المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية


Sterically Hindered Substrates Will Reduce the SN2 Reaction Rate  
  
1082   04:20 مساءً   date: 31-7-2019
Author : ..................
Book or Source : LibreTexts Project
Page and Part : .................

Sterically Hindered Substrates Will Reduce the SN2 Reaction Rate

Now that we have discussed the effects that the leaving group, nucleophile, and solvent have on biomolecular nucleophilic substitution (SN2) reactions, it's time to turn our attention to how the substrate affects the reaction. Although the substrate, in the case of nucleophilic substitution of haloalkanes, is considered to be the entire molecule circled below, we will be paying particular attention to the alkyl portion of the substrate. In other words, we are most interested in the electrophilic center that bears the leaving group.

6.8 Haloalkanes 01.jpg

In the section Kinetics of Nucleophilic Substitution Reactions, we learned that the SN2 transition state is very crowded. Recall that there are a total of five groups around the electrophilic center, the nucleophile, the leaving group, and three substituents.

6.7 Haloalkanes 19.jpg

If each of the three substituents in this transition state were small hydrogen atoms, as illustrated in the first example below, there would be little steric repulsion between the incoming nucleophile and the electrophilic center, thereby increasing the ease at which the nucleophilic substitution reaction can occur. Remember, for the SN2 reaction to occur, the nucleophile must be able to attack the electrophilic center, resulting in the expulsion of the leaving group. If one of the hydrogens, however, were replaced with an R group, such as a methyl or ethyl group, there would be an increase in steric repulsion with the incoming nucleophile. If two of the hydrogens were replaced by R groups, there would be an even greater increase in steric repulsion with the incoming nucleophile.

6.8 Haloalkanes 03.jpg

How does steric hindrance affect the rate at which an SN2 reaction will occur? As each hydrogen is replaced by an R group, the rate of reaction is significantly diminished. This is because the addition of one or two R groups shields the backside of the electrophilic carbon, impeding nucleophilic attack.

The diagram below illustrates this concept, showing that electrophilic carbons attached to three hydrogen atoms results in faster nucleophilic substitution reactions, in comparison to primary and secondary haloalkanes, which result in nucleophilic substitution reactions that occur at slower or much slower rates, respectively. Notice that a tertiary haloalkane, that which has three R groups attached, does not undergo nucleophilic substitution reactions at all. The addition of a third R group to this molecule creates a carbon that is entirely blocked.

6.8 Haloalkanes 02.jpg

 

 




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .