SN2 प्रतिक्रिया

एसN2 प्रतिक्रिया एक प्रकार की प्रतिक्रिया तंत्र है जो कार्बनिक रसायन विज्ञान में आम है। इस तंत्र में एक बंधन टूट जाता है और एक बंधन ठोस रूप में, यानी एक चरण में बन जाता है। नामN2 तंत्र के ह्यूजेस-इंगोल्ड प्रतीक को संदर्भित करता है: एसNइंगित करता है कि प्रतिक्रिया एक न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन है, और 2 कि यह एक द्वि-आणविक | द्वि-आणविक तंत्र के माध्यम से आगे बढ़ता है, जिसका अर्थ है कि प्रतिक्रिया करने वाली दोनों प्रजातियां दर-निर्धारण चरण में शामिल हैं। दर-निर्धारण चरण। अन्य प्रमुख प्रकार का न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन SN1 प्रतिक्रिया है|SN1, लेकिन कई अन्य अधिक विशिष्ट तंत्र प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं का वर्णन करते हैं।

एसN2 प्रतिक्रिया को अकार्बनिक रसायन विज्ञान के क्षेत्र में साहचर्य प्रतिस्थापन के एक एनालॉग के रूप में माना जा सकता है।

प्रतिक्रिया तंत्र
प्रतिक्रिया सबसे अधिक बार एक स्निग्ध कक्षीय संकरण | एसपी पर होती है3 कार्बन केंद्र जिसके साथ एक निद्युत, स्थिर छोड़ने वाला समूह जुड़ा हुआ है (अक्सर एक्स को चिह्नित किया जाता है), जो अक्सर एक halide  परमाणु होता है। सी-एक्स बंधन का टूटना और नए बंधन का गठन (अक्सर सी-वाई या सी-एनयू को चिह्नित किया जाता है) एक संक्रमण राज्य के माध्यम से एक साथ होता है जिसमें न्यूक्लियोफिलिक हमले के तहत कार्बन समन्वय संख्या होती है, और लगभग एसपी2 संकरित। न्यूक्लियोफाइल 180 डिग्री पर छोड़ने वाले समूह पर कार्बन पर हमला करता है, क्योंकि यह न्यूक्लियोफाइल की अकेली जोड़ी और सी-एक्स σ* एंटीबॉन्डिंग ऑर्बिटल के बीच सबसे अच्छा ओवरलैप प्रदान करता है। छोड़ने वाले समूह को फिर विपरीत दिशा में धकेल दिया जाता है और केंद्रीय परमाणु में टेट्राहेड्रल ज्यामिति के एक बिंदु में व्युत्क्रम के साथ उत्पाद का निर्माण होता है।

यदि न्यूक्लियोफिलिक हमले के तहत सब्सट्रेट चिरलिटी (रसायन विज्ञान) है, तो यह अक्सर आणविक विन्यास ( त्रिविम ) के व्युत्क्रम की ओर जाता है, जिसे वाल्डेन व्युत्क्रम कहा जाता है।

एस के एक उदाहरण मेंN2 प्रतिक्रिया, ब्रोमाइड का हमला|Br− (न्यूक्लियोफाइल) एथिल [[क्लोराइड]] (इलेक्ट्रोफाइल) पर एथिल ब्रोमाइड का परिणाम होता है, जिसमें क्लोराइड को छोड़ने वाले समूह के रूप में बाहर निकाला जाता है।
 * Sn2EtCl+bromide.png: यदि अणु जो एस से गुजर रहा हैN2 प्रतिक्रिया में एक स्टीरियोसेंटर है, तो यह संभव है कि उत्पाद का ऑप्टिकल घुमाव अभिकारक के ऑप्टिकल घुमाव से भिन्न होगा। एक उदाहरण में, 1-ब्रोमो-1-फ्लोरोइथेन एस से गुजर सकता हैN1-फ्लोरोएथेन-1-ओल बनाने के लिए 2 प्रतिक्रिया, न्यूक्लियोफाइल ओएच होने के साथ− समूह। इस मामले में, यदि अभिकारक लीवरोटेटरी है, तो उत्पाद डेक्सट्रोटोटरी होगा, और इसके विपरीत।
 * SN2 Mechanism with the change of Stereochemistry.pngएसN2 हमला तब होता है जब हमले का पिछला मार्ग सब्सट्रेट (जैव रसायन) (एथिल क्लोराइड ऊपर सब्सट्रेट होने के नाते) पर प्रतिस्थापन द्वारा स्टेरिक बाधा नहीं है। इसलिए, यह प्रतिक्रिया तंत्र आमतौर पर अबाधित कक्षीय संकरण केंद्रों पर होता है। यदि छोड़ने वाले समूह के पास सब्सट्रेट पर स्टेरिक भीड़ होती है, जैसे तृतीयक कार्बन केंद्र में, प्रतिस्थापन में एस शामिल होगाNएक एस के बजाय 1N2 तंत्र, (एक एसN1 इस मामले में भी अधिक होने की संभावना होगी क्योंकि एक पर्याप्त रूप से स्थिर कार्बोकेशन मध्यस्थ बन सकता है)।

प्रतिक्रिया की दर को प्रभावित करने वाले कारक
घटते महत्व के क्रम में प्रतिक्रिया की दर को प्रभावित करने वाले चार कारक हैं:

सब्सट्रेट
प्रतिक्रिया की दर निर्धारित करने में सब्सट्रेट सबसे महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि न्यूक्लियोफाइल सब्सट्रेट के पीछे से हमला करता है, इस प्रकार कार्बन-छोड़ने वाले समूह बंधन को तोड़ता है और कार्बन-न्यूक्लियोफाइल बंधन बनाता है। इसलिए, एस की दर को अधिकतम करने के लिएN2 प्रतिक्रिया, सब्सट्रेट के पीछे जितना संभव हो उतना निर्बाध होना चाहिए। कुल मिलाकर, इसका मतलब यह है कि मिथाइल और प्राथमिक सबस्ट्रेट्स सबसे तेजी से प्रतिक्रिया करते हैं, इसके बाद सेकेंडरी सबस्ट्रेट्स आते हैं। तृतीयक सबस्ट्रेट्स एस में भाग नहीं लेते हैंN2 प्रतिक्रियाएं, स्टेरिक प्रभाव के कारण। संरचनाएं जो छोड़ने वाले समूह के साधारण नुकसान से अत्यधिक स्थिर धनायन बना सकती हैं, उदाहरण के लिए, अनुनाद-स्थिर कार्बोकेशन के रूप में, विशेष रूप से एस के माध्यम से प्रतिक्रिया करने की संभावना हैNS के साथ प्रतियोगिता में 1 मार्गN2.

न्यूक्लियोफाइल
सब्सट्रेट की तरह, स्टेरिक बाधा न्यूक्लियोफाइल की ताकत को प्रभावित करती है। उदाहरण के लिए, मेथॉक्साइड आयन, एक मजबूत आधार और न्यूक्लियोफाइल दोनों है क्योंकि यह एक मिथाइल न्यूक्लियोफाइल है, और इस प्रकार यह बहुत अधिक निर्बाध है। दूसरी ओर, पोटेशियम टर्ट-ब्यूटोक्साइड | टर्ट-ब्यूटोक्साइड, एक मजबूत आधार है, लेकिन एक खराब न्यूक्लियोफाइल है, क्योंकि इसके तीन मिथाइल समूह कार्बन के दृष्टिकोण में बाधा डालते हैं। न्यूक्लियोफिलिक शक्ति चार्ज और वैद्युतीयऋणात्मकता से भी प्रभावित होती है: न्यूक्लियोफिलिसिटी बढ़ती नकारात्मक चार्ज और घटती इलेक्ट्रोनगेटिविटी के साथ बढ़ती है। उदाहरण के लिए, ओह− पानी से बेहतर न्यूक्लियोफाइल है, और I− ब्र की तुलना में बेहतर न्यूक्लियोफाइल है− (पोलर प्रोटिक सॉल्वैंट्स में)। एक ध्रुवीय एप्रोटिक विलायक में, न्यूक्लियोफिलिसिटी आवर्त सारणी के एक स्तंभ को बढ़ा देती है क्योंकि विलायक और न्यूक्लियोफाइल के बीच कोई हाइड्रोजन बंधन नहीं होता है; इस मामले में न्यूक्लियोफिलिसिटी बुनियादीता को दर्शाता है। मैं− इसलिए ब्र की तुलना में कमजोर न्यूक्लियोफाइल होगा− क्योंकि यह एक कमजोर आधार है। फैसला - एक मजबूत/आयनिक न्यूक्लियोफाइल हमेशा एस का पक्ष लेता हैNन्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन के 2 तरीके।

समूह छोड़ना
एक ऋणायन के रूप में छोड़ने वाले समूह की स्थिरता और कार्बन परमाणु के बंधन की ताकत दोनों ही प्रतिक्रिया की दर को प्रभावित करते हैं। छोड़ने वाले समूह का संयुग्म आधार जितना अधिक स्थिर होता है, उतनी ही अधिक संभावना होती है कि यह प्रतिक्रिया के दौरान अपने बंधन के दो इलेक्ट्रॉनों को कार्बन में ले जाएगा। इसलिए, कमजोर छोड़ने वाला समूह एक संयुग्मित आधार के रूप में होता है, और इस प्रकार इसका संगत एसिड जितना मजबूत होता है, छोड़ने वाला समूह उतना ही बेहतर होता है। अच्छे छोड़ने वाले समूहों के उदाहरण हैं, इसलिए हैलाइड्स (फ्लोराइड को छोड़कर, कार्बन परमाणु के मजबूत बंधन के कारण) और tosyl ेट, जबकि एच ओ- और एच2N− नहीं हैं।

विलायक
विलायक प्रतिक्रिया की दर को प्रभावित करता है क्योंकि सॉल्वैंट्स न्यूक्लियोफाइल को घेर सकते हैं या नहीं, इस प्रकार कार्बन परमाणु के दृष्टिकोण में बाधा या बाधा नहीं डाल सकते हैं। पोलर एप्रोटिक सॉल्वैंट्स, जैसे टेट्राहाइड्रोफ्यूरान, पोलर प्रोटिक सॉल्वैंट्स की तुलना में इस प्रतिक्रिया के लिए बेहतर सॉल्वैंट्स हैं क्योंकि पोलर प्रोटिक सॉल्वैंट्स न्यूक्लियोफाइल के लिए  हाइड्रोजन बंध  करेंगे, जो इसे छोड़ने वाले समूह के साथ कार्बन पर हमला करने से रोकते हैं। कम ढांकता हुआ निरंतर या एक बाधा वाले द्विध्रुवीय अंत के साथ एक ध्रुवीय एप्रोटिक विलायक एस का पक्ष लेगाNन्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया के 2 तरीके। उदाहरण: डाइमिथाइल सल्फ़ोक्साइड, डाइमिथाइलफोर्माइड, एसीटोन, आदि। समानांतर में, सॉल्वैंशन का भी न्यूक्लियोफाइल की आंतरिक शक्ति पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, जिसमें सॉल्वेंट और न्यूक्लियोफाइल के बीच मजबूत इंटरैक्शन, ध्रुवीय प्रोटिक सॉल्वैंट्स के लिए पाया जाता है, एक कमजोर न्यूक्लियोफाइल प्रस्तुत करता है। इसके विपरीत, ध्रुवीय एप्रोटिक सॉल्वैंट्स केवल न्यूक्लियोफाइल के साथ कमजोर रूप से बातचीत कर सकते हैं, और इस प्रकार, न्यूक्लियोफाइल की ताकत को कम करने में कुछ हद तक सक्षम हैं।

रिएक्शन कैनेटीक्स
एस की दरN2 प्रतिक्रिया दूसरे क्रम की प्रतिक्रिया है, क्योंकि दर-निर्धारण चरण न्यूक्लियोफाइल एकाग्रता पर निर्भर करता है, [ Nu- ] और साथ ही सब्सट्रेट की सघनता, [RX] ।
 * प्रतिक्रिया दर = k [RX][ Nu- ]

यह S के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर हैN1 और एसN2 तंत्र। एस मेंN1 प्रतिक्रिया दर-सीमित कदम खत्म होने के बाद न्यूक्लियोफाइल पर हमला करती है, जबकि एस मेंN2 न्यूक्लियोफिलिक बल छोड़ने वाले समूह को सीमित चरण में बंद कर देता है। दूसरे शब्दों में, एस की दरN1 प्रतिक्रियाएँ केवल सब्सट्रेट की सांद्रता पर निर्भर करती हैं जबकि SN2 प्रतिक्रिया दर सब्सट्रेट और न्यूक्लियोफाइल दोनों की एकाग्रता पर निर्भर करती है।

यह दिखाया गया है कि असामान्य (लेकिन पूर्वानुमेय मामलों) को छोड़कर प्राथमिक और द्वितीयक सबस्ट्रेट्स विशेष रूप से एस द्वारा जाते हैंN2 तंत्र जबकि तृतीयक सबस्ट्रेट्स एस के माध्यम से जाते हैंN1 प्रतिक्रिया। दो कारक हैं जो द्वितीयक कार्बन पर न्यूक्लियोफ़िलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं के तंत्र को निर्धारित करने में जटिल हैं:
 * 1) अध्ययन की गई कई प्रतिक्रियाएँ सॉल्वोलिसिस प्रतिक्रियाएँ हैं जहाँ एक विलायक अणु (अक्सर एक अल्कोहल) न्यूक्लियोफाइल होता है। जबकि अभी भी यांत्रिक रूप से एक दूसरे क्रम की प्रतिक्रिया है, प्रतिक्रिया काइनेटिक रूप से पहला क्रम है क्योंकि न्यूक्लियोफाइल-विलायक अणु की एकाग्रता, प्रतिक्रिया के दौरान प्रभावी रूप से स्थिर है। इस प्रकार की प्रतिक्रिया को अक्सर छद्म प्रथम क्रम प्रतिक्रिया कहा जाता है।
 * 2) प्रतिक्रियाओं में जहां छोड़ने वाला समूह भी एक अच्छा न्यूक्लियोफाइल (उदाहरण के लिए ब्रोमाइड) होता है, छोड़ने वाला समूह एस का प्रदर्शन कर सकता हैNएक सब्सट्रेट अणु पर 2 प्रतिक्रिया। यदि सब्सट्रेट चिरल है, तो यह सॉल्वोलिसिस से पहले सब्सट्रेट के कॉन्फ़िगरेशन को बदल देता है, जिससे एक रेसमाइज्ड उत्पाद बन जाता है - वह उत्पाद जो एस से अपेक्षित होगा।N1 तंत्र। मादक विलायक काउड्रे एट अल में ब्रोमाइड छोड़ने वाले समूह के मामले में। दिखाया है कि ब्रोमाइड में एस हो सकता हैN2 दर स्थिर इथेनॉल के लिए स्थिर दर से 100-250 गुना अधिक है। इस प्रकार, केवल कुछ प्रतिशत एनेंटियोस्पेसिफिक सब्सट्रेट के सॉल्वोलिसिस के बाद, यह रेसमिक बन जाता है।

माध्यमिक सबस्ट्रेट्स की पाठ्यपुस्तकों में उदाहरण एस द्वारा जा रहे हैंN1 तंत्र में हमेशा ब्रोमाइड (या अन्य अच्छे न्यूक्लियोफाइल) का उपयोग शामिल होता है क्योंकि छोड़ने वाले समूह ने 80 वर्षों के लिए द्वितीयक कार्बन पर अल्काइल न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं की समझ को भ्रमित कर दिया है।[3]। 2-एडमैंटिल सिस्टम के साथ काम करें (एसN2 संभव नहीं है) श्लेयर और सहकर्मियों द्वारा, वेनर और स्नेन द्वारा एजाइड (एक उत्कृष्ट न्यूक्लियोफाइल लेकिन बहुत खराब छोड़ने वाला समूह) का उपयोग, सल्फोनेट छोड़ने वाले समूहों (गैर-न्यूक्लियोफिलिक अच्छे छोड़ने वाले समूहों) का विकास, और एस के प्रारंभिक दावे में महत्वपूर्ण प्रयोगात्मक समस्याओं का प्रदर्शनNह्यूजेस एट अल द्वारा वैकल्पिक रूप से सक्रिय 2-ब्रोमूक्टेन के सॉल्वोलिसिस में 1 तंत्र। [3] ने निर्णायक रूप से प्रदर्शित किया है कि माध्यमिक सबस्ट्रेट्स एस द्वारा विशेष रूप से (असामान्य लेकिन अनुमानित मामलों को छोड़कर) जाते हैंN2 तंत्र।

E2 प्रतियोगिता
एस के साथ होने वाली एक आम पार्श्व प्रतिक्रिया N2 प्रतिक्रियाएँ उन्मूलन प्रतिक्रिया है: आने वाला आयन एक न्यूक्लियोफाइल के बजाय एक आधार के रूप में कार्य कर सकता है, एक प्रोटॉन को अमूर्त कर सकता है और एल्केन के गठन की ओर अग्रसर हो सकता है। यह मार्ग स्टेरिक रूप से बाधित न्यूक्लियोफिल्स के पक्ष में है। उन्मूलन प्रतिक्रियाएं आमतौर पर ऊंचे तापमान पर पसंद की जाती हैं बढ़ी हुई एन्ट्रापी के कारण इस आशय को एक मास स्पेक्ट्रोमीटर के अंदर एक  सल्फ़ोनेट  और एक साधारण अल्काइल हलाइड के बीच गैस-चरण की प्रतिक्रिया में प्रदर्शित किया जा सकता है:


 * SN2E2gasphasecompetition.pngएथिल ब्रोमाइड के साथ, प्रतिक्रिया उत्पाद मुख्य रूप से प्रतिस्थापन उत्पाद है। जैसे-जैसे इलेक्ट्रोफिलिक केंद्र के चारों ओर स्टेरिक बाधा बढ़ती है, जैसा कि आइसोबुटिल ब्रोमाइड के साथ होता है, प्रतिस्थापन को नापसंद किया जाता है और उन्मूलन प्रमुख प्रतिक्रिया होती है। उन्मूलन के पक्ष में अन्य कारक आधार की ताकत हैं। कम बुनियादी बेंजोएट सब्सट्रेट के साथ, आइसोप्रोपील ब्रोमाइड 55% प्रतिस्थापन के साथ प्रतिक्रिया करता है। सामान्य तौर पर, इस प्रकार की गैस चरण प्रतिक्रियाएं और समाधान चरण प्रतिक्रियाएं समान प्रवृत्तियों का पालन करती हैं, भले ही पहले विलायक प्रभाव समाप्त हो जाते हैं।

राउंडअबाउट तंत्र
2008 में ध्यान आकर्षित करने वाला एक घटनाक्रम एसN2 राउंडअबाउट तंत्र क्लोराइड आयनों और मिथाइल आयोडाइड के बीच एक विशेष तकनीक के साथ गैस-चरण प्रतिक्रिया में मनाया जाता है जिसे 'क्रॉस आणविक बीम इमेजिंग' कहा जाता है। जब क्लोराइड आयनों में पर्याप्त वेग होता है, तो मिथाइल आयोडाइड अणु के साथ इसकी प्रारंभिक टक्कर से मिथाइल आयोडाइड वास्तविक एस से पहले एक बार घूमने लगता है।N2 विस्थापन तंत्र होता है।

यह भी देखें

 * तीर धकेलना
 * क्रिस्टोफर केल्क इंगोल्ड
 * फ़िंकेलस्टीन प्रतिक्रिया
 * पड़ोसी समूह की भागीदारी
 * न्यूक्लियोफिलिक एसाइल प्रतिस्थापन
 * न्यूक्लियोफिलिक सुगंधित प्रतिस्थापन
 * SN1 अभिक्रिया|SN1 प्रतिक्रिया
 * एसएनआई | एसNमैं
 * प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया