7.12: Jämförelse av SN1 och SN2 Reaktioner

Förutsäga SN1 vs. SN2 mekanismer

När man överväger om en nucleophilic substitution sannolikt kommer att ske via en SN1 eller SN2 mekanism, som vi verkligen behöver ta hänsyn till tre faktorer:

1) electrophile: när du lämnar gruppen är ansluten till en metyl grupp eller en primär kol, en SN2 mekanism är att föredra (här electrophile är obehindrat genom omgiven grupper, och någon carbocation mellanliggande skulle vara hög energi och därmed osannolikt)., När den lämnar gruppen är fäst vid en tertiär, allylic, eller bensylic kol, en karbocation mellanliggande kommer att vara relativt stabil och därmed en SN1 mekanism gynnas. Dessa reaktivitetsmönster sammanfattas nedan.,yl Halidstruktur möjliga substitutionsreaktioner metyl och primär SN2 endast sekundär SN2 och SN1 tertiär SN1 endast primär och sekundär bensyl och allylic SN2 och SN1 tertiär bensyl och allylic SN1 endast vinyl och aryl ingen reaktion

2) nukleofilen: kraftfulla nukleofiler, särskilt de med negativa laddningar, gynna SN2-mekanismen., Svagare nukleofiler som vatten eller alkoholer gynnar SN1-mekanismen.

3) lösningsmedlet: polära aprotiska lösningsmedel gynnar SN2-mekanismen genom att öka nukleofilens reaktivitet. Polära protiska lösningsmedel gynnar SN1-mekanismen genom att stabilisera övergångstillståndet och karbokationsintervallet. SN1-reaktioner kallas solvolysreaktioner när lösningsmedlet är nukleofilen.

dessa reaktivitetsmönster sammanfattas i tabellen nedan.,>

2-stp rate limiting step bimolecular transition state carbocation formation rate law rate = k rate = k stereokemisty inversion av konfigurationen blandad konfiguration lösningsmedel polar aprotic polar protic

till exempel har reaktionen nedan en tertiär alkylbromid som elektrofil, en svag nukleofil och ett polärt protiskt lösningsmedel (vi antar att metanol är lösningsmedlet)., Således skulle vi med säkerhet förutsäga en SN1-reaktionsmekanism. Eftersom substitution sker vid ett kiralt kol kan vi också förutsäga att reaktionen kommer att fortsätta med racemisering.

i reaktionen nedan är elektrofilen å andra sidan en sekundär alkylbromid – med dessa är både SN1 och SN2-mekanismer möjliga, beroende på nukleofilen och lösningsmedlet. I detta exempel är nukleofilen (en tiolatanjon) stark och ett polärt protiskt lösningsmedel används – så SN2-mekanismen är starkt gynnad., Reaktionen förväntas fortsätta med inversion av konfigurationen.