
1.全称:单分子亲核取代反应机理(1表示单分子;N(nucleophilic的字首)表示亲核的;S(substitution的字首)表示取代。)
2.定义:只有反应物(与亲核试剂浓度无关)参与了反应速率控制步骤的亲核取代反应。
3.实例:下面以叔丁基溴在碱性水溶液中的水解为例子。
叔丁基溴的水解速率只与叔丁基溴的浓度都成正比(CH3)3C-Br+OH-→(CH3)3C-OH+Br-
v=k[(CH3)3CBr]
首先,叔丁基溴在溶剂中水解为叔丁基正离子、Brˉ。过程为C-Br键逐渐伸长,电子云偏向Brˉ,并使得中心碳原子上的负电荷逐渐增加,达到过渡态,再继续解离为离子。解离所需的能量由生成的离子发生的容溶剂化补偿;接着,OHˉ进攻中心碳原子,并经过过渡态,最后生成产物。
4.性质:Sn1导致产物外消旋化;这是因为OHˉ可以从碳正离子的两面进攻,而生成两个构型相反的化合物。但其外消旋化产物大多数并非1:1生成,这可以从反应机理进行解释。有科学家认为,其机理应介于Sn1与Sn2之间。
Sn1会导致产物的重排。这是因为碳正离子发生了向更稳定的碳正离子重排。
4.反应机理: 以(CH3)3CBr的碱性水解为例:

由此可见,这是一个动力学一级反应,其反应速率只于叔丁基溴的浓度有关。