Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Giriş Halojen atomları, karbon atomundan daha elektronegatif olmalarından dolayı; Alkil halojenürlerin karbon-hidrojen bağı polarlaşmıştır, karbon atomu.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Giriş Halojen atomları, karbon atomundan daha elektronegatif olmalarından dolayı; Alkil halojenürlerin karbon-hidrojen bağı polarlaşmıştır, karbon atomu."— Sunum transkripti:

1 Bölüm 6 İyonik Tepkimeler-Alkil Halojenürlerin Nükleofilik Yer Değiştirme ve Ayrılma Tepkimeleri

2 Giriş Halojen atomları, karbon atomundan daha elektronegatif olmalarından dolayı; Alkil halojenürlerin karbon-hidrojen bağı polarlaşmıştır, karbon atomu kısmi artı yük halojen atomu kısmi eksi yük taşır Yapısında sp2 melezleşmiş karbona bağlı bir halojen atomu olan bileşikler, vinil halojenürler veya fenil halojenürler olarak adlandırılır Bölüm 6

3 Nükleofilik Yer Değiştirme Tepkimeleri
Ortaklanmamış bir elektron çiftine sahip bir tür olan nükleofil, bir alkil halojenür ile bir halojen sübstitüentiyle yer değiştirmek üzere tepkimeye girer Nükleofilik yer değiştirme tepkimesi Bazı Örnekler Bölüm 6

4 Nükleofiller Ortaklanmamış bir elektron çifti içeren bir eksi iyon veya nötr moleküldür Alkil halojenürün su ile nükleofilik yer değiştirmesi Bölüm 6

5 Ayrılan Gruplar Nükleofilik yer değiştirme tepkimelerinde substrat olarak rol alabilmek için molekülün iyi ayrılan gruba sahip olması gerekir Halojenür iyonları kararlı ve zayıf bazik özellikte olmaları nedeniyle iyi ayrılan gruplardır Bölüm 6

6 Bir Nükleofilik Yer Değiştirme Tepkimesinin Kinetiği: SN2 Tepkimesi
Tükenme hızı, metanol ve klorür iyonunun oluşma hızıyla bulunur Tepkime hızı, metil klorür derişimi ve hidroksit iyon derişimiyle doğru orantılıdır Bu verilerden aşağıdaki denklem ortaya çıkar SN2 tepkimesi sübstitüsyon ve nükleofilik, iki moleküllü anlamına gelir Bölüm 6

7 SN2 Tepkimesinin Mekanizması
Tepkime geçiş hali denilen atomların kararsız düzenlenmesinin oluşumuyla yürür Geçiş hali çok kısa süreli bir oluşumdur Nükleofil ile karbon arasındaki bağ oluşumu, ayrılan grupla karbon atomu arasındaki bağın kırılması için gerekli enerjinin çoğunu sağlar Bölüm 6

8 Geçiş Hali Teorisi: Serbest Enerji Diyagramları
Eksergonik tepkime: DGo negatif olan tepkimedir Endergonik tepkime:DGo pozitif olan tepkimedir Sulu çözeltide metilklorür ve hidroksit iyonu arasında yürüyen tepkime eksergoniktir Tepkime için denge sabiti son derece büyüktür Bölüm 6

9 SN2 Tepkimesi İçin Serbest Enerji Diyagramı
Grafikte reaktantlarla ürünler arasındaki var olan enerji engeli görülmektedir Bu engelin reaktantlar seviyesinden yüksekliği serbest aktifleşme enerjisi DG‡ olarak adlandırılır Tepkime koordinatı, tepkimenin ilerlemesinin ölçen bir niceliktir Bölüm 6

10 Pozitif bir DG‡ ile meydana gelen varsayımsal bir SN2 tepkimesi için serbest enerji diyagramı
Bölüm 6

11 Tepkime hızıyla aktifleşme enerjisinin büyüklüğü arasında önemli bir ilişki vardır
Bu ilişki üsseldir Üssel ilişki nedeniyle , daha düşük bir aktifleşme enerjisine sahip bir tepkime, aktifleşme enerjisi yüksek olandan daha hızlı meydana gelir Bölüm 6

12 Metilklorür ile hidroksit iyonu arasındaki tepkime için serbest enerji diyagramı
Bir tepkime 84 kJ mol-1 den daha düşük bir DG‡ sahipse oda sıcaklığı veya daha düşük sıcaklıkta meydana gelir Bölüm 6

13 SN2 Tepkimelerinin Stereokimyası
Nükleofilin arka taraf saldırısı, konfigürasyonun bir ters dönmesiyle sonuçlanır Konfigürasyon devrilmesi sonucu trans yapı oluşur Bölüm 6

14 Hidroksit İyonu ile Ter-Bütil Klorürün Tepkimesi: SN1 Tepkimesi
Ter-bütil alkolün oluşma hızı, ter-bütil klorürürn derişimine bağlıdır Ter-bütil klorürürn derişiminin 2 katına çıkarılması, tepkime hızınıda 2 kat artırır SN1 tepkimesi: Sübstitüsyon, nükleofilik bir moleküllü tepkime Bölüm 6

15 SN1 Reaksiyonunun Mekanizması
Ter-bütil klorürün suyla verdiği tepkimenin mekanizması 3 basamak içerir İki farklı ara ürün oluşur İlk basamak yavaş ve hız belirleyici basamaktır Bölüm 6

16 Çok Basamaklı Tepkimeler ve Hız Belirleyici Basamak
Çok basamaklı tepkimelerde hız belirleyici basamak, hızı en yavaş olan basamak tarafından belirlenir Bu yavaş basamak hız sınırlayıcı basamak olarak adlandırılır Kum saati örneği: Bölüm 6

17 Bölüm 6

18 Karbokatyonlar Karbokatyonlar 6 elektrona sahiptir, p orbitali boştur.Karbon atomları arası bağlar metil gruplarının sp2 orbitalleriyle merkez atomunun sp2 orbitalleri arasında oluşmuştur Karbokatyon kararlılık sırası , yük taşıyan bir sistem , yük dağıldığı veya delokalize olduğunda kararlı kılınır Bölüm 6

19 Bir bağ orbitalinin p orbitali ile etkileşimi, hiperkonjügasyon olarak adlandırılır
Yük dağılımı ve karbokatyonların kararlılık sırası, bağlı olan metil gruplarının sayısı ile paralellik gösterir Bölüm 6

20 SN1 Tepkimesinin Stereokimyası
Optikçe aktif bir bileşiği, rasemik şekle çeviren bir tepkimenin rasemleşme ile yürüdüğü söylenebilir Kiral moleküllerin akiral ara ürünlere dönüştüğü bütün tepkimelerde rasemleşme meydana gelir Bölüm 6

21 Bölüm 6

22 Solvoliz Çözücü moleküllerinden birinin nükleofil olduğu, nükleofilik bir yer değiştirmedir Çözücü su olduğundan , bu tepkimeye hidroliz denir Bölüm 6

23 SN1 ve SN2 Tepkimelerinin Hızlarına Etkiyen Etmenler
Substrat Yapısının Etkisi SN2 Reaksiyonu Basit alkil halojenürlerin SN2 tepkimelerinde aşağıdaki genel etkinlik sırası görünür Sterik etki: Bir molekülün etkin tarafındaki veya buraya yakın yerdeki atom veya grupların uzaysal düzleminin bir tepkimeyi engellediği veya yavaşlatmasıdır Bölüm 6

24 Hammond-Leffler Varsayımı
SN1 Tepkimeleri Bir SN1 tepkimesinde organik substratların etkinkiğini belirleyen başlıca etken, oluşan karbokatyonların bağıl kararlılığıdır Hammond-Leffler Varsayımı Geçiş halinin yapısı , enerji yönünden kendisine en yakın kararlı türlere benzer Yüksek dercede endergonik ve yüksek derecede ekzergonik tepkime basamakları için enerji diyagramı Bölüm 6

25 SN1 yoluyla makul hızda tepkimeye giren bileşikler, yalnızca bağıl olarak kararlı karbokatyon oluştururlar Alil halojenürler ve benzil halojenürler SN1 mekanizması ile tepkime verebilirler Enerji yönünden hep yukarı giden bir basamağın geçiş hali, o basamağın ürünüyle güçlü bir benzerlik gösteri Bölüm 6

26 Nükleofilin Derişiminin ve Gücünün Etkisi SN1 Tepkimesi
Nükleofil, SN1 tepkimesinin hız belirleyici basamağına katılmadığından, SN1 tepkimelerinin hızları, nükleofilin hem derişiminden hemde niteliğinden etkilenmez SN2 Tepkimesi SN2 Tepkimelerinin Hızları İse Atak Yapan Nükleofilin Hem Derişimine Hemde Niteliğine Bağlıdır İyi nükleofil verilen substratla çok hızlı tepkime veren nükleofildir Kötü nükleofil aynı tepkime şartlarında aynı substratla daha yavaş tepkime veren nükleofildir Metoksit iyonu ve metanol Bölüm 6

27 SN2 Tepkimeleri Üzerine Çözücünün Etkileri: Polar Protik ve Aprotik Çözücüler
Polar protik çözücüler Nükleofilik atomlar aynı olmadığından nükleofillerin bağıl kuvvetleri, daima bazlıkla paralellik göstermezler Alkol ve su gibi hidroksilik çözücüler içerisinde daha büyük nükleofilik atoma sahip olan nükleofilin daha iyi nükleofil olduğunu görürüz Halojenlerin nükleofil sırası ; Protik çözücü olarak adlandırılan su ve alkol gibi bir çözücü molekülünde, hidrojen son derece güçlü elektronegatif atoma bağlıdır Protik çözücüler içinde bağıl nükleofiller Bölüm 6

28 Polar aprotik çözücüler
Aprotik çözücüler, molekülleri kuvvetli bir elektronegatif atoma bağlanmış hidrojen atomu içermeyen çözücülerdir Aprotik çözücülerin hidrojen bağı yapmamaları ve artı kısımların anyonlarla etkileşmemesinden dolayı, aprotik çözücüler önemsenecek ölçüde anyonları sarmazlar Bu çözücülerde, anyonlar çözücü moleküllerinin bir tabakası ile egellenmez bu nedenle sarılma ile kararlı oluş çok zayıftır SN2 tepkimelerinin hızları, polar aprotik çözücüler içinde gerçekleştiğinde, genellikle son derece artar Bölüm 6

29 SN1 Tepkimeleri Üzerine Çözücülerin Etkileri: Çözücülerin İyonlaştırma Yeteneği
Polar protik çözücüler, SN1 tepkimeleri için mükemmel çözücülerdir Sarılmanın, reaktantlardan daha fazla karbokatyon ve halojenür gibi ara ürünleri oluşturan geçiş halini kararlı kılması nedeniyle, serbest aktifleşme enerjisi düşük olur Bölüm 6

30 Ayrılan Grubun Yapısı En iyi ayrılan gruplar, ayrıldıktan sonra en kararlı olan gruplardır Halojenler içinde ayrılan gruplar: Bazlık sırası ise tam tersidir: İyi ayrılan gruplar: Kuvvetli bir şekilde bazik olan iyonlar, ender olarak ayrılan grup olarak davranırlar Bölüm 6

31 SN1 ve SN2 Özeti Alkil iyodürler en hızlı, florürler en zayıf ayrılan gruplardır. Bu nedenle alkil florürler nadir kullanılır Bölüm 6

32 Organik Sentezler: SN2 Tepkimeleri İle Fonksiyonel Grup Dönüşümleri
SN2 tepkimelerinin stereokimyası Bölüm 6

33 Alkil Halojenürlerin Ayrılma Tepkimeleri
Dehidrohalojenleme Alken sentezi için kullanılan yaygın bir yöntemdir Bir haloalkandan hidrojen halojenürün elementleri ayrıldığında, tepkime genellikle dehidrohalojenleme olarak adlandırılır Bölüm 6

34 Alkoksitler, aşırı alkol kullanılarak elde edilirler
Bölüm 6

35 E2 Tepkimesi E2 tepkimesi, tek basamaklıdır ve 2 moleküllüdür
Hız eşitliği herbir reaktanta göre birinci dereceden ve toplam ikinci derecedendir Bölüm 6

36 E1 Tepkimesi E1 tepkimeleri çoğu kez SN1 tepkimeleri ile yarış halindedir Bölüm 6

37 Ayrılmaya Karşı Yer Değiştirme
E2’ye Karşı SN2 Birincil substrat Birincil bir halojenür ve baz etoksit iyonu ise yer değiştirme yüksek oranda öne çıkar İkincil substrat İkincil halojenürlerle gerçekleştirildiğinde sterik engel yer değiştirmeyi zorlaştıracağından, ayrılma tepkimesi tercih edilir Bölüm 6

38 Nükleofilin büyüklüğü ve baz
Üçüncül sustrat Üçüncül halojenürlerle bir SN2 tepkimesi oluşmaz, bu yüzden tepkime yüksek sıcaklıkta gerçekleştirilirse büyük oranda ayrılma teokımesi yeğlenir Nükleofilin büyüklüğü ve baz Tepkimenin sıcaklığını artırmak bir alkil halojenürün ayrılma tepkimesinin öne geçirme yollarından biridir Diğer yol sterik engelli güçlü bir baz kullanmaktır Bölüm 6

39 Genel Özet Bölüm 6


"Giriş Halojen atomları, karbon atomundan daha elektronegatif olmalarından dolayı; Alkil halojenürlerin karbon-hidrojen bağı polarlaşmıştır, karbon atomu." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları