Language
Country/Area
No result found
Bạn có biết làm thế nào để các nguyên tử clo thoát khỏi vòng thơm không?
Trong hóa học hữu cơ, phản ứng thế thơm ái nhân (SNAr) là phản ứng thế đặc biệt trong đó tác nhân ái nhân thay thế nhóm rời tốt, chẳng hạn như halogen, trên vòng thơm. Mặc dù các vòng thơm thường hoạt động giống như các chất ái nhân, nhưng trong một số trường hợp nhất định, chúng có thể tham gia vào các phản ứng thế ái nhân. Trên thực tế, các olefin ái nhân thông thường cũng có thể trải qua phản ứng thế liên hợp dưới ảnh hưởng của các nhóm thế hút electron, và các vòng thơm cũng có thể biểu hiện tính ái điện tử dưới ảnh hưởng của các nhóm thế cụ thể.
Phản ứng thế thơm ái nhân khác ở chỗ nó xảy ra ở nguyên tử cacbon tam diện chứ không phải ở nguyên tử cacbon tứ diện.
Cơ chế của phản ứng thế nucleophin thơm khác với phản ứng SN2 nói chung vì nguyên tử cacbon bị tấn công nucleophin trong vòng thơm được lai hóa sp2. Điều này có nghĩa là chất ái nhân phải tấn công từ phía sau, điều này không dễ thực hiện ở các phân tử có vòng benzen vì sự cản trở không gian của vòng benzen khiến quá trình này trở nên khó khăn. Tình hình cũng ảm đạm tương tự đối với cơ chế SN1, trừ khi nhóm rời đi là một nhóm rất tốt, thường liên quan đến sự hình thành cation thơm, về mặt hóa học rất bất lợi.
Cơ chế thay thế thơm ái nhân
Các vòng thơm có thể trải qua phản ứng thế nucleophin thông qua nhiều con đường khác nhau, bao gồm cơ chế SNAr (thêm-loại bỏ), cơ chế SN1, cơ chế benzyne, cơ chế SRN1 gốc tự do, cơ chế ANRORC và phản ứng thế nucleophin thay thế. Trong số đó, cơ chế SNAr là cơ chế quan trọng nhất. Các nhóm hút electron có thể kích hoạt hiệu quả các vòng thơm, khiến chúng dễ bị tấn công bởi chất ái nhân hơn. Ví dụ, khi nhóm nitro nằm ở vị trí ortho hoặc para so với nhóm halogen rời, cơ chế SNAr xảy ra thuận lợi hơn.
Trong phản ứng SNAr, sự có mặt của nhóm nitro giúp ổn định phức hợp Meisenheimer được tạo ra khi tác nhân nucleophile hydroxyl tấn công hợp chất thơm.
Lấy phản ứng thế thơm ái nhân của 2,4-dinitrochlorobenzene trong dung dịch kiềm của nước làm ví dụ, nhóm nitro, với tư cách là chất hoạt hóa của phản ứng thế ái nhân, có thể ổn định phản ứng thế thơm được hình thành do sự tấn công của hydroxide. Meisenheimer Tổ hợp. Sự hình thành phức hợp này tương đối chậm vì việc mất đi tính thơm làm tăng năng lượng. Tuy nhiên, khi clo mất đi và hương thơm được phục hồi, quá trình này diễn ra nhanh chóng. Theo thời gian, phản ứng cuối cùng sẽ đạt đến trạng thái cân bằng hóa học, tạo điều kiện cho sự hình thành 2,4-dinitrophenol.
Ví dụ phổ biến về phản ứng thế thơm Nucleophilic
Phản ứng thế thơm ái nhân không chỉ giới hạn ở các hợp chất benzen; các hợp chất thơm dị vòng như pyridine thậm chí có thể phản ứng mạnh hơn trong một số trường hợp. Ví dụ, pyridine đặc biệt phản ứng trong các phản ứng thế ở vị trí ortho hoặc para của vòng thơm vì điện tích âm thực sự bị dịch chuyển tại nguyên tử nitơ. Trong số đó, phản ứng Chichibabin là một ví dụ điển hình về phản ứng của natri amit và pyridin để tạo thành 2-aminopyridin.
Phản ứng thế thơm ái nhân cũng đang phát triển. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng phức hợp Meisenheimer không chỉ là chất trung gian trong một số trường hợp mà còn có thể là trạng thái chuyển tiếp của "quy trình SN2 đầu cuối", làm thay đổi hiểu biết trước đây về Hiểu biết về cơ chế phản ứng.
Mặc dù liên kết C-F của florua rất bền nhưng flo là nhóm tách lý tưởng trong phản ứng SNAr do độ âm điện cực cao của nó.
Nghiên cứu về phản ứng thế thơm ái nhân tiếp tục mang lại những hiểu biết mới và với sự ra đời của các chất xúc tác mới, những phản ứng này thậm chí có thể được sử dụng cho tổng hợp không đối xứng. Kể từ khi được báo cáo lần đầu tiên vào năm 2005, phản ứng này đã dần chứng minh được tiềm năng của nó trong việc tổng hợp các phân tử quang học.
Liệu kiến thức cơ bản này có thể cải thiện sự hiểu biết và ứng dụng của chúng ta về hóa học vòng thơm không?
