ng
Các hp cht phân cc:
d dàng cho tác nhân nucleophin tn công
* R: Nguyên tử cacbon ở trạng thái
lai hoá sp
3
, sp
2

hay sp và những
nguyên tố khác như O, N, S,…
*X: Những nguyên tố hay nhóm có độ âm điện cao đi ra ở dạng
anion X
-
như
Hal, OH, OR, OSO2R, OCOR,…hoặc
những nhóm cha điện tích dương đi ra ở dạng phân tử trung hoà
như: N
+
R2, S
+
R2
:

Là cacbon lai hóa sp
3

(C-H, C-C)
2. NHẬN BIẾT CƠ CHẾ
S
N
2

−+
→
δδ
XR

S

R

SN2
2- Tác nhân:
- Anion : C
-
, H
-
, O
-
, S
-
, N
-

- Phân tử trung hoà : HOH, R-NH2 , PH3,
PCl4 …
SR

2. NHẬN BIẾT CƠ CHẾ
XY là những phân tử có
khả năng tạo gốc tự do,
tồn tại ở trạng thái hơi
như X
2
( X là halogen,
nitơ), SO
2
Cl
2

, CCl
3
Br,
CF
3
I, HX, HOH, H
2
O
2
,
R
3
COCl,

SN2
3- Điều kiện phn ng

+Xy ra ở nhiệt độ không cao.

+ Dung môi phân cc.
+ Phn ng thường có xúc tác (axit, bazơ tuỳ thuộc
là xúc tác cho cht phn ng hay tác nhân
).
2. NHẬN BIẾT CƠ CHẾ
S
R
+Xảy ra ở năng lượng
cao ( đun nóng, ánh
sáng khuếch tán, đèn
chiếu)

+Dung môi không phân
cực
+Xúc tác thường dùng
các loại peoxit

3. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG
* S
N
2 : phản ứng xảy ra qua một giai đoạn
R—X + Y
-

[ Y
δ-
…R…X
δ-
]
Y — R + X
-

Ví dụ:
*S
R
: phản ứng xảy ra qua ba giai đoạn
Giai đoạn khơi mào
Giai đoạn phát triển mạch
Tắt mạch
3.1. Viết cơ chế

Như vậy ta thấy cơ chế S

N
2 xảy ra qua một giai đoạn, là
cơ chế đồng bộ, trực tiếp không có hợp chất trung gian mà tạo

thành trạng thái chuyển lưỡng phân tử xác định tốc độ

phản ứng. Còn cơ chế gốc xảy ra qua ba giai đoạn hình

thành gốc tự do.
3. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG

3.2.Hóa lập thể
phản ứng S
N
2 là quay cấu hình
Ví dụ: Khi cho NaI tác dụng với (S)-2-clobutan sẽ thu được
(R)-2-iotbutan

phản ứng S
R
dẫn tới sự raxemic hóa.
3.2.Hóa lập thể

3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng
3.3.1.Cấu trúc chất ban đầu
*Giống nhau
Đối với phản ứng S
R
, H liên kết với gốc benzyl có khả
năng phản ứng cao hơn H liên kết với gốc ankyl. Phản ứng

SN2 cũng dễ xảy ra đối với dẫn xuất benzyl hơn dẫn xuất
ankyl.
*Khác nhau
Bậc cacbon càng cao thì làm cho khả năng phản
ứng S
R
tăng còn phản ứng S
N
2 thì ngược lại.

3.3.2.Ảnh hưởng của tác nhân
*Phản ứng S
N
2 phụ thuộc vào tính nucleophin của tác
nhân. Tính nucleophin càng mạnh, tốc độ phản ứng càng
nhanh.
+Về mặt lập thể, thể tích của Y tăng làm mất ổn định
của trạng thái chuyển, làm giảm khả năng phản ứng
+ Các Y có nhóm thế hút electron có tính bazơ giảm,
đồng thời cũng làm giảm khả năng phản ứng

+ Flo thường phản ứng mãnh liệt tạo ra sản phẩm hủy (HF, C)
+ Iot rất kém hoạt động, phản ứng iot hóa thu nhiệt, thuận nghịch
+ Clo và brom có độ hoạt động vừa phải. Phản ứng clo hóa
và brom hóa xảy ra tương đối êm dịu
Khả năng phản ứng của brom kém hơn clo
Tính chọn lọc của brom cao hơn clo. Khi brom
hóa hầu như chỉ tạo dẫn xuất bậc cao.
3.3.2.Ảnh hưởng của tác nhân
* Phản ứng S

R
phụ thuộc vào bản chất của halogen.

3.3.3.Ảnh hưởng của dung môi
*Tính phân cực của dung môi ảnh hưởng lớn đến vận tốc
phản ứng S
N
2
Dung môi càng phân cực khả năng solvat hóa ion càng tăng,
năng lượng sẽ giảm, vận tốc phản ứng tăng.
*S
R
: Phản ứng gốc ít nhạy cảm với tính phân cực của
dung môi. Tính chọn lọc của phản ứng lớn khi dùng dung
môi có khả năng tạo phức π với gốc tự do, nhất là tính
chọn lọc tăng khi dùng dung môi thơm.