求核置換反応の・・

質問

ＳＮ１反応とＳＮ２反応の反応機構の違いについて教えてください。まったく分からないのです。

あと、beilstein試験で　塩化t-ブチルをよく焼いた銅線につけて炎にいれ色を観る、という実験をしました。色のついた炎を出すためには　少量の塩化t-ブチルでいいとあったにも拘らず多めにつけないと反応してくれませんでした。これは理由があるのでしょうか？

回答No.3

noname#62864 · ベストアンサー

補足です。
Beilstein試験においては、あらかじめ銅線を焼いて酸化銅にしておきます。すなわち、ハロゲン化アルキルをつける前に、表面は黒っぽい酸化銅になっているはずです。
もしもそうなっていなくても、加熱中に空気で酸化されることもあるかもしれませんが。
反応式は以下の通りです。式の上ではイソブチレンが生じますが、これはおそらく燃えてしまうでしょうね。
2(CH3)3C-Cl + CuO → CuCl2 + H2O + 2(CH3)2C=CH2

ちなみに、酸化銅は不揮発性なので炎色反応を起こしませんが、ハロゲン化銅は加熱によって気化して炎色反応を起こします。

お礼

いつもありがとうございます。
たすかります。

回答No.2

noname#62864

SN1反応は「加溶媒分解条件」で起こる反応であり、中性に近い条件での反応です。すなわち、第三級ハロゲン化アルキルなどの基質を、アルコール、水、酢酸などの溶媒に溶かした時に起こる反応です。反応機構としては、第一段階としてカルボカチオンの形成、第二段階としてカルボカチオンへの溶媒分子の求核攻撃が起こります。第一段階が律速になりますので、反応速度は基質の濃度のみに依存する１次反応（１分子反応）で、ラセミ化が起こります。

SN2反応は５配位遷移状態を経由する二分子反応（二次反応）で、立体配置は反転します。

SN1とSN2を識別するには、反応条件で求核剤（あるいは塩基）をチェックします。すなわち、OH-やCH3O-などの強い塩基（あるいは強い求核剤）が存在すればSN2になり、それらが存在せず、H20やCH3OHなどの溶媒のみが存在する場合にはSN1（加溶媒分解）になります。基質による分類は必ずしも妥当ではありません。たとえば、第三級ハロゲン化アルキルにCH3O-を加えた時に起こるのはSN1ではなく、脱離反応(E2)です。

Beilstein試験（Bは大文字が妥当でしょう）は、酸化銅(II)とハロゲン化アルキルから生じたハロゲン化銅(II)の炎色反応です。したがって、ハロゲン化銅(II)が生じなければ観測されません。ハロゲン化アルキルの沸点が高い場合には加熱の過程でハロゲン化銅(II)が生じますが、低沸点の場合にはハロゲン化銅(II)が生じる前にハロゲン化アルキルが揮発してしまいBeilstein試験が陰性になることがあります。そういった事情で多めにつける必要があったのだと思います。

補足

ありがとうございます、SN反応はわかりました。

塩化t-ブチルと銅（焼いたから酸化銅？）から
塩化銅ができるのはわかるのですが酸化銅の酸素や
塩化t-ブチルから-Clのとれた物質はどうなってしまったのでしょうか？反応式を教えていただけませんか？

回答No.1

zoo123

ＳＮ１反応は
t-BuCl → t-Bu+ + Cl-
t-Bu+ + OH- → t-BuOH
のように２段階で進む反応で中間体を経由する。
１次反応に属する。光学活性化合物を使えばラセミ化がおこる。

ＳＮ２反応は
n-BuCl + OH- → n-BuOH + Cl-
のように１段階で進む反応で中間体を経由しない。
２次反応に属する。光学活性化合物を使えば立体反転がおこる。

beilstein試験と言うのは初めて聞いたのですが、
塩化t-ブチルと銅が反応して銅イオンになりそれが炎色反応を起こすのでしょうね。ですから、塩化t-ブチルをつけて時間をおいてから炎に入れるとよいのかもしれません。

お礼

ありがとうございます。