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单分子亲核取代反应的反应机制

2022.5.12

SN1反应的反应机理可概述为:反应物首先解离为碳正离子与带负电荷的离去基团,这个过程需要能量,是控制反应速率的一步。分子解离后,碳正离子立即与亲核试剂结合,是快的一步。

以叔丁基溴在碱性溶液中的水解反应为例,其反应步骤如下:

反应的第一步是叔丁基溴缓慢解离形成叔丁基正碳离子和溴负离子,这一过程需要的能量大,是控制反应速率的一步,也是慢的一步。

第一步

第一步生成的正碳离子性质活泼,称为活性中间体。而正碳离子的稳定性是影响SN1速率的主要因素,越稳定的正碳离子越容易形成,形成的速度也越快,所以SN1反应中,卤代烷的反应活性与正碳离子的稳定性次序相同。正碳离子一旦形成,立即与亲核试剂OH-结合生成产物,并释放能量,这就是反应的第二步,是快的一步。

第二步

第二步反应较慢,是决定整个反应速率的步骤。由于整个反应仅与叔丁基溴的浓度有关,而且发生共价键变化的也只有叔丁基溴一种分子,而与亲核试剂的浓度无关,所以称为单分子亲核取代反应(SN1)。 

3°醇的SN1反应机理


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