nucleofiel

nucleofiel Wanneer we atomen of moleculen bestuderen die beschikken over een vrij elektronenpaar, spreken we soms over basen en soms over nucleofielen.

Het verschil is:

• basiciteit = vermogen van een component om met zijn vrij elektronenpaar een proton op te nemen. Het wordt beschreven door de evenwichtsconstante, Ka welke het vermogen weergeeft van het geconjugeerd zuur van deze base om een proton af te staan. • nucleofiliciteit = het vermogen van een component om een elektrofiel (Cδ+-)atoom aan te vallen. Het wordt beschreven door een snelheidsconstante.

Omdat het nucleofiel een sp³ C-atoom aanvalt in de snelheidsbepalende stap van een SN2 reactiemechanisme, zal de snelheid van de reactie afhankelijk zijn van de sterkte van het nucleofiel: hoe beter het nucleofiel, hoe sneller de SN2 reactie.

Enkele trends:

- indien het aanvallend atoom ongeveer even groot is zullen de sterkere basen betere nucleofielen zijn. voorbeeld: sterkste base / best nucleofiel: NH2 - > OH- > F-

- negatieve ionen zijn sterkere basen én betere nucleofielen dan indien het overeenkomstig atoom neutraal is. voorbeeld: sterkere base / beter nucleofiel zwakkere base / slechter nucleofiel HO- > H2O CH3O- > CH3OH NH2 - > NH3 CH3CH2NH- > CH3CH2NH2

- voor nucleofielen waarbij het vrije elektronenpaar zich op eenzelfde atoom bevindt, kan de basiciteit gebruikt worden om de relatieve sterkte te bepalen. voorbeeld: nucleofielen OH-, RCOO- en H2O hebben een vrij e-paar op het O-atoom. pKa H2O > pKa RCOOH > pKa H3O+ zwakste zuur sterkste zuur sterkste geconjugeerde base zwakste geconjugeerde base

OH- RCOO- H2O beter nucleofiel slechter nucleofiel