opløsningsmidlets betydning for sn1 og sn2

#0. Hej.

Det kommer helt an på hvilken reaktion det drejer sig om. Mange gange er solventen også fuldstændigt ligegyldig. Bemærk imidlertid, at (sekundære) alkylhalider typisk reagerer via en S_N1-mekanisme når substitutionen foregår i en polær protisk solvent. Omvendt vil (sekundære) alkylhalider oftest reagere via en S_N2-mekanisme såfremt det er i en polær aprotisk solvent.

Typiske protiske solvente er fx vand, methanol/ethanol, NH₃, myresyre og HF. Typiske aprotiske solvente er THF, DMSO, HMPA, DMF og 1,4-dioxan.

Hej Darwin

Hvad med acetone? hvilken kategori hører det ind under, hvis det hydrolyserer brombutan og dets isomere?

#2.

Acetone er en polær aprotisk solvent.

Jeg kender ikke til jeres forsøg, men når i har hydrolyseret 1-brombutan har I sikket fået 1-butanol via en S_N2-mekanisme. Og når I har hydrolyseret 2-brom-2-methylpropan (tert-butylbromid) har I sikkert fået 2-methyl-2-propanol via en S_N1-mekanisme, ikke? Hydrolyse af 2-brombutan er lidt sværere at forudsige, da det afhænger af reaktionsbetingelserne. Men hvis I har anvendt acetone (som solvent) og vand (stærk nukleofil), så er det højst sandsynligt primært foregået via en S_N2-mekanisme.

Hejsa

Det er sådan, at vi har tilføjet AgNO3, opløsningsmidler og de tre isomerer i forskellige glas.

Men du har ret i, at vi har fået det du sagde. Jeg skal dog bare gøre rede for mekanismerne i acetone og ethanol som opløsningsmiddel, men ved ikke heelt hvad jeg gør:s

#4.

I har ikke tilsat ethanol og acetone i samme glas, vel? Når opløsningsmidlet er ethanol (protisk solvent) kunne man forestille sig, at mekanismen er en S_N1 - imodsætning til når det er acetone (aprotisk solvent), hvor mekanismen er en S_N2.

AgNO₃ tilsættes for at udfælde det tungtopløselige AgBr(s) (et hvidgult substans hvis jeg husker ret), som indikerer hvornår hydrolysen har fundet sted. Det vil kunne ses, at der er forskel på reaktionshastigheden. Den tertiære butylbromid vil hydrolyseres hurtigst.

#5

Hej Darwin

Nej nej:) vi havde  3 glas for hver af solventerne  indeholdende hhv. 1-brombutan, 2-brombutan og 2-brom-2-methylpropan.

========

Kommer den rumlige struktur ikke til, at påvirke resultatet? Kan du bare sige, at alle isomererne bliver Sn2, når de er i acetone?Der er jo tale om hhv. primære, sekundære og tertiære carbonatomer..

Jeg har googlet rundt i 100 år, og kan stadig ikke finde forklaringen på hvorfor protiske solventer giver Sn1 og aprotiske giver sn2.. Findes der en forklaring herfor?

Jeg takker for din hjælp:)

....Derudover:

Nu har vi jo forskellige solventer osv. men er det så solventerne eller molekylernes rumlig struktur der afgør mekanismen? Hvad vægter tungest?

#6. Det bliver lige et hurtigt svar da jeg er på vej i seng. Jeg agter heller ikke at gå helt i dybden med det.

Primære alkylhalider vil som regel reagere via en S_N2-mekanisme. Dette skyldes, at der ikke er sterisk hindring (da substituenterne blot er hydrogenatomer) således at den nukleofile kan angribe fra bagsiden hvorefter leaving gruppen skydes forud (bromid i dit tilfælde).

Ved tertiære alkylhalider (med tertiær carboncenter) er der derimod sterisk hindring, så den nukleofile ikke kan angribe bagfra. Derudover er tertiære carbokationer meget stabile (Hammonds postulat) og disse carbokationer vil eksistere som et intermediat. Tertiære alkylhalider vil derfor som regel reagere via en S_N1-mekanisme (to-trinsmekanisme).

Ved sekundære alkylhalider er det lidt specielt, da der både er sterisk hindring i nogen grad samtidig med at carbokationen er nogenlunde stabil. Om sekundære alkylhalider reagerer via en S_N1-mekanisme eller S_N2-mekanisme afhænger derfor af solvent og valg af nukleofil. Sekundære alkylhalider vil reagere via en S_N2-mekanisme såfremt det er i en polær aprotisk solvent og når det er en stærk nukleofil. Dette skyldes, at jo stærkere base i et aprotisk solvent (som jo ikke kan lave hydrogenbindinger) des stærkere nukleofil får man. Omvendt vil sekundære alkylhalider reagere via en S_N1-mekanisme når substitutionen foregår i en polær protisk solvent. Her vil det protiske solvent sænke nukleofilens evne som nukleofil.

Godnat :-)

Hej Darwin:)

Takker for dit svar:)

Men fik ikke helt fat i hvad sterisk hindring var?

Derudover siger du følgende:

Primære alkylhalider vil som regel reagere via en SN2-mekanisme. Dette skyldes, at der ikke er sterisk hindring (da substituenterne blot er hydrogenatomer) således at den nukleofile kan angribe fra bagsiden hvorefter leaving gruppen skydes forud (bromid i dit tilfælde).

Ved tertiære alkylhalider (med tertiær carboncenter) er der derimod sterisk hindring, så den nukleofile ikke kan angribe bagfra. Derudover er tertiære carbokationer meget stabile (Hammonds postulat) og disse carbokationer vil eksistere som et intermediat. Tertiære alkylhalider vil derfor som regel reagere via en SN1-mekanisme (to-trinsmekanisme).

Ved sekundære alkylhalider er det lidt specielt, da der både er sterisk hindring i nogen grad samtidig med at carbokationen er nogenlunde stabil. Om sekundære alkylhalider reagerer via en SN1-mekanisme eller SN2-mekanisme afhænger derfor af solvent og valg af nukleofil. Sekundære alkylhalider vil reagere via en SN2-mekanisme såfremt det er i en polær aprotisk solvent og når det er en stærk nukleofil. Dette skyldes, at jo stærkere base i et aprotisk solvent (som jo ikke kan lave hydrogenbindinger) des stærkere nukleofil får man. Omvendt vil sekundære alkylhalider reagere via en SN1-mekanisme når substitutionen foregår i en polær protisk solvent. Her vil det protiske solvent sænke nukleofilens evne som nukleofil.

Er ovenstående på trods af solventet (hhv. vand, ethanol og acetone)? Altså et primlært carbon vil altid reagere med Sn2 uanset solventet osv.? Det er kun ved sekundære carbonatomer man tager hensyn til solventet?

Til aller sidst:

"Dette skyldes, at jo stærkere base i et aprotisk solvent (som jo ikke kan lave hydrogenbindinger) des stærkere nukleofil får man"

Hvad mener du egentlig med base? Jeg har jo ikke nogle baser..

Jeg vil gerne sige tusind tak:)

#9.

Sterisk hindring er blot når "store grupper" sidder i vejen, så udefrakommende nukleofiler ikke har nok plads til at angribe det centrale carbon. Fx er det sværere for en nukleofil at "trænge" ind til et carbonatom med fire alkylsidekæder end et carbonatom hvor sidekæderne er erstattet af hydrogenatomer. Læs mere her.

Jeg har taget forbehold for enkelte afvigelser og har således ikke formuleret mig helt tydeligt:

Ja(!), primære alkylhalider vil altid reagere som S_N2 uanset solvent. Og ja(!), tertiære alkylhalider vil altid reagere som S_N1 uanset solvent. Det er kun sekundære alkylhalider hvis mekanisme påvirkes af solventen.

Det med basen er lidt mere generelt. Den nukleofile agerer jo egentligt som en base (i dette tilfælde vand). Vands nukleofilicitet øges når det foregår i en aprotisk solvent, hvor vandet ikke har mulighed for at danne hydrogenbindinger med eksterne molekyler (dvs. solventens molekyler).

Hej Darwin

Tak tak og atter tak!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Du har været mig en stor hjælp! Har blot det SIDSTE spørgsmål (promise):

Kan en sn2 have et hurtigt og langsomt trin, eller gælder dette kun for sn1 reaktioner?

#11.

Det er kun S_N1 reaktioner der har et hurtigt og et langsomt (=hastighedsbestemmende) trin. S_N2 reaktioner har som bekendt kun ét trin (om dette trin så er hurtigt eller langsomt afhænger af koncentrationerne og hastighedskonstanten).

Okay, den er jeg med på!! Men hvis man nu har 2-brombutan der kører efter en Sn2, er det så korrekt, at skrive reaktionen op således:

CH₃CH₂CHBrCH₃ + H2O → CH₃CH₂OH₂⁺CH₃ + Br - → CH₃CH₂OHCH₃ + Br- + H+

Eller siger man bare direkte:

CH3CH2CHBrCH3 + H2O→ CH3CH2OHCH3 + Br- + H+

Endnu engang tak:)

#13.

Hvis 2-brombutan køres som S_N2 så vil der ikke være et carbokationintermediat.

Hvis mekanismen er S_N2 kan du skrive noget i stil med:

CH₃CHBrCH₂CH₃ + H₂O <-> CH₃CHOHCH₂CH₃ + Br^- + H^-

Hvis mekanismen er S_N1 kan du skrive noget i stil med:

CH₃CHBrCH₂CH₃ <-> CH₃CH⁺CH₂CH₃ + Br^-

...og herefter:

CH₃CH⁺CH₂CH₃ + H₂O  <-> CH₃CHOHCH₂CH₃ + H⁺

Jeg har vedlagt et par mekanismer for 2-brombutan via henholdsvis S_N2 og S_N1. Bemærk at man ved opskrivning af mekanismen for hydrolyse ofte benytter sig af OH^-, som kommer fra vands autoprotolyse. Dette skyldes, at vand (-O⁺H₂) i praksis er for god en leaving gruppe i forhold til halegonider. Pilene indikerer elektronoverførsel.

NB. Der ses bort fra stereokemi.