İkame reaksiyonu

Bir ikame reaksiyonu , bir kimyasal bileşiğin bir atomu veya atom grubunun ( fonksiyonel grup ), başka bir atom veya atom grubu (ikame edici) ile değiştirildiği organik bir reaksiyondur .

Bu makale organik kimyadaki ikame reaksiyonlarına odaklanmaktadır . Ancak bu kavramı genişletebiliriz:

• bir kompleks içindeki merkez atom üzerindeki ligandların değişimi ;
• ikame ile titrasyon reaksiyonlarına
• aynı atom numarasına, ancak farklı kütleye sahip bir çekirdek tarafından bir atom çekirdeğinin değişimine.

Genel Mekanizma

İkame reaksiyonları başlangıçta iki türü içerir: ikame edici ve ikame edilecek molekül, reaksiyondan doğrudan etkilenmeyecek bir kısımdan oluşan (bazı durumlarda, göreceli konfigürasyondaki bir değişiklik hariç) ve bir ayrılma molekülün geri kalanından ayrılacak olan grup (GP).

Ssenbstbentsen-dedeğilt+R-GP⇌ Ssenbstbentsen-dedeğilt-R+GP{\ displaystyle \ mathrm {İkame + R {-} GP \ rightleftharpoons \ {İkame {-} R} + GP}}

Reaksiyon düzeyinde, bir ikame gerçekleştirmek için iki sınırlayıcı mekanizma vardır:

• iki aşamalı bir mekanizma. Birincisi, ayrılan grubun ayrılması, bir monomoleküler reaksiyon ve kinetik olarak sınırlayıcı bir adımdır; ikincisi, ikame edicinin molekülün geri kalanı üzerindeki saldırısıdır. Bu tür ikame , S N1 kısaltması ile gösterilen monomoleküler nükleofilik ikame gibi "monomoleküler" olarak nitelendirilecektir ;
• ikame edicinin saldırısının ayrılan grubun ayrılmasıyla eşzamanlı olduğu tek adımlı bir mekanizma. Bu tek adım iki molekülü içerir, bu nedenle bimolekülerdir ve bu mekanizma üzerinde çalışan ikameler , kısaltması S N2 ile gösterilen bimoleküler nükleofilik ikame gibi "bimoleküler" olarak adlandırılacaktır .

İkame niteliği

İkame reaksiyonları, ilk ürüne saldıran ikame edicinin doğasına göre ilk olarak sınıflandırılır ve bu doğaya göre nitelendirilir:

• içerisinde elektrofilik ikameler , ikame bir olan bir elektrofil , örneğin zayıf elektron ve (örneğin, serbest çiftleri, çoklu bağa, içeren bileşikler elektron açısından zengin bileşiklerle çeken alkenler , alkinler , aromatik bileşikler , anyonları ...);
• içinde , nükleofilik sübstitüsyonlar , ikame a, bir nükleofil elektron açısından zengin ve karbon gibi daha elektronegatif atoma bağlanmış olan elektron açığı (alkan veya yer değiştirmiş aromatik bir bileşikte bileşiklere çeken, yani halojenürler , karbonil bileşiği , katyonlar .. .);
• içerisinde radikal ikameler , ikame a, serbest radikal .

Nükleofilik ikame

Dolayısıyla bir nükleofilik ikame, ikame edicinin bir nükleofil, yani elektron bakımından zengin bir atom veya molekül olduğu bir ikamedir. Bu tür ikame, farklı bileşik türlerinde gerçekleşebilir:

• Bir ilgili doymamış alifatik bileşik , bir sonra alifatik nükleofilik ikame bahseder veya daha da basit bir nükleofilik ikame. Bu reaksiyon iki sınır mekanizmaları, monomoleküler nükleofilik ikamesi (SN sahiptir 1 ) ve bimoleküler nükleofilik ikamesi (SN 2 ). Birincisi, başlangıç ​​reaktantına göre ters konfigürasyonda (Walden ters çevirme) tek bir üründe olmak üzere, enantiyomerlerin bir karışımı ile sonuçlanır;
• Bir ilgili aromatik bileşik , bu denir aromatik nükleofilik ikame  ;
• bir karboksilik asit türevi ( ester , amid , asil halid , vb.) üzerinde bu, daha sonra nükleofilik asil ikamesi olarak adlandırılır .

Nükleofilik ikame reaksiyonları, benzer eliminasyon reaksiyonları ile rekabet etme eğilimindedir . İkincisini ilerletmek için reaksiyon koşullarının biraz "daha sert" olması (güçlü bir bazın varlığı, ısıtma) yeterlidir.

Elektrofilik ikame

Bu nedenle, bir elektrofilik ikame reaksiyonu, ikame edicinin bir elektrofil olduğu ikame reaksiyonudur. Bu tür ikame reaksiyonları esas olarak aromatik bileşiklerde meydana gelir, daha sonra aromatik elektrofilik ikameden söz edilir .

elektrofilik aromatik ikame

Arenler dışındaki doymamış bileşikler üzerindeki elektrofilik reaksiyonlar genellikle ikamelerden daha fazla elektrofilik eklemelere yol açar .

Radikal ikame

Bir radikal ikame, bir radikal içeren bir ikamedir . Örneğin Hunsdiecker reaksiyonundan bahsedilebilir .

Notlar ve referanslar

• (fr) Bu makale kısmen veya tamamen Wikipedia makalesinden alınmıştır İngilizce başlıklı “  Değişiklik reaksiyon  ” ( yazarların listesini görmek ) .
• (de) Bu makale kısmen veya tamamen Wikipedia makalesinden alınmıştır Alman başlıklı “  Substitutionsreaktion  ” ( yazarların listesini görmek ) .

1. H. Kaufmann, A. Hädener, Organic Chemistry Grundlagen (temel organik kimya), 10 inci  Baskı, Birkhauzer Verlag, 1996 ( ISBN  3-7643-5232-9 )
2. (in) "  ikame reaksiyonu  ," Kimyasal Terminoloji Özeti [ "  Altın Kitap  "], IUPAC 1997, çevrimiçi (2006-), sürüm düzeltilmiş 2 inci  ed.