語彙
| English | 意味 |
|---|---|
| elimination/ɪˌlɪmɪˈneɪʃn/ | 消去 |
| transition state/trænˈsɪʃn steɪt/ | 遷移状態 |
| carbocation/ˌkɑːbəˈkeɪʃn/ | カルボカチオン |
| bond energy/bɒnd ˈenədʒi/ | 結合エネルギー |
脱離反応とSN1/SN2機構
- 同じハロゲン化アルカンは置換または脱離の両方を行うことができる。
- 求核置換は2つの機構のいずれかに従う。
- C–X結合の強さが反応性を決める。
実践
SN1反応はカルボカチオン中間体を介して進行する。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
SN2は一歩の協同反応である。
置換と脱離
- $\text{NaOH}$ in 水 → 求核置換反応 → アルコール。
- $\text{NaOH}$ 中でのエタノール、加熱 → 脱離 → アルケン：
$$\text{C}_2\text{H}_5\text{Br} + \text{NaOH} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_4 + \text{NaBr} + \text{H}_2\text{O}$$
SN2は遷移状態を介して1段階で行われ、SN1はカルボカチオンを介して2段階で行われる
探索
SN2机理，逐步解析
通过求核置换反应进行解析。亲核试剂从背面进攻，同时卤离子离去——整个过程一步完成，分子构型发生翻转。
実践
卤代烷与溶于乙醇的NaOH共热得到：
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
乙醇中的NaOH加热有利于消除HX生成烯烃；水中的NaOH有利于取代反应。
実践
各反応機構と説明を対応させよ。
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
各項目は用語を正しい意味と結びつける。
SN1とSN2
- SN2：1段階——求核剤が攻撃する際、ハロゲンが離脱し、混雑した遷移状態を通過する。速度は両方の反応物に依存する。
- SN1：2段階——まずC–X結合が切断されてカルボカチオンとなり、次に求核剤が攻撃する。速度はハロゲン化アルカンのみに依存する。
- 第一級 → 主にSN2；第三級 → 主にSN1（カルボカチオンが十分に安定化されているため）；第二級は両方を用いる。
C-X結合が弱いほどハロゲン化アルカンの反応は速い
実践
SN1机理：
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
SN1: C–X結合が先に切断されてカルボニウムイオンとなり、その後求核試薬が攻撃する；tertiaryハロゲン化アルカンはこれに適応する。
実践
SN2反応機構：
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
SN2は単一の協奏過程であり、primaryハロゲン化アルカンはこれに適応し、その速度は両者の濃度に依存する。
反応性とC–X結合
- 反応性は**C–X結合の強さ（結合エネルギー）**に依存する。
- C–Iが最も弱い →ヨウ素アルカンは最も速く反応し、C–Clが最も強い →塩素アルカンは最も遅い。
実践
どのハロゲンアルカンが最も速く反応するか？
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
C–X結合が弱いほど反応は速いため、C–I（最弱）が最も速く、C–Clが最も遅い。
理解できましたか
Key idea
- NaOHを水中に入れる→置換反応（アルコール生成）；NaOHをエタノール中に入れ加熱→脱離反応（アルケン生成）
- SN2 = 1段階、速度は両者に依存；SN1 = カルボニウムイオンを介する2段階、速度はハロゲン化アルカンのみで決まる
- 一次→ SN2、三次→ SN1；ヨウ素アルカンは最も速く反応する（C–X結合が最も弱いため）