Page 292 - ตำราเคมีอินทรีย์ [Jadsada Ratniyom]

264 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)

6.6 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการแทนที่ของนิวคลีโอไฟล์
(Mechanisms for Nucleophilic Substitution)
ในหัวข้อก่อนหน้านี้ได้กล่าวเกี่ยวกับปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ไปคร่าว ๆ โดย

เกี่ยวกับการสลายตัวของพันธะซิกมา C—X ของอัลคิลเฮไลด์ และมีการสร้างพันธะซิกมาระหว่าง
ั
C—Nu ขึ้นมาใหม่ แต่เราจะทราบได้อย่างไรว่าอะไรเกิดขึ้นก่อนกัน ระหว่างการสลายตัวของพนธะซิก
มา C—X หรือการสร้างพันธะซิกมาระหว่าง C—Nu สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นพร้อมกันหรือไม่ หรือเกิดทีละ

ขั้นตอน ในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงกลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ว่ามีกี่
ประเภทและแต่ละประเภทแตกต่างกันอย่างไร โดยกลไกในการเกิดปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอ-
ไฟล์มีกลไกที่เป็นไปได้สองกลไก คือ
1) SN2 mechanism (bimolecular nucleophilic substitution)

2) SN1 mechanism (unimolecular nucleophilic substitution)

6.6.1 กลไกแบบ SN2

(SN2 mechanism)
SN2 ย่อมาจาก bimolecular nucleophilic substitution ในการศึกษาอตราเร็วของ
ั
ปฏิกิริยาระหว่าง iodomethane กับ NaOH พบว่าอัตราเร็วของปฏิกิริยาขึ้นกับความเข้มข้นของสาร
ตั้งต้นทั้งสอง จากความรู้ในเรื่องจลนพลศาสตร์ การที่อัตราเร็วของปฏิกิริยาขึ้นกับความเข้มข้นของ
สารตั้งต้นทั้งสอง จะหมายความว่าปฏิกิริยานี้เป็น ปฏิกิริยาอันดับ 2 (second order)

SN2 rate = k[RX][Nu: ]
–
นั่นหมายความว่ากลไกของปฏิกิริยานี้การสลายพันธะซิกมา C-X และการสร้างพันธะใหม่ Nu-OH
–
เกิดขนพร้อมกัน ในการอธิบายกลไกแบบ SN2 จะใช้ปฏิกิริยาระหว่าง CH3I และ OH เป็นตัวอย่างใน
ึ้
การอธิบายกลไกนี้

กลไกแบบ SN2 นี้ จะเกิดแบบ concerted mechanism กล่าวคือ เมื่อนิวคลีโอไฟล์
-
(OH) เข้าชนกับอิเล็กโทรไฟล์ (CH3I) แล้ว จะเกิดการสลายพันธะและสร้าง เลข 1 และ 2 ใน SN1
พันธะขึ้นพร้อมกัน ดังนั้นอัตราเร็วของการเกิดปฏิกิริยาผ่านกลไกแบบ SN2 นี้ และ SN2 แสดงอันดับ
–
จะขึ้นกับความเข้มข้นของนิวคลีโอไฟล์ [Nu: ] และ ความเข้มข้นของอิเล็ก ปฏิกิริยา
โทรไฟล์ [RX] อัตราเร็วของกลไกแบบ SN2 จึงเป็นปฏิกิริยาอับดับสองดัง
แสดง