SN1-SN2
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1、在Sn1反应中由于生成了碳正离子中间体,所以重排是这种反应的重要特征,也是支持Sn1机理的重要实验根据。如果一个亲核取代反应中有重排现象,那么这种取代一般都是Sn1机理。但要注意,如果某亲核取代反应中没有重排,则不能否定Sn1机理存在的可能性,因为并不是所有的Sn1反应都会发生重排。
2、在Sn2反应中,没有碳正离子中间体生成,也没有任何中间体生成,所以不发生重排。
3、具有旋光性的反应底物(中心碳原子为手性碳)进行Sn1反应时,由于生成的碳正离子具有sp2平面构型,亲核试剂可以从平面两侧与其结合,取代产物为几乎等量的一对对映体,但实际上往往只能得到部分消旋产物。
4、瓦尔登转化是Sn2反应的立体化学特征,产生这种特征的原因是亲核试剂的背面进攻。如果亲核试剂为同位素,比如用旋光性的2-碘甲烷与放射性碘负离子进行路交换反应,则在反应过程中外消旋化的速度是同位素交换速度的2倍。
5、以卤代烃为例,一般情况下,各种卤代烃总是优先选择对自己有利的途径进行反应。叔卤倾向于按Sn1机理反应;甲基卤、伯卤倾向于按Sn2机理反应;仲卤居中,或者按Sn1,或者按Sn2,或者兼而有之,主要决定于反应条件。由于烯丙型和苄基型卤代烃在Sn1和Sn2反应中活性都比较高,所以它们选择哪种机理,主要是决定于具体反应条件,但二苯基卤代烷和三苯基卤代烷一般都按Sn1机理进行反应。另外,卤原子连在桥头的桥环化合物无论按Sn1还是Sn2机理,其活性都非常低,很难发生亲核取代反应。
6、在Sn1反应中,决定反应速度的关键步骤是离去基团从中心碳原子上解离下来,所以离去基团的好差对其活性有着重要影响。在Sn2反应中,离去基团离开中心碳原子与亲核试剂的进攻是协同进行的,所以离去基团的好差对Sn2活性的影响不十分明显。在反应机理选择上,离去基团起一定的作用。一般来说,好的离去基团倾向于Sn1机理,较差的离去基团倾向于Sn2机理。
7、在Sn1反应中,反应速度只决定于RX的解离,而与亲核试剂无关。因此亲核试剂的性质对Sn1的反应活性无明显影响。而在Sn2反应中,亲核试剂的亲核性越强,浓度越大,其反应速度就越快。在卤代烃的亲核取代反应中,用强的亲核试剂倾向于Sn2机理,用弱的亲核试剂倾向于Sn1机理。
8、在Sn1反应中,从反应物至碳正离子的变化过程中,正负电荷集中,使体系极性增强,所以极性溶剂有利于稳定它们的过渡态,降低活化能,使反应速度加快。使用不同溶剂不仅影响Sn1和Sn2反应的活性,有时甚至能够完全改变它们的机理。比如氯化苄在水中水解按Sn1机理,二在丙酮中水解则按Sn2机理。
9、一般认为,Sn1和Sn2是亲核取代反应的两个极限机理,在这两个极限机理之间还存在着一个具有不同程度的Sn1和Sn2混合机理区域。离子对机理能够把Sn1和Sn2及其他情况统一起来,是一种比较完整的亲和取代机理。
10、除此之外,还有一种邻基参与机理,它是亲核取代机理的重要组成部分,能解释许多用一般Sn1、Sn2机理说明不了的实验事实。