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Sn1

鎖定
SN1即單分子親核取代反應,是親核取代反應的一類,其中S代表取代(Substitution),N代表親核(Nucleophilic),1代表反應的決速步涉及一種分子。 [1] 
中文名
單分子親核取代反應
外文名
substitution nucleophilic 1(縮寫:SN1)
特    點
只有反應物參與反應速率控制步驟
與親核試劑
與親核試劑濃度無關
實    質
親核取代反應
全    稱
單分子親核取代反應機理

目錄

Sn1反應機理

SN1與SN2的對比 SN1與SN2的對比
SN1反應機理是分步進行的,反應物首先解離為碳正離子與帶負電荷的離去基團,這個過程需要能量,是控制反應速率的一步,即慢的一步。當分子解離後,碳正離子馬上與親核試劑結合,速率極快,是快的一步。 [1] 
SN1反應速率只與一種反應物有關,是動力學一級反應
在SN1反應中,試劑的親核性並不重要,因為親核試劑與底物的反應不是決定速率的一步,對反應速率的影響不大,同時碳正離子反應性很高,不管試劑的親核能力是大還是小,均能發生反應。比較起來,在SN2反應中,親核試劑提供一對電子,與底物的碳原子成鍵,試劑的親核性越強,成鍵越快。因此在SN2反應中試劑親核性的強弱,對反應的影響很大。 [2] 

Sn1性質

1、SN1導致產物外消旋化;這是因為OHˉ可以從碳正離子的兩面進攻,而生成兩個構型相反的化合物。但其外消旋化產物大多數並非1:1生成,這可以從winstein離子對機理進行解釋。
2、SN1會導致產物的重排。這是因為碳正離子發生了向更穩定的碳正離子重排。

Sn1實例

下面以叔丁基溴在鹼性水溶液中的水解為例子。
叔丁基溴的水解速率只與叔丁基溴的濃度都成正比(CH3)3CBr + OH- → (CH3)3COH + Br-
v = k x [(CH3)3CBr]
首先,叔丁基溴在溶劑中水解為叔丁基正離子和Brˉ。過程為C-Br鍵逐漸伸長,電子雲偏向Br原子,並使得中心碳原子上的正電荷逐漸增加,達到過渡態;再繼續解離為對應離子,解離所需的能量由生成的離子發生的溶劑化作用補償;接着,OHˉ進攻中心碳正離子,並經過過渡態,最後生成產物。

Sn1總結

影響SN反應活性的因素有:烴基的結構、離去基的種類、親核試劑親核性、溶劑的極性等。
(1)不同烴基反應活性:叔>仲>伯。其中烯丙型和苄基型的鹵代烴都有極高的活性。
(2)離去基團越易離去,反應的速度越高。其中I>Br>Cl。
(3)試劑親核性對SN1反應無太大影響,但影響SN2反應。
(4)極性試劑有利於SN1反應(溶劑化效應)
參考資料
  • 1.    邢其毅.基礎有機化學:高等教育出版社,2005年6月第3版:255頁
  • 2.    邢其毅.基礎有機化學:高等教育出版社,2005年6月第3版:263頁