6.12
Przypomnijmy, że gdy halogenek trzeciorzędowy reaguje w roztworze wodnym, dając podstawiony produkt nukleofilowy, tylko substrat uczestniczy w etapie określania szybkości. Ten jednocząsteczkowy procesSN1 zachodzi poprzez wieloetapowy mechanizm.
W pierwszym etapie haloalkan jonizuje się w wysokoenergetycznym stanie przejściowym, wytwarzając trzeciorzędowy półprodukt karbokationowy i jon halogenkowy. Zdolność jonizacji polarnego rozpuszczalnika, wody, ułatwia odejście halogenku. Rozszczepienie heterolityczne jest powolnym i wysoce endotermicznym procesem o dużej energii aktywacji, co sprawia, że jest to krok determinujący szybkość.
W przypadku braku rozpuszczalnika, czyli w fazie gazowej, energia aktywacji jest prawie siedmiokrotnie wyższa.
Jony wytworzone w pierwszym etapie są stabilizowane przez cząsteczki wody poprzez solwatację. Powstały karbokation jest silnym elektrofilem, który może łatwo reagować ze słabym obojętnym nukleofilem, takim jak woda - rozpuszczalnikiem tej reakcji.
W drugim etapie woda działa jak zasada Lewisa i przekazuje swoje elektrony do karbokationu, generując protonowany gatunek - jon oksoniowy. Ponieważ tworzy się nowe wiązanie, proces ten jest silnie egzotermiczny ze stanem przejścia o niskiej energii.
W trzecim etapie jon oksoniczny traci proton do wody, która teraz działa jak zasada Brønsted, w wyniku czego powstają dwa produkty: alkohol tert-butylowy i jon hydroniowy.
Podsumowując, mechanizm SN1 składa sięz dwóch podstawowych etapów podstawiania, a gdy używany jest nienaładowany nukleofil, na końcu zaangażowany jest jeden dodatkowy etap transferu protonów.
Wieloetapowa reakcja SN1 różni się od jednoetapowej reakcji SN2 tym, żewiązanie między atomem węgla a grupą opuszczającą zrywa się przed atakiem nukleofilowym.
Co więcej, podczas gdy reakcja SN1 obejmuje dwa stany przejściowe i jeden pośredni, reakcja SN2 ma tylko jeden stan przejściowy i nie ma stanu pośredniego.
Badania kinetyczne jonizacji trzeciorzędowego halogenku w rozpuszczalniku protonowym sugerują, że tylko substrat uczestniczy w etapie determinującym s…
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.