المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
القيمة الغذائية للثوم Garlic
2024-11-20
العيوب الفسيولوجية التي تصيب الثوم
2024-11-20
التربة المناسبة لزراعة الثوم
2024-11-20
البنجر (الشوندر) Garden Beet (من الزراعة الى الحصاد)
2024-11-20
الصحافة العسكرية ووظائفها
2024-11-19
الصحافة العسكرية
2024-11-19

نمو الأراضي الزراعية العضوية حول العالم
2024-06-11
تمارين صوتية- التمرين الثالث
12-11-2020
جعفر بن أبي الحسن شرف الدين.
20-7-2016
علماء يكتشفون أكثر النجوم سطوعاً
22-10-2016
موجد الحوادث متكلم أم لا؟
11-1-2023
بعث علي (عليه السلام) إلى اليمن
19-10-2015

Substitution and Elimination  
  
992   10:42 صباحاً   date: 28-7-2018
Author : Charge DistributionWilliam Reusch
Book or Source : Virtual Textbook of Organic Chemistry
Page and Part : ............

Substitution and Elimination

The characteristics noted above lead us to anticipate certain types of reactions that are likely to occur with alkyl halides. In describing these, it is useful to designate the halogen-bearing carbon as alpha and the carbon atom(s) adjacent to it as beta, as noted in the first four equations shown below. Replacement or substitution of the halogen on the α-carbon (colored maroon) by a nucleophilic reagent is a commonly observed reaction, as shown in equations 1, 2, 5, 6 & 7 below. Also, since the electrophilic character introduced by the halogen extends to the β-carbons, and since nucleophiles are also bases, the possibility of base induced H-X elimination must also be considered, as illustrated by equation 3. Finally, there are some combinations of alkyl halides and nucleophiles that fail to show any reaction over a 24 hour period, such as the example in equation 4. For consistency, alkyl bromides have been used in these examples. Similar reactions occur when alkyl chlorides or iodides are used, but the speed of the reactions and the exact distribution of products will change.

In order to understand why some combinations of alkyl halides and nucleophiles give a substitution reaction, whereas other combinations give elimination, and still others give no observable reaction, we must investigate systematically the way in which changes in reaction variables perturb the course of the reaction. The following general equation summarizes the factors that will be important in such an investigation.

One conclusion, relating the structure of the R-group to possible products, should be immediately obvious. If R- has no beta-hydrogens an elimination reaction is not possible, unless a structural rearrangement occurs first. The first four halides shown on the left below do not give elimination reactions on treatment with base, because they have no β-hydrogens. The two halides on the right do not normally undergo such reactions because the potential elimination products have highly strained double or triple bonds.
It is also worth noting that sp2 hybridized C–X compounds, such as the three on the right, do not normally undergo nucleophilic substitution reactions, unless other functional groups perturb the double bond(s).

Using the general reaction shown above as our reference, we can identify the following variables and observables.

Variables

R   change α-carbon from 1º to 2º to 3º
    if the α-carbon is a chiral center, set as (R) or (S)
X   change from Cl to Br to I (F is relatively unreactive)
Nu:   change from anion to neutral; change basicity; change polarizability
Solvent   polar vs. non-polar; protic vs. non-protic

Observables

Products   substitution, elimination, no reaction.
Stereospecificity   if the α-carbon is a chiral center what happens to its configuration?
Reaction Rate   measure as a function of reactant concentration.

When several reaction variables may be changed, it is important to isolate the effects of each during the course of study. In other words: only one variable should be changed at a time, the others being held as constant as possible. For example, we can examine the effect of changing the halogen substituent from Cl to Br to I, using ethyl as a common R–group, cyanide anion as a common nucleophile, and ethanol as a common solvent. We would find a common substitution product, C2H5–CN, in all cases, but the speed or rate of the reaction would increase in the order: Cl < Br < I. This reactivity order reflects both the strength of the C–X bond, and the stability of X(–) as a leaving group, and leads to the general conclusion that alkyl iodides are the most reactive members of this functional class.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .