在本科有机化学课程中,通常作为实验进行亲核取代反应。在饱和碳中发生的反应主要归类为Sn1或sn2,s代替取代,n用于亲核的n,数字表示反应的分子性-1对于单分子过程而言1,双分子过程为2。
亲核取代n1或sn2机制
在sn2反应(图1),亲核试剂的攻击和离开组的去除是在合并过程中同时进行的,其速率与亲核试剂和烷基卤化物的浓度成正比。但是,在S中n1反应,有两个独立的步骤:最初,离开组的逐渐解离以产生碳定位中间体,然后对亲核器的快速攻击形成新的键。由于第一步是速率确定,因此速率仅基于烷基卤化物浓度。各种因素,例如烷基卤化物的结构,亲核试剂,离开组和溶剂的结构是否决定是否决定亲核取代通过S进行n1或sn2机制以及反应速率。
图1。s的机理n2反应
分析两种机制的实验都是在本科计划的有机化学过程中进行的。这些反应涉及使用定性观察来分析两种机制。例如,通常将NAI溶液添加到各种烷基卤化物中,以研究对S的影响的因素n2反应。通过形成NAX的形成,从溶液中沉淀出反应的速率(图2)。通常,这会导致学生之间的差异,因为沉淀物的形成不能轻易量化,并且很大程度上取决于观察实验的人。在每个学期期间,在有机实验室中的助教中经常会出现以下问题:这是沉淀还是解决混乱的解决方案?反应完成了吗?等等。
图2。在丙酮中添加NAI后,含有几种烷基卤化物的试管。
使用NMReady获取与亲核取代有关的数据
这nmready启用获得与亲核取代反应有关的定量数据。本文强调了一个这样的实验。控制反应机制的最重要因素之一是卤化烷基的离开组。为了评估这种效果,将1-氯丁烷,1-溴丁烷和1-碘丁烷用作电力,将三苯基膦用作亲核试剂。图3说明了堆叠的光谱以及磷产物与未反应的起始物质之间的比率。
图3。31p {1H} NMR光谱烷基卤化物和三苯基膦之间的一系列反应。
结果表明,具有较大,更具极化卤化物的烷基卤化物在S中是高反应性底物n2在反应性的极端,与1-氯丁烷和1-碘丁烷的反应。第一个没有任何反应,而第二个反应通常会意识到磷盐产物的100%产率。
结论
在本文中,决定了S的速率的最重要因素的作用n2反应已详细研究。
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