Nukleofil substitution (carbonyler) Flashcards
Hvad er de to typer af nukleofile substitutioner ved carbonylgrupper?
1) Nukleofil substitution ved carbonylgruppen (f.eks. esterdannelse, hydrolyse af estere/amider/nitriler, transesterifikation).
2) Nukleofil substitution med tab af carbonyloxygenet (f.eks. acetal- og hemiacetaldannelse).
Q: Hvad er en leaving group?
A: Leaving groups er anioner (f.eks. Cl^−, RO^−, og RCO_2^−), som kan blive udstødt fra molekyler og bære deres negative ladning med sig.
Q: Hvordan hænger leaving group evne sammen med pKa?
A: Jo lavere pKa-værdien af den konjugerede syre (HX) er, desto bedre er leaving gruppen X^− i carbonylsubstitutionsreaktioner.
Q: Hvad er trinene i en nukleofil substitutionsmekanisme?
A:
1) Nukleofil addition, som danner et ustabilt tetraederisk intermediat.
2) Deprotonering af nukleofilen (hvis en base er til stede).
3) Elimination af leaving group.
Q: Hvad er et tetraederisk intermediat i nukleofil substitution?
A: Et tetraederisk intermediat dannes, når det trigonale (sp^2) carbonylcarbon bliver omdannet til et tetraederisk (sp^3) carbon under substitutionsprocessen.
Q: Hvad bestemmer stabiliteten af det tetraederiske intermediat?
A: Stabiliteten afhænger af, hvor god leaving gruppen er til at bære en negativ ladning. De bedste leaving groups (f.eks. Cl^−) er stabile anioner og meget elektronegative.
Q: Hvad gør en god nukleofil?
A: Gode nukleofiler er generelt dårlige leaving groups. Jo højere pKa-værdien af den konjugerede syre (AH) er, desto bedre er nukleofilen (A^−).
Q: Hvilke typer nukleofiler findes der?
typiske eksempler for en nukleofil sub.
A:
Anioniske nukleofiler (mere reaktive).
Neutrale nukleofiler (mindre reaktive, men kan stadig være effektive, f.eks. ammoniak).
Eksempler herpå: grignard, alokohol,
Q: Hvad er reaktionsbetingelserne for nukleofil substitution?
A:
- Leaving group (X^−) skal være bedre end nukleofilen (Y^−).
- Nukleofilen (Y^−) skal være stærk nok til at angribe elektrofilen (RCOX).
- Elektrofilen (RCOX) skal være reaktiv nok.
Q: Hvordan varierer reaktiviteten af carboxylsyrederivater?
A: Reaktiviteten afhænger af, hvor god leaving gruppen er, og graden af delokalisering i molekylet.
Q: Hvordan påvirker delokalisering reaktiviteten af syrederivater?
A: Jo større delokalisering, desto mindre reaktivt er syrederivatet, da elektrondonerende grupper gør carbonylcarbon mindre elektrofil.
Q: Hvad er et eksempel på et syrederivat med stærk delokalisering?
A: Amider er de mindst reaktive syrederivater, da delokaliseringen er stærk, og nitrogenets lone pair overlapper med carbonylgruppens π* orbital.
Q: Hvordan øger syrekatalysatorer reaktiviteten af carbonylforbindelser?
A:Syrekatalysatorer gør elektrofilen mere reaktiv ved at protonere carbonyloxygenet.
De forbedrer leaving gruppen ved at protonere den.
