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Tutorial Menue3D-Visualisierung Organischer Reaktionen mit CAVOCLerneinheit 8 von 12

Nucleophile Substitution und deren 3D-Visualisierung

Nucleophile Substitution 1. Ordnung - SN1-Reaktion

Einer von zwei mechanistischen Grenzfällen wird gestellt durch die SN1-Reaktion, die nach dem so genannten Ionisierungsmechanismus verläuft. Geschwindigkeitsbestimmender Schritt ist die heterolytische Spaltung des Halogenalkans, welche - unter elektronischen Gesichtspunkten - idealerweise am tertiären C-Atom verläuft. Dabei bildet sich ein sp2-hybridisiertes Carbenium-Ion, welches umso stabiler ist, je besser die positive Ladung "aufgefangen" (abgeschwächt) wird, sei es durch die elektronenschiebende Wirkung (+I-Effekt) von Alkylsubstituenten, durch Solvatationseffekte, oder durch Mesomerie etc. Das Carbenium-Ion reagiert dann in einem zweiten, schnellen Schritt mit dem ionischen Nucleophil.

Die SN1-Reaktion folgt einer Kinetik erster Ordnung und verläuft stereochemisch zu gleichen Wahrscheinlichkeiten unter Retention bzw. Inversion der Konfiguration am Reaktionszentrum des planaren Carbenium-Ions. Enantiomerenreine Substrate ergeben racemische Gemische.

Abb.1
Allgemeiner Mechanismus der SN1-Reaktion

Aus stereochemischen Gründen kann eine Angriffsseite bevorzugt sein, so z.B. durch die Anwesenheit von sperrigen, voluminösen Substituenten oder bei Vorliegen eines Ringsystems.

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