Эффект атакующего нуклеофила

На основании сказанного выше мы можем принять, что при отсутствии доминирующих стерических эффектов атака мягкого нуклеофила (хороший электронодонор) будет преимущественно направляться на атом углерода, в то время как жесткий нуклеофил (сильное основание) будет реагировать с протоном. Этот вывод, дает четкую путеводную нить для выбора правильного нуклеофила, чтобы получить любой из желаемых продуктов. Однако эта теория не является количественной и не позволяет установить, включает ли арсенал реагентов, которым мы располагаем, достаточно жесткий или мягкий реагент для осуществления желаемой реакции. [c.81]

Эффект атакующего нуклеофила [60] [c.19]

С-эффект в тех случаях, когда электрофил атакует бензольное ядро, и -С-эффект, когда атакует нуклеофил. Действие С-эффекта проявляется в переходном состоянии лимитирующей стадии реакции. Вместе с тем группа [c.464]

На реакционную способность атакующего нуклеофила влияют Также и пространственные эффекты 2,6-диметилпиперидин реагирует примерно в 10 раз медленнее, чем пиперидин [459]. [c.422]

Эти примеры указывают на большое значение вторичных стерических эффектов для исследуемого типа реакций [216]. Действительно, если электроноакцепторные заместители, делокализующие отрицательный заряд в основном по эффекту сопряжения, не могут занять в переходном комплексе плоскостное расположение вследствие помех со стороны других групп, то стабилизация анионного центра такими заместителями осуществляется значительно хуже, что и может привести к ориентации атаки нуклеофила, обратной ожидаемой. Естественно, вторичные пространственные эффекты не играют большой роли для групп, стабилизирующих анионный центр [c.149]

В отличие от этого некоторые нуклеофилы вначале, по-видимому, атакуют атом металла. Затем происходит внедрение олефина по связи металл — нуклеофил, что приводит к общему г/с-присоединению. В отсутствие необычных электронных эффектов атака (внедрение) происходит по менее замещенной стороне олефина. Реакции обоих типов обычно ограничиваются моно- и дизамещенными олефинами, поскольку олефины с большим числом заместителей координируются слабо и легко замещаются. Замещение олефина на нуклеофил как раз и является основной конкурирующей реакцией, особенно если нуклеофил представляет собой хороший лиганд [реакция (7.20)]. [c.398]

Считают, что в данном случае нуклеофил атакует о-положение как наиболее обедненное электронами (— / и — М-эффекты) Нуклеофильному замещению может подвергаться и нитрогруппа Однако в эту реакцию обычно вступают динитропроизводные, которые существенно более труднодоступны, чем конечные продукты реакции В связи с этим препаративного значения эти превращения, как правило, не имеют [c.177]

Причина, по которой механизм (82) дает ту же зависимость от pH, что и механизм (81), заключается в том, что эффекты уменьшения концентрации катиона имидазолия и увеличения концентрации сопряженного основания нуклеофила с увеличением pH взаимно уравновешиваются при высоких значениях pH, в то время как при низких значениях pH концентрация иона имидазолия постоянна, а концентрация сопряженного основания нуклеофила увеличивается, давая наблюдаемое увеличение скорости с увеличением pH. Заметим, что в обратном направлении механизм (81) включает атаку субстрата алко-ксидным ионом серина, облегчаемую общекислотным катализом катионом имидазолия отделения группы X. В соответствии с принципом микроскопической обратимости таким должен быть по схеме (81) механизм стадии ацилирования. Таким образом, если имидазол действует как катализатор удаления протона в одном направлении реакции, он должен почти во всех случаях действовать как катализатор передачи протона в другом направлении. [c.180]

Классический метод удаления фталильной группы — обработка гидразингид-ратом в воде или этаноле. Побочный продукт, гидразид, отделяется при осаждении. Гидразин— хороший нуклеофил (так называемый а-эффект), атакующий ангидридоподобную фталильную группировку в условиях, при которых не затрагиваются пептидные связи. Тем не менее при наличии эфирных связей существует опасность гидразинолиза. На другие защитные группы обработка гидразином не влияет. Обработка гидразином в гидроксилсодержащих растворителях может быть заменена обработкой фенилгидразином в других органических растворителях, причем в этом случае гидразид остается в растворе, а аминокислота выпадает в осадок. [c.74]

Поскольку и тетраэдрический механизм и механизм присоединения— отщепления начинаются одинаково, их обычно бывает трудно различить, и часто этого и не пытаются делать. Наиболее веским доказательством в пользу механизма присоединения — отщепления служит обнаружение перегруппировки (как в случае превращения 74 в 76), но, конечно, реакция все же может идти по этому механизму, даже если перегруппировка не обнаруживается. Доказательством [201] того, что в конкретных случаях действует тетраэдрический механизм или механизм присоединения — отщепления (а не SnI или Sn2, например), служит тот факт, что скорость реакции возрастает при замене уходящей группы с Вг на С или F (это называется эффектом элемента) [202]. Такой результат ясно показывает, что на лимитирующей стадии не нроисходит разрыва связи углерод — галоген (как это было бы в механизмах SnI и Sn2), так как фтор — самая плохая уходящая группа из всех галогенов как в SnI, так и в SN2-peaкцияx (разд. 10.12). В упомянутых выше реакциях фторидов скорость выше вследствие того, что более электроотрицательный характер атома фтора делает атом углерода связи С—F более положительным, и поэтому он легче подвергается атаке нуклеофила. Однако имеются указания на то, что в тетраэдрическом механизме для субстратов винильного типа лимитирующей может быть и вторая стадия [203]. [c.62]

Атака нуклеофила протекает тем легче, чем больше величина частичного положительного заряда на карбонильном атоме углерода. Существенное влияние на величину 5+ оказывают углеводородные радикалы и заместители в них. Поскольку алкильные радикалы проявляют +/-эффект, т. е. являются электронодонорами, то алифатические альдегиды практически всегда более активны в реакциях нуклеофильного присоединения, чем алифатические кетоны, имеющие два углеводородных радикала. Электроноакцеп1горные заместители усиливают электрофильность карбонильного атома углерода и, следовательно, повышают реакционную способность оксосоединения. Электронодонорные заместители, напротив, понижают ее. [c.236]

Первый вариант (1) представляет синхронное взаимодействие, в котором одновременно осуществляется разрыв одной связи и образование другой, причем направление атаки нуклеофила нернендикулярно плоскости двойной связи. Второй вариант (2) заключается в образовании более или менее устойчивого карбаниона, который отщепляет замещаемую группу. Третий вариант (3) состоит в промежуточном получении нейтрального продукта а,р-присоединения, в котором затем происходит отщепление. Выбор между этими тремя вариантами может быть сделан на основе изучения стереохимии продуктов реакции, эффекта элемента [276] и процесса изотопного обмена. В варианте (1) конфигурации исходного материала и продукта реакции должны быть связаны между собой в варианте (2) это явление может иметь место только для того особого случая, когда время существования промежуточно образующегося карбаниона слишком мало, чтобы в нем произошло изменение конфигурации перед последней стадией превращения в конечный продукт [260, 261]. Во всех других случаях [как для [c.308]

При определении скоростей 8к2-реакций пространственные эффекты играют особенно важную роль, и низкая скорость реакций третичных галогенидов наилучшим образом объясняется пространственными препятствиями, создаваемыми алкильными группами при а-углероде для приближения атакующего нуклеофила с тыльной стороны. Неопентилгалогениды весьма мало реакционноспособны в реакциях 8к2, и масштабные модели показывают, что это является результатом пространственных препятствий, создаваемых метильными группами при р-углероде. [c.269]

Литийарины КИб R = Li) селективно подвергаются атаке нуклеофила в орго-положение с образованием соединения (М7) [337J, Ориентация нуклеофильного присоединения к ари-ну зависит также от нуклеофильности реагента и стерических эффектов. Как и в других реакциях, чем активнее нуклеофил, тем "меньше избирательность его атаки. Стерические затруднения возникают из-за наличия заместителя в орто- или пери-, поло кении к тройной связи и проявляются тем сильнее, чем больше объем вступающего нуклеофила. Так, в 1,2-дегидронафталине атака в положение 1 затруднена наличием в пери-поло жении атома водорода, отчего при взаимодействии с объеми- стыми аминами, например диизопропиламином, остаток амина присоединяется только в положение 2. (Примеры нуклеофильного замещения но аринному механизму см. в разд. 8.1.1, [c.115]

Напротив, в реакциях 5к2 на реакционную способность реагента КХ пространственные эффекты алкильных групп оказывают противоположное влияние. В ряду этилгалогенид<изопро-пилгалогенид<7 рег-бутилгалогенид возрастает затруднение алкильными группами атаки нуклеофила на центральный атом углерода с обратной стороны связи С—X [схема (Г.2.7) ] и потому замедляется скорость реакции (см. табл. 36). [c.257]

Направление присоединения нуклеофилов к замещенным ари-нам зависит в основном от индукционного эффекта заместителя, так как вследствие ортогональности несвязывающих орбиталей тройной связи с я-орбиталями ароматической системы резонансный эффект в аринах не играет роли и проявляется только после присоединения нуклеофила. В 3-замещенных аринах (116), где заместитель находится вблизи тройной связи, электроноакцепторные группы, обладающие —/-эффектом, способствуют нуклеофильной атаке в лета-положение (119), а обладающие +/-эффектом, — в орго-положенпе (118). В 4-замещепных аринах (117) индукционный эффект сказывается слабее и направляет нуклеофильную атаку соответственно в пара-положение (120) и лега-положение (119). Так, при аминировании 3-замещенных аринов (116) в жидком аммиаке в присутствии амида калия соотношение ж-изомер/о-изо-мер в зависимости от заместителя К, составляет N85 15 Р 99 1 ОСНз 95 5 СНз 45 55 М(СНз)2 95 5 О- 15 85 НН-10 90 [102]. 3-Лптийарины [(116), К == Ы] селективно подвергаются атаке нуклеофила в о-положение (118) [103]. [c.82]

В случае заместителей с —/-эффектом дегидросвязь в 1-замещенных 3,4-дегидробензолах должна быть поляризована, как в (107) что будет благоприятствовать атаке нуклеофила в параположение. Действительно, полученное при такой реакции соотношение пара- и мета-изомерных продуктов значительно больше единицы. Напротив, аналогичная реакция при наличии заместителя с -(-/-эффектом, как это видно из (108), дает соотношение пара- и мета-продуктов меньше единицы. [c.181]

Однако не всегда изложенный выше подход согласуется с экспериментальными фактами. Он, папример, неприложим к случаям этиленовых систем, содержащих несколько объемистых заместителей у двойной связи, способных к делокализации соседнего анионного центра, главным образом за счет эффекта сопрян ения. Как показали Чень Цин-юнь, Гамбарян и Кнунянц [207], обратное ожидаемому направление атаки нуклеофила имеет место для гексафторизопропилиденмалонового эфира с аммиаком ( ( FiJjGHj 10- 1, АсНг(СООЕ). = 10-1 ). [c.148]

Если в положении, соседнем с атакующим атомом нуклеофила, находится атом, несущий одну или более неподеленных пар электронов, нуклеофильность возрастает. Примерами таких нуклеофилов являются НО2 , Ме2С = Н0 , ЫН2НН2 и т. д. Это называется а-эффектом [277]. Причины его проявления не вполне понятны предложено несколько возможных объяснений [278]. Первое из них состоит в том, что основное состояние нуклеофила дестабилизировано вследствие отталкивания между соседними парами электронов [278а], второе — в том, что дополнительная пара электронов стабилизирует переходное состояние [279], а, согласно третьему, соседняя электронная пара снижает степень сольватации нуклеофила. Доказательство в поддержку третьего объяснения состоит в том, что а-эффект не проявляется в реакции НО2 с метилформиатом в газовой фазе [280], хотя в растворе а-эффект НО2"" весьма велик. а-Эф- [c.79]

Нуклеофил в первую очередь будет атаковать тот атом углерода, у которого частичный положительный заряд больше, т е атом углерода метильной группы На втором электрофильном центре заряд 5+ будет несколько меньше за счет + /-эффекта соседней СН -груп-пы Поэтому в результате реакции образуется преимущественно иодметан, а не иодэтан [c.195]

В кислых условиях, по сравнению с основными, большая доля атаки в (45) приходится на Са, хотя во многих случаях было отмечено сохранение преимущественной атаки по Ср. Кинетические ис-следования [65] и рассмотрение соотношений продуктов [63] показывают, что в кислой среде реакция в основном протекает путем нуклеофильной атаки на протонированный оксиран. В переходных состояниях для атаки по Ср и Са [(47) и (48) соответственно] расщепление связи прогрессирует в большей степени, чем в (46), в результате чего атом углерода в реакционном центре частично приобретает характер карбениевого иона. Алкильная группа способна стабилизовать этот частичный положительный заряд в (48), однако оказывает небольшое влияние в случае (47). Следовательно, стерической невыгодности атаки по С противостоит индуктивный эффект метильной группы, понижающий энергию переходного состояния (48) по сравнению с (47). Можно ожидать, что увеличение нуклеофильности нуклеофила будет влиять на соотношение продуктов за счет преимущественной р-атаки, поскольку образование связи должно иметь большее значение для (47), чем для (48). Реакция (45) с галогенводородными кислотами поддерживает эту концепцию, а некоторые отклонения в соотношении продуктов можно объяснить, хотя бы частично, различиями в относительных размерах галогенид-ионов. [c.385]

Нуклеофильное замещение групп, связанных с атомом углерода в состоянии -гибридизации, в общем случае затруднительно. Исключение со-ставляют случаи, когда рассматриваемый атом находится под влиянием сильных отрицательных эффектов (—Е, —/), которые облегчают нуклеофил ьную атаку. Реакция протекает в два последовательных этапа атака, а затем отрыв (разд. 8.1.1.1). [c.253]

Первую реакцию можно рассматривать как 5ы2-реакцию, а вторую—как нуклеофильную атаку на контактную ионную пару. Переходное состояние второй, более полярной, реакции будет возникать при большем межмолекулярном расстоянии. Матричный элемент взаимодействия ВЗМО —НСМО будет Иметь заметное значение в первом случае (плотное переходное состояние) и будет способствовать предпочтительному образованию 2а, поскольку атом азота представляет собой центр высшей ВЗМО -электронной плотности. Наоборот, тот же матричный элемент будет небольшим из-за слабого пространственного перекрывания во втором случае (рыхлое переходное состояние). Поэтому электростатические эффекты будут способствовать предпочтительному образованию 16, поскольку атом кислорода (Ч ть цопр паибольпк го отрицательного заряда. Отсюда следует, что сдвиг от орбитального к зарядовому контролю будет происходить по мере ускорения реакции. В связи с этим наблюдали [138], что когда Ag+NO2 реагирует со склонным к 5ы2-реакции алкилгалогенидом, ВЗМО-электронная плотность нуклеофила определяет основной продукт реакции если в реакции участвует алкилгалогенид, склонный к Sn 1-процессу, определяющее действие оказывают кулоновские эффекты. [c.301]

В ряду Р <С С1 < Вг < I, причем не удалось обнаружить эффектов растворителя при проведении реакций СеНвСНгС в воде, метиловом и этиловом спиртах [130]. Эти результаты можно согласовать только с таким механизмом, в котором лимитирующей стадией является образование СбНэСНгС] -, причем заряд аниона в основном сосредоточен на атоме галогена. Поэтому довольно трудно установить аналогию между реакциями гидратированных электронов с алкилгалогенидами и процессами типа SNl и SN2 у насыщенного атома углерода [131]. Тем не менее между механизмами присоединения электронов к алкилгалогенидам и к замещенным ароматическим соединениям имеется сходство в том отношении, что в обоих случаях атака идет по центрам с наименьшей электронной плотностью. Поскольку атом галогена, связанный с углеродом, может играть роль электрофильного центра только при атаке сильным восстановителем, то гидратированный электрон при реакциях с алкилгалогенидами выступает не только как активный нуклеофил, но также и как активнейший восстановитель. В принципе можно использовать активность алкилгалогенидов в реакциях с гидратированными электронами как меру относительных восстановительных потенциалов этих соединений. Более высокую реакционную способность СбНзСНгС] по отношению к гидратированным электронам, чем следовало ожидать из соответствующих значений а , можно объяснить, как и в отмеченном выше случае, дополнительным взаимодействием электрона с ароматическим кольцом [130]. [c.139]

Кроме того, если нуклеофил обладает неподеленной электронной парой на атакующем атоме, то эти электроны в переходном состоянии будут перекрываться с ароматической п-системой, как это показано на схеме (106). Так как я-электронная плотность в пара- и мета-положении к заместителю под влиянием мезомер-ного эффекта заместителя меняется по-разному, то М-эффект может значительно изменять соотношение получаемых изомеров по сравнению с тем, которое мы ожидали получить на основании учета влияния только индуктивного эффекта заместителя. Эти предположения были подтверждены экспериментальными данными, полученными, например, при изучении присоединения амида калия к 3,4-дегидродиметиланилину [c.182]

Отношение скоростей зависит от поляризации дополнительной связи за рчет /-эффекта заместителя и его Ж-эффекта, меняющих распределение я-электронного облака в дегидросоединении и влияющих на перекрывание свободной электронной пары атакующего атома нуклеофила с л-системой 2 . Даже если не наблюдается конкуренции с Л -механизмом, то, тем не менее, кажется довольно затруднительным предсказать суммарный эффект от взаимодействия этих электронных факторов. [c.215]

Если заряженная группа, например карбоксилат-анион, находится в гидрофобной области активного центра фермента и поэтому плохо сольва-тирована, то ее нуклеофильная реакционная способность будет увеличенной. Однако соответственно с этим возрастает также и основность такой группы, поскольку дестабилизация аниона, обусловленная плохой сольватацией, должна способствовать любому процессу, который понижает заряд на анионе. Этот эффект объясняет, по-видимому, высокие значения рК (вплоть до 7 и более) для замаскированных карбоксильных групп в ферментах и других белках [73], и, хотя данный эффект способствует увеличению нуклеофиль-ности этих групп, соотношение нуклеофильностп и основности остается практически неизменным. Следовательно, на основании этого эффекта вряд ли дшжно ожидать больших ускорений, если только нуклеофил не защищен от протонирования под действием растворителя и в то же время сохраняет свободу для атаки субстрата. Это возможно в том случае, когда присоединение субстрата к ферменту вызывает конформационное изменение, в результате которого нуклеофил становится доступным и атакует субстрат в гидрофобной среде. Это может служить еще одним примером, когда силы связывания между ферментом и субстратом используются для продвижения системы вдоль координаты реакции, что облегчает каталитический процесс нри одновременном уменьшении наблюдаемой свободной энергии связывания (более подробно этот вопрос будет рассмотрен в гл. 5 в рамках теории индуцированного напряжения). В общем случае, когда увеличение скорости обусловлено изменением природы растворителя , окружающего субстрат в активном центре фермента, причиной этому всегда должно быть специфическое взаимодействие, использующее энергию связывания фермента с субстратом. Так, скорость реакции двух противоположно заряженных реагентов будет больше в гидрофобной среде активного центра фермента (по сравнению с реакцией в воде), поскольку в неполярном окружении заряженные реагенты дестабилизированы и в тоже время дестабилизация менее зарянч енного переходного состояния будет не столь значительной [схема (46)]. [c.83]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология