6.12
Напомним, что когда третичный галогенид реагирует в водном растворе с образованием нуклеофильного замещенного продукта, только субстрат участвует в стадии, определяющей скорость. Этот одномолекулярный процесс SN1 происходит по многоступенчатому механизму.
На первом этапе галоалкан ионизируется в высокоэнергетическом переходном состоянии, образуя третичный промежуточный продукт карбокатиона и галогенидный ион. Ионизирующая способность полярного растворителя, воды, способствует выведению галогенида. Гетеролитическое расщепление является медленным и высокоэндотермическим процессом с большой энергией активации, что делает его этапом, определяющим скорость.
В отсутствие растворителя, то есть в газовой фазе, энергия активации почти в семь раз выше.
Ионы, полученные на первом этапе, стабилизируются молекулами воды путем сольватации. Образующийся карбокатион представляет собой сильный электрофил, который может легко реагировать со слабым нейтральным нуклеофилом, таким как вода — растворитель этой реакции.
На втором этапе вода выступает в качестве основания Льюиса и отдает свои электроны карбокатиону, генерируя протонированное вещество — ион оксония. Поскольку образуется новая связь, процесс является сильно экзотермическим с низкоэнергетическим переходным состоянием.
На третьем этапе ион оксония теряет протон в воде, которая теперь действует как основание Брюнстеда, в результате чего образуются два продукта: трет-бутиловый спирт и ион гидроксония.
Подводя итог, можно сказать, что механизм SN1 состоит из двух основных этапов замещения, и когда используется незаряженный нуклеофил, в конечном итоге включается один дополнительный этап переноса протонов.
Многоступенчатая реакция SN1 отличается от одноступенчатой реакции SN2 тем, что связь между атомом углерода и уходящей группой разрывается до нуклеофильной атаки.
Более того, в то время как реакция SN1 включает в себя два переходных состояния и одно промежуточное, реакция SN2 имеет только одно переходное состояние и не имеет промежуточного состояния.
Кинетические исследования ионизации третичного галогенида в протонном растворителе позволяют предположить, что в определяющей скорость стадии (медленн…
Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.