Reazione SN1: differenze tra le versioni

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Questa reazione S_N1 avviene in tre fasi:

* Formazione di un carbocatione t-butile mediante separazione di un [[gruppo uscente]] (un anione [[bromuro]]) dall'atomo di [[carbonio]]; questo passaggio è lento:<ref>{{cita pubblicazione|titolo=Nature of Dynamic Processes Associated with the SN1 Reaction Mechanism|autore=Peters, K.S.|rivista=Chem. Rev.|anno=2007|volume=107|numero=3|pp=859–873|doi=10.1021/cr068021k|lingua=en}}</ref>

[[File:Sn1pierwszyetapreakcjipowstaniekarbokationu.svg]]

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:<math>\frac{\mathrm{d} \left[ t \mathrm{BuOH} \right]}{\mathrm{d}t}=\frac{k_1 k_2 \left[ t \mathrm{BuBr} \right] \left[ \mathrm{H_2O} \right]}{k_2 \left[ \mathrm{H_2O} \right]}=k_1 \left[ t \mathrm{BuBr} \right]</math>

che è la legge sui tassi del primo ordine descritta nei libri di testo. In queste condizioni, la concentrazione del nucleofilo non influisce sulla velocità della reazione e la modifica del nucleofilo (ad esempio da H₂O a MeOH) non influisce sulla [[velocità di reazione]], sebbene il prodotto sia ovviamente diverso. In questo regime, la prima fase (ionizzazione dell'alchil bromuro) è lenta, determinante e irreversibile, mentre la seconda (addizione nucleofila) è veloce e cineticamente invisibile.

Tuttavia, in determinate condizioni, è possibile osservare cinetiche di reazione non del primo ordine. In particolare, quando è presente una grande concentrazione di bromuro mentre la concentrazione di acqua è limitata, diventa importante cineticamente l'inverso della prima fase. Come indica la legge sui tassi SSA, in queste condizioni esiste una dipendenza frazionaria (tra zero e primo ordine) dalla concentrazione [H₂O], mentre esiste una dipendenza frazionaria negativa da [Br^–]. Pertanto, si osserva spesso che le reazioni S_N1 rallentano quando una fonte esogena del gruppo uscente (in questo caso il bromuro) viene aggiunta alla miscela di reazione. Questo è noto come ''effetto ionico comune'' e l'osservazione di questo effetto è la prova di un meccanismo S_N1 (sebbene l'assenza di un effetto ionico comune non lo escluda)<ref>{{cita libro|autore1=Anslyn, Eric V.|autore2=Dougherty, Dennis A.|url=https://www.worldcat.org/oclc/55600610|titolo=Modern physical organic chemistry|anno=2006|editore=University Science Books|isbn=1-891389-31-9|città=Mill Valley, California|pp=638–639|lingua=en}}</ref><ref>{{cita libro|autore1=Lowry, Thomas H.|autore2==Richardson, Kathleen Schueller|url=https://www.worldcat.org/oclc/14214254|titolo=Mechanism and theory in organic chemistry|edizione=3|anno=1987|editore=Harper & Row.|isbn=0-06-044084-8|città=New York|pp=330–331|lingua=en}}</ref>.

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:<math>\log \left( \frac{k}{k_0} \right)=mY</math>

dove <math>m</math> una costante del [[reagente]] (<math>m = 1</math> per il cloruro di t-butile) e <math>Y</math> un parametro del solvente<ref>{{cita pubblicazione|titolo=The Correlation of Solvolysis Rates|autore1=Ernest Grunwald|autore2=S. Winstein|rivista=J. Am. Chem. Soc.|anno=1948|volume=70|numero=2|p=846|doi=10.1021/ja01182a117|lingua=en}}</ref>. Ad esempio, etanolo al 100% dà <math>Y = -2,3</math>, etanolo al 50% in acqua dà <math>Y = +1,65</math> e infine una concentrazione al 15% <math>Y = +3,2</math><ref>{{cita pubblicazione|titolo=Correlation of Solvolysis Rates. III.1 t-Butyl Chloride in a Wide Range of Solvent Mixtures|autore1=Arnold H. Fainberg|autore2=S. Winstein|rivista=J. Am. Chem. Soc.|anno=1956|pp=2770|volume=78|numero=12|doi=10.1021/ja01593a033|lingua=en}}</ref>.

==Note==