Halogenuhlovodíky, substituční a eliminační reakce
Přihlásit se
Halogenuhlovodíky, substituční a eliminační reakce (4/15) · 6:07

Sn1 mechanismus: stereochemie Na příkladu si vysvětlíme stereochemii Sn1 substitučních reakcí.

Navazuje na Stereochemii.
V tomto videu se podíváme na stereochemii reakce SN1. Nalevo máme alkyl a napravo máme nukleofil s negativním nábojem na síře. Víme, že první krok SN1 mechanismu by měla být ztráta odcházející skupiny. Pokud tyto elektrony naskočí na brom, vytvořil by se nám bromidový aniont. Vazbu bereme uhlíku v červeném. Červený uhlík by měl dostat formální náboj plus jedna. Nakresleme výsledný karbokation. Uhlík v červeném je tento uhlík, který by měl mít náboj plus jedna. V dalším kroku našeho mechanismu ho napadne nukleofil. Nukleofil napadne elektrofil a vznikne vazba mezi sírou a uhlíkem. Pamatujte, že geometrie okolo tohoto uhlíku, na který jsou navázány tyto uhlíky třeba tento fialový, tento a tento, jsou ve stejné rovině jako červený uhlík, a tak by nukleofil mohl napadat z jakékoli strany. Nyní je myslím nápomocné podívat se na reakci s použitím modelu SET. Tady je obrázek z videa, které Vám ukážu za pár sekund a v tom videu udělám brom zelený, takže tady můžete vidět zelený brom. Tato methylová skupina vyčnívající do prostoru bude ve videu červená. Napravo tato ethylová skupina bude žlutá a nakonec propylová skupina bude šedá. Toto je náš alkylhalogenid. Brom míří pryč od nás, methylová skupina míří k nám, ethylová napravo a propylová nalevo. Trochu to jenom pootočím, abychom dostali jiný úhel pohledu. Víme, že prvním krokem je disociace odstupující skupiny. nakreslím elektrony skákající Takže tyto elektrony i s bromem odstupují a vzniká karbokation. Ale takto karbokation nevypadá. Potřebujeme planární geometrii okolo uhlíku. Tady je přesnější model. Nukleofil napadne zleva nebo zprava. Nejdřív se podíváme na to, co se stane když nukleofil napadne zleva. Vytvoří se vazba mezi sírou a uhlíkem a podívejme se na model našeho produktu. Tady je produkt, který vznikne, když nukleofil napadne kabokation z levé strany. Tady je náš karbokation a nyní řekněme, že se nukleofil přiblíží zprava. Uděláme vazbu mezi sírou a tímto uhlíkem. Udělejme model produktu, který se vytvoří, když nukleofil zaútočí zprava. Tady je produkt. Necháme si tu karbokation pro porovnání. Porovnejme tyto dva produkty s rozdílnou stranou útočícího nukleofilu. V levé ruce držím produkt nukleofilu útočícího zleva a napravo máme útočící nukleofil zprava. Jaký je mezi nimi vztah? Jsou zrcadlovými obrazy, ale pokud se je snažím překrýt, vidíte, že to nejde. Jsou to zrcadlové obrazy, které na sebe nejdou převést. Jsou to enantiomery. Podívejme se na produkty z různých úhlů. Vezmu produkt nalevo a otočím to tak, že S-H na mě vyčnívá do prostoru. Tady vidíme S-H vyčnívající do prostoru methylová skupina od nás pryč, ethylová napravo, propylová nalevo. Podívejme se na náš produkt a nyní ponecháme uhlíkový řetězec, ale methylová skupina míří na nás, S-H míří od nás, ethyl napravo, a propyl nalevo. Tady jsou dva produkty, které jsme dostali, ale jelikož nebudete vždy mít model, pojďme zpět k nákresům. Předstírejme jakože nemáme model. Víme, že nukleofil napadne náš elektrofil a vytvoří se vazba mezi sírou a uhlíkem. Pokud to nakreslím do mého řetězce, vím, že se vytvořila vazba mezi sírou a uhlíkem. Zvýrazním ty elektrony. Řekněme, že máme volný elektronový pár na síře, který vytváří tuto vazbu a tady je náš produkt. Podíváte-li se na produkt, uvidíte, že uhlík je chirální. Jsou na něj navázané čtyři různé skupiny. Zamysleme se nad stereochemií tohoto mechanismu. Když se nukleofili přibližuje k elektrofilům z každé strany, měli bychom dostat směs enantiomerů. Pokud nakreslím uhlíkový řetěz sem, mohl bych znázornit enantiomery tím, že nakreslím vazbu S-H jako klín. Tady je S-H což znamená, že methylová skupina musí mířit od nás pryč. Pokud nakreslím další enantiomer, musel bych ukázat S-H na druhou stranu, což znamená, že methylová skupina směřuje na nás. Všimněte si, že tyto dva produkty jsou stejné jako modely, které jsme nakreslili. Jelikož je stejná šance na to, že nukleofil zaútočí z každé strany, mohli bychom očekávat směs se stejným zastoupením. Přibližně 50% tohoto enantiomeru a 50% tohoto enantiomeru. Nakonec se pojďme zaměřit na hybridizaci tohoto červeného uhlíku. Pro náš původní alkyl je uhlík tetrahedrální. Je sp3 hybridizován takže má tuto geometrii. Když jsme utvořili karbokation, uhlík v červeném byl sp2, takže byl planární. Naše produkty jsou ale znovu sp3 hybridizovány s tetrahedrální geometrií. Proto musíme vědět jejich stereochemii.
video