SN1reaktioissa

SN1-reaktio tarkoittaa substituutioreaktiota, jossa lähtöryhmä poistuu ensin muodostaen karbokationin, jonka jälkeen nukleofili hyökkää karbokationiin tuottaen substituoituneen tuotteen. Reaktionopeus on unimolekulaarinen: rate = k [substratti]. Nukleofiliin konsentraatio ei tavallisesti vaikuta nopeuteen, koska kiintopiste on karbokationin muodostumisessa.

Mekanismi koostuu kahdesta päävaiheesta. Ensin lähtevä ryhmä irtoaa, jolloin muodostuu stabiili karbokationi tai syntyy hyvin nopeasti luotettava karbokationin välituotemainen tila. Toisessa vaiheessa nukleofiili hyökkää karbokationiin ja tuote syntyy. Karbokationin muodostuminen on kineettisesti ratkaiseva askel, ja niiden stabiilisuus määrittää, kuinka hyvin SN1 etenee.

Substraatin valinta ja ympäristö vaikuttavat suuresti. Tertiaarisubstraatit, sekä benzyyliset ja allyyliset substraatit muodostavat tavallisesti vakaat karbokationit ja suosivat SN1-reaktiota. Hyviä lähtöryhmiä ovat hyvä jättävä ryhmä, kuten I− ja Br− sekä tosyyli- tai vastaavat jätettävät ryhmät. Polarisoituneet, protiset liuokset (esim. vesi, alkoholit) tukevat karbokationin stabilointia, jolloin SN1reaktio on nopeampi; polaarisuus ja lämpötila vaikuttavat suoraan reaktio- ja mahdollisesti E1-eliminaatioon.

Stereokemia: karbokation on tasapohjainen ja kolmiulotteinen, joten chiral-centren hyökkäys voi johtaa racemisaatioon. Johtuvat rearrangementit voivat johtaa tuotteisiin, jotka ovat rakennetta vastaa nousevaan stabiliteettiin.

Esimerkkeinä tertiääriset halogeenid (esim. tert-butylkloridi) reagoivat protisissa liuoksissa muodostaen tert-butanolisia tai arvoisasti substituoituneita yhdisteitä. SN1 on yleinen erityisesti tilanteissa, joissa SN2 ei ole mahdollinen tai epäkäytännöllinen.