單分子親核取代反應
單分子親核取代反應係親核取代反應嘅其中一種,又可以叫做SN1反應,其中S代表Substitution (取代),N代表Nucleophilic (親核),而個1字講緊嘅係,渠嘅速率控制步驟只係關一種分子事。佢係由克里斯托夫·英果爾德等化學家於1940年第一次提出。
機理
編輯渠嘅機理涉及到碳陽離子。用叔丁基溴同水嘅反應(水解反應)做例子:
離去基團嘅離開
編輯可以見到一個叔丁基溴拆開變成一個碳陽離子同帶負電嘅溴離子。第一步需要更多能量,好慢,所以係速率控制步驟。
親核體嘅進攻
編輯之後,碳陽離子好快咁同親核體反應。由於碳陽離子係sp2雜化嘅,有個平面三角形嘅形狀,所以親核體有兩個地方可以進攻,即係平面嘅上面同下面。所以如果碳陽離子本身有手性,咁樣反應可以得到一個外消旋混合物,入面有兩種光學異構物,一個叫做構型轉化產物,另一個叫構型保持產物。
去質子化
編輯因爲我們嘅親核體(水)係中性嘅,所以需要經歷多一部去整走個正電荷。另一個水分子會將渠嘅質子搶走,生成產物(叔丁醇)同水合氫離子。
條件
編輯碳陽離子嘅穩定性
編輯由上面可以見到,反應中會出一個碳陽離子,所以碳陽離子嘅穩定性好重要。
- 碳陽離子嘅穩定性順序為:三級碳陽離子>二級碳陽離子>一級碳陽離子>甲基碳陽離子,碳陽離子越穩定,反應越容易發生。但因爲一級碳陽離子同甲基碳陽離子太唔穩定,所以基本上唔會發生單分子親核取代反應。
- 烯丙基化合物:由於形成到共振雜化體,所以令相應嘅碳陽離子更穩定,有利於反應進行。
溶劑
編輯以下條件有利於反應進行: