Органические галогениды. Механизмы реакций нуклеофильного замещения и элиминирования

Типовые реакции алифатического нуклеофильного замещения с участием алкилгалогенидов

Механизм реакции SN1
( реакции мономолекулярного нуклеофильного замещения)
(substitution nucleophilic monomolecular)
Стадия 1:
Ионизация субстрата, с образованием карбокатиона (медленная стадия):
Стадия 2:
Нуклеофильная
атака карбкатиона
(быстрая стадия):
Стадия 1: R−X → R+ + X−
Стадия 2:R+ + Y− → R−Y
Скорость реакции = k × [RX]

Механизм реакции SN2
реакции бимолекулярного нуклеофильного замещения
(substitution nucleophilic bimolecular)
Одна стадия:
Атака нуклеофила и отщепление уходящей группы происходит одновременно, интермедиат не образуется
R−X + Y− → [Y⋯R⋯X]− → R−Y + X−
Скорость реакции = k × [RX] × [Y]
В реакциях бимолекулярного нуклеофильного замещения атакующий нуклеофил стехиометрически инвертирует молекулу, в которой он замещает уходящую группу

1,2-Элиминирование
(Механизмы Е1 и Е2)
Если XY:
HOH
дегидратация
HHal
дегидрогалогенирование
Н Нейтральная молекула
расщепление ониевых солей
Уходящая
группа
1
2

Механизм Е1
(мономолекулярное элиминирование)
Лимитирующая стадия –
образование карбокатиона
Возможны перегруппировки
карбокатиона
Скорость реакции = k × [RX]

Механизм Е2
(бимолекулярное элиминирование)
Скорость реакции = k × [RX] × [В]
Стереоэлектронные ограничения Е2: Связи, разрывающиеся в активированном комплексе Е2 должны быть в транс-положении по отношению друг к другу

Реакции замещения и элиминирования являются конкурирующими (SN1/E1 и SN2/E2), поскольку протекают через одно и то же переходное состояние

Реакции нуклеофильного замещения в ароматическом ряду