Nukleofil
Nukleofili su molekule ili funkcijske grupe koje imaju višak elektrona i u odgovarajućim uvjetima imaju sklonost da budu donori elektrona drugom atomu.
Nukleofili su sve baze, kao i molekule koji ne ispoljavaju nikakve bazne osobine već imaju samo „obični“ višak elektrona. Pojam nukleofil je širi od pojma baza.
Za razliku od baza, koje se mogu rangirati prema „jačini“, nukleofili se dijele na tvrde i mehke.
Tvrdi nukleofili su male molekule, sa veoma koncentriranim „centrom nukleofilstva“ - tj. sa jednim konkrektnim mjestom u molekuli koje ima višak elektrona. Primjeri tvrdih nukleofila su: OH-, F-, NH3.
Mehki nukleofili su, nasuprot tome, velika molekule, sa širokim „centrom nukleofilstva“ - to jest sa nedostatkom jednog konkrektnog mjesta u molekuli koje ima višak elektrona. Primjeri mekih molekula su: I-, CN-, benzen C6H6.
Nukleofilnost
[uredi | uredi izvor]Nukleofilnosti je snaga nukleofilnih oblika. To je koncept hemijske kinetike, kojim se upoređuje mjerenje konstantne stope. Uticaj nukleofilnosti na opterećenje, zavisi od baznosti, polarizabilnosti i prostornih prepreka nukleofila i prirode rastvarača. Intuitivno, općenito, nukleofilnost se povećava sa negativnim nabojem, polarizabilnosti i baznosti i smanjenim prostornim preprekama, a smanjuje s povećanjem rastvorljivosti (najbolji je polarni deprotonizirani rastvarač).[1] [2] [3]
Neki primjeri su –
- Efekt opterećenja:
- HO-H2O;
- NH2-NH3
- Efekt baznosti:
- NH3 > H2O;
- NH2- > HO-;
- CH3S- > Cl-
Vidljivo je da u ovim primjerima da se nukleofilnosti smanjuje na desnoj strani periodnog sistema.
- Utjecaj polarizabilnosti i rastvarača:
- I- > Br- > Cl-
Anion jodida sa gomila u "elektronski oblak" koji je više polariziran. Hloridni anion je bolje rastvorljiv od otapala.
- Efekat polarizabilnosti i veličine nukleofilnih atoma, jasno se uočavaju u neutralnim vrstama, gdje učinak rastvaralča nije toliko važan kao u teškim opterećenjima:
- PH3 > NH3; H2Se > H2S > H2O
Ovaj primjer povećane nukleofilnosti slijedi niz periodnog sistema elemenata.
- Učinak prostornih prepreka:
- CH3O- > (CH3)3CO-
Reaktivacija
[uredi | uredi izvor]Supstitucija nukleofila
[uredi | uredi izvor]U ovim reakcijama atom ili grupa zamjenjuju podlogu nukleofila. Naprimjer, reakcija je IM sa hidroksidnim iono alkilhalida:
Adicija nukleofila
[uredi | uredi izvor]Nukleofil se dodaje na elektrofilne grupe. Naprimjer, reakcija Grignardovog reagensa u ketonima:
Primjeri
[uredi | uredi izvor]Nukleofili ugljika
[uredi | uredi izvor]Ugljični nukleofili su organometalni reagensi kao što su Grignardovi reagensi ili reagens organolitija. Oni su uglavnom ugljikovi anioni.
Nukleofili kisika
[uredi | uredi izvor]Kisikovi nukleofili su voda i alkoholi. Kada djeluju kao rastvarači u supstituciji nukleofila,proces se zove solvolizna reakcija (hidroliza i alkoholiza). Takcvi su njihovi anioni, kao što su hidroksid (–OH) i alkoksidne soli karboksilne kiseline.
Nukleofili dušika
[uredi | uredi izvor]Nukleofili dušika su amonijak (NH3) i amini.
Nukleofili sumpora
[uredi | uredi izvor]U ovu kategoriju spadaju vodikov sulfidni anion (HS–), tioli (R-SH), tiolati (R-S–) i sulfidi (R-S-R).
Primjeri nukleofila i elektrofila
[uredi | uredi izvor]| Tip | Nukleofili | Elektrofili |
| Ioni | Anioni : ugljika, halogena, HO−, RO−, HS−, RS−, CN− | Kationi : ugljika, H+, Br+, Al3+ |
| Molekule | Sa dvostrukim neobavezujućim NH 3, aminom, ROH, RSH, H 2O |
Sa slobodnim elektronima BF3, AlCl3 |
| Sa lijazonima π koji ispoljavaji povećanu gustinu elektrona | Lahko se disociraju heterolitskim: dihalogeni. |
Također pogledajte
[uredi | uredi izvor]Reference
[uredi | uredi izvor]- ^ Voet D., Voet J. G. Biochemistry, 3rd Ed.[publisher= Wiley. ISBN 978-0-471-19350-0.
- ^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Eds. (2005). Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB) Sarajevo. ISBN 9958-9344-1-8.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Kapur Pojskić L. (2014). Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo. ISBN 978-9958-9344-8-3.
Vanjski linkovi
[uredi | uredi izvor]