Уходящая группа — атом либо группа (как заряженная, так и нейтральная), отщепляющиеся в ходе химической реакции от атома, входящего в состав реагирующего субстрата .

Общие сведения

Отщепляющийся фрагмент субстрата рассматривают в качестве уходящей группы, как правило, в случае гетеролитических реакций (нуклеофильное и электрофильное замещение и элиминирование), сопровождающихся разрывом σ-связи , при этом уходящая группа может уносить связывающую электронную пару либо связывающая электронная пара может оставаться при субстрате; в первом случае уходящая группа называется нуклеофугом , во втором - электрофугом .

В реакциях замещения уходящая группа замещается вступающей группой , образующей связь с субстратом в ходе реакции .

Например, при синтезе простых эфиров по Вильямсону алкилированием алкоголятов галогеналканами, проходящей по механизму нуклеофильного замещения , уходящей группой-нуклеофугом является галогенид-ион:

X = Hal

При расщеплении гидроксидов тетраалкиламмониевых солей по Гофману , происходящем по механизму бимолекулярного элиминирования, уходящей группой-нуклеофугом является третичный амин:

В реакциях электрофильного замещения в ароматическом ряду, например, при нитровании, уходящей группой-электрофугом является протон:

X = H

Хорошие и плохие уходящие группы

По влиянию на реакционную способность субстрата различают «хорошие», легко замещаемые либо отщепляемые в реакции данного типа и «плохие» уходящие группы. Одним из основных факторов является стабильность иона или молекулы, образующегося в ходе реакции из уходящей группы.

Так, например, диазониевая группа в арилдиазониевых солях Ar-N≡N ⁺ , отщепляющаяся в виде чрезвычайно стабильной молекулой азота N≡N, является очень хорошей уходящей группой: растворы солей диазония гидролизуются с образованием фенолов уже на холоду, в то время как для замещения сульфогруппы арилсульфокислот Ar-SO ₃ H требуется их сплавление с щелочью.

В случае реакций нуклеофильного замещения:

R-X + Nu ^- ${\displaystyle \to }$ R-Nu + X ^-

Nu ^- - нуклеофил, X - уходящая группа

легкости протекания реакции способствует поляризуемость связи R-X и стабильность уходящей группы. Так, например, спирты (X = OH ^- ) не реагируют с бромидами щелочных металлов, так как гидроксид-ион OH ^- - «богатая» энергией уходящая группа; наоборот, алкилбромиды гидролизуются щелочью, т.е. бромид-ион Br ^- является лучшей по сравнению с гидроксид-ионом уходящей группой:

Вместе с тем, в условиях кислотного катализа - или при взаимодействии спиртов с бромоводородной кислотой происходит образование алкилбромидов. В данном случае реакция идет благодаря протонированию спиртового кислорода с образованием алкилгидроксониевого иона , который является хорошей уходящей группой, так как в ходе замещения от субстрата отщепляется нейтральная стабильная молекула воды:

R-OH + H ⁺ ${\displaystyle \to }$ R-O ⁺ H ₂

R-O ⁺ H ₂ + Br ^- ${\displaystyle \to }$ R-Br + H ₂ O

Примечания

1. (неопр.) . Дата обращения: 7 апреля 2012. 20 апреля 2012 года.
2. (неопр.) . Дата обращения: 7 апреля 2012. 17 марта 2012 года.
3. (неопр.) . Дата обращения: 7 апреля 2012. 21 марта 2012 года.
4. (неопр.) . Дата обращения: 9 апреля 2012. 17 марта 2012 года.