Химснаб

Бимолекулярная реакция нуклеофильного замещения (SN2)

РОЛЬ УХОДЯЩЕЙ ГРУППЫ В БИМОЛЕКУЛЯРНОМ ЗАМЕЩЕНИИ

Один из первых механизмов химической реакции, который студенты осваивают в ходе изучения органической химии – бимолекулярная реакция нуклеофильного замещения (SN2). Эта реакция представляет собой соударение двух частиц – нуклеофила и субстрата, на величину её активационного барьера влияют природа нуклеофила, растворителя и уходящей группы. Несмотря на свою хрестоматийность, до настоящего времени у нас нет точной информации о том, как уходящая группа влияет на процесс замещения на молекулярном уровне. Изучая динамическое поведение частиц с помощью рассеяния поперечных пучков и картирования скоростей молекул в комбинации с компьютерными расчетами, исследователи провели изучение газофазной бимолекулярной реакции нуклеофильного замещения процесса F– + CH3Cl и сравнили полученные результаты с данными, полученными в ходе анализа ранее изученного процесса F– + CH3I.

Международная группа исследователей, в которую входили представители Университетов Инсбрука (Австрия), Эотвоса и Жегена (Венгрия), определила, что уходящая группа оказывает значительное влияние на динамику реакции, определяя взаимную ориентацию реагентов. Говоря конкретнее, было обнаружено (несмотря на то, что в реакции фторид-иона как с хлорметаном, так и с йодметаном на координате реакции присутствует водородно-связанный комплекс), что ключевое различие заключается в механизме образования новой химической связи, которая в случае дегалогенфторирования хлорметана образуется по прямому механизму, а для реакции йодметана – по косвенному.

Динамическое изучение химических реакций предполагает изучение столкновений отдельных молекул, в то время как кинетическое исследование опирается на изучение концентраций без обращения внимания на то, что происходит с участниками реакции на молекулярном уровне. Динамика химических реакций ищет ответ на вопрос: Необходимо ли реагентам столкнуться определенным образом, чтобы началась химическая реакция?. Для того чтобы ответить на этот вопрос, исследование реакции надо проводить в газовой фазе. В

бимолекулярной реакции F– + CH3Cl > Cl– + CH3Fфторид-ион является нуклеофилом, атакующим хлорметан, а хлор представляет собой уходящую группу. Реакция протекает по концертному механизму, для реализации которого более выгодна атака фтора на электрофильный углерод, а не на хлор и атомы водорода хлорметана. Низкие скорости частиц, участвующих в реакции, указывают на косвенный механизм образования новой связи, который идёт с формированием предреакционного комплекса, в то время как для большей части скоростей механизм образования связи прямой. Такие выводы сделаны на основе результатов, полученных при изучении продуктов рассеяния реакции – оказалось, что хлор рассеивается в обратном направлении. Даже несмотря на то, что анализ данных реакции позволяет говорить о присутствии на координате водородно-связанного комплекса, реакция не является медленным процессом.

Водородно-связанный комплекс может повлиять на ориентацию реагентов. Аналогичная реакция фторида с йодметаном F– + CH3I > I– + CH3F протекает по-другому. Предварительные результаты исследования позволяют говорить, что, хотя здесь и наблюдается некоторая доля обратного рассеяния, в данном случае реализуется иной механизм формирования связи C–F: для неё образование коллинеарного переходного состояния играет большую роль в понижении энергии активации, чем образование комплекса с водородными связями. Таким образом, результаты исследования показывают, что для успешного протекания процесса в зависимости от системы реагенты могут соударяться различным образом.

 

+7 (812)

Телефоны отделов продаж:

337-18-93 - отдел моющих средств и хозтоваров-многоканальный.
337-18-94 - отдел ветзоотехники и агрохимии
337-18-95 - отдел лабораторной посуды
337-18-96 - отдел химии и спецодежды
337-18-97 - отдел лабораторного оборудования и приборов

Адреса электронной почты:

him_spb@mail.ru
himsnab.53@list.ru

Адрес:

198095, г. Санкт-Петербург, ул. Швецова, дом 23 (Здание ТЭМП)

© 2009 — «ХИМСНАБ»
Все права защищены

Отказ от ответственности



Создание сайта — «Consepto»
Продвижение сайта — «1 Место»