Le reazioni SN1

Una reazione SN1 è una reazione di sostituzione nucleofila in cui lo stadio che determina la velocità della reazione coinvolge un componente. Il nome della reazione deriva da S, che sta per "sostituzione", N per "nucleofila" e 1, che denota l'ordine cinetico della reazione o semplicemente il numero dei componenti coinvolti nello stadio che determina la velocità della reazione.

Le reazioni SN1 sono reazioni unimolecolari a due stadi che procedono attraverso un carbocatione intermedio. Il primo stadio di formazione del carbocatione, detto stadio lento, determina la velocità della reazione. Il secondo stadio, chiamato stadio veloce, prevede il rapido attacco del nucleofilo al carbocatione appena formato. La reazione presenta due stati di transizione, che hanno luogo prima e dopo l'intermedio. Abbassando l'energia di questi stati di transizione si ridurrà l'energia di attivazione della reazione.

Figura 1: Il meccanismo generale delle reazioni SN1. L è il gruppo uscente, Nu è il nucleofilo e il carbocatione intermedio è un elettrofilo.

A differenza delle reazioni SN2, in cui si osserva l'inversione della stereochimica nel prodotto, le reazioni SN1 generano un prodotto racemico. La racemizzazione della stereochimica ha luogo quando il nucleofilo è in grado di attaccare il carbocatione da sotto e da sopra con la stessa probabilità, generando entrambi gli stereoisomeri del prodotto.

Fattori che influenzano le reazioni SN1:

Solvente

I solventi polari e protici di norma aumentano la velocità di una reazione SN1, dal momento che il loro grande momento di dipolo aiuta a stabilizzare il carbocatione intermedio. I solventi polari e aprotici non sono usati nelle reazioni SN1 perché alcuni di essi possono reagire con il carbocatione intermedio e generare prodotti indesiderati.

Nucleofilo

Poiché il nucleofilo non è coinvolto nello stadio che determina la velocità in una reazione SN1, la forza del nucleofilo non influenza la reazione. Tuttavia, se vi è più di un nucleofilo che compete per legarsi al carbocatione, ciò potrebbe generare una miscela di prodotti. (A volte anche un solvente può agire come un nucleofilo!)

Gruppo uscente

Migliore è il gruppo uscente, più veloce è la reazione SN1. Questo perché il gruppo uscente è coinvolto nella fase di formazione del carbocatione che determina la velocità della reazione.