Kadar reakcija substitucije na halogenoalkanu poteče tako, da se najprej prekine vez C-X, nastane kot vmesni produkt kratkoživi karbokation. To je značinost nukleofilne substitucije prvega reda, SN1. Hitrost reakcije je v tem primeru odvisna le od koncentracije substrata. Mehanizem reakcije si oglejte na animaciji.
Gostota elektrostatičnega potenciala na površini intermediata 2-metilpropilnega karbokationa prikazuje slika. Modra barva je dokaz, da ima karbokation pozitiven značaj.
Tak mehanizem je najbolj verjeten, kadar poteka reakcija na terciarnem ogljikovem atomu (na primer substitucija broma v 2-bromo-2-metilpropanu). Mehanizem substitucije, ki poteka na sekundarnem ogljikovem atomu, je vmes med obema navedenima mehanizmoma.
Napad nukleofila poteka lahko pri reakciji SN1 z obeh strani enakovredno, saj je karbokation planaren. Kadar je substrat kiralna spojina, je produkt take reakcije zmes obeh enantiomerov v razmerju 50 : 50 (racemna zmes). Pri reakcijah SN2, kjer poteka substitucija na asimetričnem ogljikovem atomu, ima produkt reakcije na asimetričnem ogljikovem atomu ravno obratno konfiguracijo kot izhodna spojina.
Sestavite model poljubnega asimetričnega halogenoalkana in halogen zamenjajte s poljubnim nukleofilom. Predvidite, kakšni produkti bi nastali, če poteka reakcija kot reakcija SN1, in kakšni, če poteka kot reakcija SN2. Kateri produkti, ki ste jih predvideli, bi dejansko najverjetneje nastali v primeru halogenoalkana, ki ste ga sestavili?
Pomoč. Uporabljajte sete modelov ali pa si pomagajte s plastelinom in zobotrebci. Sestavite na primer modele 2-kloropropana, 1-kloropropana, 2-bromo-2-metilpentana, 3-bromo-3-metilpentana.
Če je atom halogena vezan na sekundarni ogljikov atom v molekuli halogenoalkana, poteče nukleofilna substitucija vedno po mehanizmu SN1.
Drži. Ne drži.