SN1 или SN2 — Органическая химия для олимпиад

SN1 или SN2

8 заданий

Алгоритм выбора

linkОпора

В уроках 83–88 мы разобрали два механизма замещения. Для конкретной реакции нужно решить, какой из них осуществляется. Это определяют четыре фактора — те же, что влияют на скорость \(S_N2\) (урок 85): строение субстрата, нуклеофил, растворитель и уходящая группа. В этом уроке мы сведём их в алгоритм выбора.

Как выбрать между \(S_N1\) и \(S_N2\)

  1. Субстрат. Метильные и первичные галогениды реагируют по механизму \(S_N2\), третичные — по механизму \(S_N1\). Для вторичных решают остальные факторы.
  2. Нуклеофил. Сильный нуклеофил в высокой концентрации (\(\ce{CN-}\), \(\ce{I-}\), \(\ce{RS-}\), \(\ce{N3-}\)) благоприятствует \(S_N2\), слабый (\(\ce{H2O}\), ROH) — \(S_N1\).
  3. Растворитель. Полярный апротонный растворитель благоприятствует \(S_N2\), полярный протонный — \(S_N1\).
  4. Уходящая группа. Хорошая уходящая группа нужна обоим механизмам, а очень хорошая (\(\ce{TsO-}\), \(\ce{I-}\)) особенно ускоряет \(S_N1\).
СубстратСильный нуклеофил, апротонныйСлабый нуклеофил, протонный
метил, первичный\(S_N2\)медленно, \(S_N2\)
вторичный\(S_N2\)\(S_N1\)
третичный(отщепление с основаниями)\(S_N1\) (+ E1)
аллильный, бензильный\(S_N2\)\(S_N1\)
метил: только SN2
метил: только SN2
первичный: SN2
первичный: SN2
вторичный: решают условия
вторичный: решают условия
третичный: SN1 (или отщепление)
третичный: SN1 (или отщепление)
Первый шаг выбора: тип атома углерода при галогене

Примеры

1. Первичный галогенид и азид-ион. 1-Бромпентан с азидом натрия в ДМФА реагирует по механизму \(S_N2\).

2. Третичный галогенид в спирте. 2-Хлор-2-метилбутан \(\ce{C2H5C(CH3)2Cl}\) в этаноле реагирует по механизму \(S_N1\): растворитель служит нуклеофилом (сольволиз).

3. Вторичный субстрат. 2-Бромпентан с цианидом натрия в ДМСО реагирует по механизму \(S_N2\). Тот же бромид в водном этаноле без сильного нуклеофила реагирует медленно и с участием карбокатиона.

errorВторичные — главная ловушка

У вторичных галогенидов механизм определяют условия. Сильный нуклеофил в апротонном растворителе даёт чистое обращение конфигурации. Слабый нуклеофил в протонном растворителе даёт частичную рацемизацию и возможные перегруппировки.

edit_noteПопробуйте сами

По какому механизму 2-бромпропан реагирует с иодидом натрия в ацетоне?

expand_moreПоказать решение

По механизму \(S_N2\): иодид-ион — сильный нуклеофил, а ацетон — полярный апротонный растворитель.

Стереохимия как улика

Обращение конфигурации (урок 84) и рацемизация (урок 87) — характерные признаки двух механизмов. Поэтому по стереохимии и углеродному скелету продукта механизм можно определить даже без измерения скорости.

Как определить механизм по продукту

  1. Если конфигурация полностью обращена, реакция шла по механизму \(S_N2\).
  2. Если образовался почти рацемат с небольшим избытком продукта обращения, реакция шла по механизму \(S_N1\).
  3. Если углеродный скелет изменился, в реакции участвовал карбокатион, и произошла перегруппировка (\(S_N1\)).
  4. Кинетика подтверждает вывод: второй порядок указывает на \(S_N2\), первый — на \(S_N1\).
(S)-3-бром-3-метилгексан
(S)-3-бром-3-метилгексан
(R)-3-метилгексан-3-ол
(R)-3-метилгексан-3-ол
(S)-3-метилгексан-3-ол
(S)-3-метилгексан-3-ол
Рацемизация через плоский катион — признак \(S_N1\)

Примеры

1. Полное обращение. (R)-2-Бромбутан с метантиолятом натрия в ДМФА образует (S)-2-(метилтио)бутан. Конфигурация полностью обращена — это механизм \(S_N2\).

2. Рацемизация. (S)-2-Хлор-2-фенилбутан в этаноле образует почти рацемический 2-этокси-2-фенилбутан \(\ce{C12H18O}\). Конфигурация потеряна — это механизм \(S_N1\).

3. Изменённый скелет. Если 3-бром-2,2-диметилбутан \(\ce{(CH3)3CCHBrCH3}\) превращается в 2,3-диметилбутан-2-ол \(\ce{(CH3)2C(OH)CH(CH3)2}\), значит, в реакции образовался карбокатион и произошла перегруппировка (урок 88).

errorСмешанный механизм

Вторичные субстраты часто реагируют частично по обоим путям. Тогда наблюдается обращение конфигурации с частичной рацемизацией, и по одной стереохимии механизм определить нельзя.

edit_noteПопробуйте сами

Продукт замещения оптически активного субстрата оказался рацематом. Какой это механизм?

expand_moreПоказать решение

\(S_N1\): нуклеофил присоединялся к плоскому карбокатиону с обеих сторон.

push_pinГлавное

Метил и первичные галогениды — \(S_N2\); третичные — \(S_N1\) (с сильными основаниями — отщепление); вторичные решают нуклеофил и растворитель: сильный нуклеофил в апротонном растворителе — \(S_N2\) с обращением, слабый нуклеофил в протонном — участие катиона, частичная рацемизация, перегруппировки. Аллильные и бензильные реагируют по обоим механизмам.

Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Органическая химия для олимпиад · репетитор-кузьмин.рф
© 2026. Курс органической химии для подготовки к региональному и заключительному этапам Всероссийской олимпиады школьников и к перечневым олимпиадам первого уровня.