“कार्बनिक रसायन में बांड ब्रेकिंग एंड मेकिंग न्यूक्लिफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियाएं”
“कार्बनिक रसायन में बांड ब्रेकिंग एंड मेकिंग न्यूक्लिफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियाएं”।यह एक प्रकार की कार्बनिक अभिक्रिया है जहां एक न्यूक्लियोफाइल (एक इलेक्ट्रॉन-समृद्ध प्रजाति) एक अणु में एक छोड़ने वाले समूह (एक इलेक्ट्रॉन की कमी वाली प्रजाति) को बदल देती है।
अभिक्रिया छोड़ने वाले समूह के इलेक्ट्रोफिलिक कार्बन परमाणु पर एक न्यूक्लियोफिलिक हमले के माध्यम से होती है, जिससे एक नया बंधन बनता है और छोड़ने वाले समूह का प्रस्थान होता है।
“कार्बनिक रसायन में बांड ब्रेकिंग एंड मेकिंग न्यूक्लिफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियाएं”
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियायों के प्रकार:
न्यूक्लियोफ़िलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियायों के दो मुख्य प्रकार हैं: SN1 और SN2।
SN1 रिएक्शन:
SN1 (प्रतिस्थापन न्यूक्लियोफिलिक यूनिमोलेक्युलर) अभिक्रियायों में २ स्टेप्स क्रियाविधि शामिल होती है, जहां छोड़ने वाला समूह पहले प्रस्थान करता है और न्यूक्लियोफाइल बाद में हमला करता है।
अभिक्रिया की दर केवल सब्सट्रेट की सांद्रता पर निर्भर करती है न कि न्यूक्लियोफाइल की सांद्रता पर।
अभिक्रिया एक अच्छा छोड़ने वाले समूह, एक ध्रुवीय विलायक, और एक स्थिर कार्बोकेशन मध्यवर्ती की उपस्थिति के पक्ष में है।
SN2 रिएक्शन:
SN2 (प्रतिस्थापन न्यूक्लियोफिलिक बाई मॉलिक्यूलर) अभिक्रियायों में एक- स्टेप्स क्रियाविधि होती है, जहां न्यूक्लियोफाइल उसी समय सब्सट्रेट पर हमला करता है जब छोड़ने वाला समूह निकल जाता है।
अभिक्रिया दर सब्सट्रेट और न्यूक्लियोफाइल दोनों की सांद्रता पर निर्भर करती है।
अभिक्रिया एक अच्छे न्यूक्लियोफाइल, एक प्राथमिक या द्वितीयक सब्सट्रेट और एक ध्रुवीय एप्रोटिक विलायक की उपस्थिति के पक्ष में है।
“कार्बनिक रसायन में बांड ब्रेकिंग एंड मेकिंग न्यूक्लिफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियाएं”
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियायों की क्रियाविधि:
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियायों की क्रियाविधि में निम्नलिखित स्टेप शामिल हैं:
न्यूक्लियोफिलिक द्वारा सब्सट्रेट के इलेक्ट्रोफिलिक कार्बन परमाणु पर न्यूक्लियोफिलिक हमला।
एक कार्बोकेशन इंटरमीडिएट (SN1 प्रतिक्रिया के मामले में) बनाने के लिए छोड़ने वाले समूह का प्रस्थान।
अंतिम उत्पाद बनाने के लिए एक आधार (विलायक या न्यूक्लियोफाइल) द्वारा कार्बोकेशन का Deprotonation।
SN2 अभिक्रिया के मामले में, न्यूक्लियोफाइल छोड़ने वाले समूह को उसी समय विस्थापित कर देता है जब बंधन बन रहा होता है।
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियायों को प्रभावित करने वाले कारक:
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियायों की दर और परिणाम कई कारकों पर निर्भर करते हैं, जिनमें निम्न शामिल हैं:
न्यूक्लियोफाइल की strength और प्रकृति।
छोड़ने वाले समूह की strength और प्रकृति।
सब्सट्रेट के इलेक्ट्रोफिलिक कार्बन परमाणु के चारों ओर स्टेरिक बाधा।
विलायक की ध्रुवीयता और प्रकृति।
सब्सट्रेट की प्रकृति और अभिक्रिया क्रियाविधि(SN1 या SN2)।
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियायों के अनुप्रयोग:
नए कार्बन-कार्बन और कार्बन-हेटेरोएटम बांड बनाने के लिए न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियायों का व्यापक रूप से कार्बनिक संश्लेषण में उपयोग किया जाता है।
उनका उपयोग विभिन्न दवाओं, फार्मास्यूटिकल्स और प्राकृतिक उत्पादों के संश्लेषण में भी किया जाता है।
बायोकैमिस्ट्री में न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियायों महत्वपूर्ण हैं, जहां वे डीएनए प्रतिकृति, प्रतिलेखन और अनुवाद सहित कई जैविक प्रक्रियाओं में शामिल हैं।.
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियायोंके उदाहरण:
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियायों के कुछ सामान्य उदाहरणों में एल्काइल हलाइड्स का अल्कोहल, ईथर, एमाइन और थायो इथर में रूपांतरण शामिल है।
उदाहरण के लिए, सोडियम एथोक्साइड (CH3CH2ONa) और एथिल ब्रोमाइड (C2H5Br) के बीच की प्रतिक्रिया से SN2 प्रतिक्रिया के माध्यम से एथिल एथॉक्साइड (C2H5OCH2CH3) और सोडियम ब्रोमाइड (NaBr) का निर्माण होता है।
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियायोंकी सीमाएं:
कार्बनिक संश्लेषण में उनकी उपयोगिता के बावजूद, न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियायों की कुछ सीमाएँ हैं।
उदाहरण के लिए, कुछ सबस्ट्रेट्स स्टेरिक बाधा, समूह छोड़ने की खराब क्षमता, या मध्यवर्ती की अस्थिरता के कारण न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियायों से नहीं गुजर सकते हैं।
इसके अतिरिक्त, कुछ अभिक्रियायों साइड रिएक्शन के माध्यम से आगे बढ़ सकती हैं या वांछित उत्पाद की कम पैदावार हो सकती हैं।
SN1 और SN2 अभिक्रियायों की तुलना:
SN1 और SN2 अभिक्रियायों में अलग-अलग तंत्र और विशेषताएँ होती हैं जो उनकी दर और परिणाम को प्रभावित कर सकती हैं।
SN1 अभिक्रियाएं आमतौर पर तृतीयक सबस्ट्रेट्स के साथ होती हैं और कार्बोकेशन इंटरमीडिएट के गठन को शामिल करती हैं, जबकि SN2 प्रतिक्रियाएं आमतौर पर प्राथमिक सबस्ट्रेट्स के साथ होती हैं और एक-चरणीय तंत्र को शामिल करती हैं।
SN1 अभिक्रियायों की दर केवल सब्सट्रेट की एकाग्रता पर निर्भर है, जबकि SN2 प्रतिक्रियाओं की दर सब्सट्रेट और न्यूक्लियोफाइल दोनों की सांद्रता पर निर्भर है।
SN2 अभिक्रियाओं में उत्पाद की रूढ़िवादिता इलेक्ट्रोफिलिक कार्बन परमाणु के चारों ओर स्टेरिक बाधा से प्रभावित हो सकती है, जबकि SN1 अभिक्रियाओं में उत्पाद त्रिविम रसायन किसी भी ओर से कार्बोकेशन पर हमला करने वाले न्यूक्लियोफाइल द्वारा निर्धारित किया जाता है।
निष्कर्ष:
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियाएं कार्बनिक प्रतिक्रियाओं का एक महत्वपूर्ण वर्ग है जिसमें न्यूक्लियोफाइल द्वारा छोड़ने वाले समूह के प्रतिस्थापन शामिल हैं।
इन अभिक्रियायों की दर और परिणाम कई कारकों पर निर्भर करते हैं, जिसमें न्यूक्लियोफाइल की strengthऔर प्रकृति, छोड़ने वाले समूह की strength और प्रकृति, और सब्सट्रेट के इलेक्ट्रोफिलिक कार्बन परमाणु के आसपास स्टेरिकhindrance शामिल है।
न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन अभिक्रियायों में कार्बनिक संश्लेषण, दवा की खोज और जैव रसायन में कई अनुप्रयोग हैं, और रसायनज्ञों और जैव रसायनज्ञों के लिए समान रूप से एक आवश्यक उपकरण हैं।
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