علم الكيمياء
تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير
التحاضير والتجارب الكيميائية
المخاطر والوقاية في الكيمياء
اخرى
مقالات متنوعة في علم الكيمياء
كيمياء عامة
الكيمياء التحليلية
مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية
التحليل النوعي والكمي
التحليل الآلي (الطيفي)
طرق الفصل والتنقية
الكيمياء الحياتية
مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية
الكاربوهيدرات
الاحماض الامينية والبروتينات
الانزيمات
الدهون
الاحماض النووية
الفيتامينات والمرافقات الانزيمية
الهرمونات
الكيمياء العضوية
مواضيع عامة في الكيمياء العضوية
الهايدروكاربونات
المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية
التشخيص العضوي
تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء الحرارية
حركية التفاعلات الكيميائية
الكيمياء الكهربائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية
الجدول الدوري وخواص العناصر
نظريات التآصر الكيميائي
كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة
مواضيع اخرى في الكيمياء
كيمياء النانو
الكيمياء السريرية
الكيمياء الطبية والدوائية
كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية
الكيمياء الجنائية
الكيمياء الصناعية
البترو كيمياويات
الكيمياء الخضراء
كيمياء البيئة
كيمياء البوليمرات
مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية
الكيمياء الاشعاعية والنووية
Significance of the SN1 rate equation
المؤلف:
Jonathan Clayden , Nick Greeves , Stuart Warren
المصدر:
ORGANIC CHEMISTRY
الجزء والصفحة:
ص331-332
2025-05-24
25
If we replace the substitution of n-butyl bromide with a substitution of t-butyl bromide, we get the reaction shown in the margin. It turns out that, kinetically, this reaction is first order: its rate depends only on the concentration of tert-BuBr—it doesn’t matter how much hydroxide you add: the rate equation is simply , rate = k t 1 [-BuBr] .
The reason for this is that the reaction happens in two steps: first the bromide leaves, to generate a carbocation, and only then does the hydroxide ion move in to attack, forming the alcohol.
In the SN1 mechanism, the formation of the cation is the rate-determining step. This makes good sense: a carbocation is an unstable species and so it will be formed slowly from a stable neutral organic molecule. But once formed, being very reactive, all its reactions will be fast, regardless of the nucleophile. The rate of disappearance of t-BuBr is therefore simply the rate of the slow first step: the hydroxide nucleophile is not involved in this step and therefore does not appear in the rate equation and hence cannot affect the rate. If this is not clear to you, think of a crowd of people trying to leave a railway station or a football match through some turnstiles. It doesn’t matter how fast they walk, run, or are driven away in taxis afterwards; it is only the rate of struggling through the turnstiles that determines how fast the station or stadium empties.
Once again, this rate equation is useful because we can determine whether a reaction is SN1 or SN2. We can plot the same graphs as we plotted before. If the reaction is SN2, the graphs look like those we have just seen. But if it is SN1, the graphs in the margin show what happens when we vary [t-BuBr] at constant [NaOH] and then vary [NaOH] at constant [t-BuBr]. The slope of the fi rst graph is simply the first-order rate constant because rate = k1[t-BuBr]. But the slope of the second graph is zero. The rate-determining step does not involve NaOH so adding more of it does not speed up the reaction. The reaction shows first-order kinetics (the rate is proportional to one concentration only) and the mechanism is called SN1, that is, Substitution, Nucleophilic, 1st order. This observation is very significant. The fact that the nucleophile does not appear in the rate equation means that not only does its concentration not matter—its reactivity doesn’t matter either! We are wasting our time opening a tub of NaOH to add to this reaction—water will do just as well. All the oxygen nucleophiles in the table above react at the same rate with t-BuBr although they react at very different rates with MeI. Indeed, SN1 substitution reactions are generally best done with weaker, non-basic nucleophiles to avoid the competing elimination reactions discussed in Chapter 17.
● The rate of an SN1 reaction depends on: • the carbon skeleton • the leaving group along with the usual factors of temperature and solvent. But NOT the nucleophile.