в нітрит-іоні та атомом Карбону в ціанід-іоні.
У реакціях, які йдуть за механізмом SN1, утворений проміжний карбокатіон активніше взаємодіє з реакційним центром з вищою електронною густиною, а саме атомом Оксигену в нітрит-іоні та атомом Нітрогену в ціанід-іоні. Досить часто заміщення в галогеналканах здійснюється паралельно за механізмами SN2 і SN1.
Галогеналкани вступають у численні реакції нуклеофільного заміщення (SN).
Гідроліз галогеналканів.Галогеналкани при гідролізі утворюють спирти. Реакція з водою відбувається повільно і є оборотною:
кислота, оцтова кислота, сприяють іонізації галогеналкану і добре сольватують карбокаті-они та аніони, що утворюються, підвищуючи їх стійкість. ці розчинники прискорюють реакції, які проходять за механізмом SN1.
Таким чином, на підставі вищевикладе-ного можна зробити висновок, що первинні галогеналкани зазвичай реагують за механізмом SN2, третинні — за механізмом SN1. Вторинні галогеналкани, залежно від природи нуклеофілу і розчинника, можуть реагувати як за механізмом SN2, так і за механізмом SN1.
Сильні нуклеофільні реагенти і апротон-ні полярні розчинники (нітробензен, диме-тилформамід, ацетонітрил тощо) сприяють перебігу реакції за механізмом SN2, а протонні полярні розчинники (вода, метиловий спирт, етиловий спирт, мурашина кислота, оцтова кислота тощо), які мають високу сольватуючу здатність, сприяють взаємодії за механізмом SN1.
Деякі нуклеофільні реагенти містять аніони, що мають у своєму складі два і більше ну-клеофільнихцентри: нітрит-іон [:O 8N^0] , ціанід-іон [:С^К]~ тощо. Такі іони виявляють двояку реакційну здатність і називаються амбідентними.
У реакціях, які проходять за механізмом SN2, амбідентні іони атакують електрофіль-ний реагент реакційним центром з більшою нуклеофільністю, тобто атомом Нітрогену
Александер Вільям ВІЛЬЯМСОН (1824-1904)
Англійський хімік-органік. Навчався в Х. Г. Гмеліна (з 1840 ) і Ю. Лібіха (з 1844).
Основні наукові праці присвячені дослідженню реакцій одержання ете-рів. Довів (1851), що етери утворюються в результаті міжмолекулярної дегідратації спиртів. Розробив спосіб одержання етерів, який ґрунтується на взаємодії алкілгалогенідів з алкоголятами і фенолятами (синтез Віль-ямсона). Уперше синтезував (1851) змішані етери. Запропонував (1852) спосіб одержання кетонів нагріванням змішаних солей різних кислот. Президент Лондонського хімічного товариства (1863, 1865, 1869—1871).
С2Н5—Вг + НОН
С2Н5—ОН + НВг
брометан етанол
Тому зазвичай гідроліз проводять у присутності водних розчинів лугів або карбонатів лужних металів:
С2Н5—Вг + МаОН —► С2Н5—ОН + КаВг
Взаємодія з алкоголятами і фенолятами (реакція Вільямсона). При дії на галогеналкани алкоголятів і фенолятів утворюються етери. Третинні галогеналкани утворюють алкени як побічні продукти:
Глава 18
Й
С2Н5-Вг
+ ШО—С2Н5
—► с2н5-о-с2н5
+
натрій етилат
діетиловий етер
С2Н5-Вг
+ ІЧаО—^~у
—► с2н5-о4^3
+
натрій фенолят
етилфеніловий естер
Реакція відкрита 1851 року англійським хіміком Александером Вільямом Віль-ямсоном і використовується як один з кращих методів добування етерів.
Взаємодія із солями карбонових кислот.При дії на галогеналкани солей карбонових кислот у середовищі апротонного полярного розчинника (диметилформамі-ду, диметилсульфоксиду) з високим виходом утворюються естери (за механізмом
С2Н5—Вг+
—С — СН3
натрій ацетат
С2Н5—О —С—СН3 +
о
етилацетат
Взаємодія з амоніаком, алкіл- і ариламінами.При взаємодії галогеналканів з надлишком амоніаку утворюється суміш первинних, вторинних і третинних амінів, а також солі четвертинних амонієвих основ (опис реакції див. на с. 282).
Утворення первинного аміну відбувається за схемою:
-*Ь» [ОД-ЙЩИ,- -з"*
с2н5—
->Ш4Вг
С2Н5— Вг
етиламоній бромід
Аналогічно реагують галогеналкани з алкіл- і ариламінами (див. с. 286, 292).
Взаємодія із солями ціанідної кислоти.Оскільки ціанід-іон є амбідентним нук-леофілом, при взаємодії галогеналканів із солями ціанідної кислоти утворюються нітрили або ізонітрили (ізоціаніди) залежно від умов проведення реакції.
Первинні і вторинні галогеналкани із солями лужних металів ціанідної кислоти (KCN, NaCN) у середовищі апротонного полярного розчинника з високим виходом утворюють нітрили (механізм SN2):
С2Н5—Вг+ NаСN—► С2Н5— С=М + ШВг
пропанонітрил
Основними продуктами реакції вторинних і третинних галогеналканів з ар-гентум ціанідом у середовищі протонного полярного розчинника є ізонітрили (ізоціаніди) (механізм SN1).
+
)
. СНз\,
СН—N=
;сн—вг + сн3 сн3
ізопропілізоціанід
Взаємодія із солями нітритної кислоти.Взаємодія галогеналканів із солями нітритної кислоти, що містять амбідентний нітрит-іон, відбувається залежно від умов проведення реакції з утворенням нітросполук або естерів нітритної кислоти.
Первинні і вторинні галогеналкани з натрій нітритом в умовах реакції утворюють переважно нітросполуки: