SN1 Reaktion

[Frustrierter Student]

Hallo! Ich hätte da eine Frage zu der SN1-Reaktionen.

Bei der SN1-Reaktion ist das Nucleophil zunächst unbeteiligt. Im 1. Teilschritt spaltet das Substrat von sich aus die Fluchtgruppe ab (warum eigentlich?). Dieser Prozess verläuft langsam, danach kommt es zur Anlagerung des Nucleophils, dem 2. Teilschritt. Es spielt angeblich keine Rolle, wie groß die Konzentration des Nucleophils ist. Aber warum nicht? Schließlich sollte ja ein Substrat, das seine Fluchtgruppe abgespalten hat, länger auf ein passendes Nucleophil warten müssen, wenn die Nucleophil-Konzentration gering ist, als wenn sie vergleichsweise hoch ist. Wenn die Nucleophilkonzentration höher ist, sollte der zweite Teilschritt der SN1-Reaktion doch eigentlich schneller ablaufen! (und ohne den kann die Gesamtreaktion nunmal leider nicht enden, da hilft es nichts, dass der langsamere Schritt schon vorbei ist). Das hieße, der zweite Teilschritt wäre abhängig von der Nucelophilkonzentration und sehr wohl auch geschwindigkeitsbestimmend.

Gut, man könnte einwenden, dass die nucleophile Anlagerung an das Substrat nach der Abspaltung der Fluchtgruppe so rasch geschieht, dass es verglichen mit der sehr langsamen Abspaltungsreaktion der Fluchtgruppe vom Substrat nicht wirklich ins Gewicht fällt, ob sie nun vergleichsweise extrem schnell (hohe Nucleophilkonzentration) oder nur sehr schnell (geringe Nucleophilkonzentration) stattfindet. Aber TROTZDEM müsste ein winziger, von der Nucleophil-Konzentration abhängiger Geschwindigkeitsunterschied auftreten, oder? Wo ist mein Denkfehler?

[alpha]

Naja, im Extremfall, wenn es kein Nucleophil hat - dann laeuft die Reaktion natuerlich auch nicht ab, da hast du schon recht. Was die Aussage, dass die Reaktionsgeschwindigkeit nicht vom Nukleophil abhaengt, bedeutet, ist dass fuer eine "vernuenftige" Menge (z.B. stoechiometrisch, weil du die Reaktion ja schon gerne ablaufen sehen wuerdest) von Nucleophil die erste Stufe so langsam ist, dass ein Ueberschuss Nucleophil nichts helfen wuerde...

Kurz, du hast keinen Denkfehler gemacht - nur vergessen, dass Chemiker pragmatisch sind: "winziger" Unterschied wird mit "kein" Unterschied angenaehert - sonst kann man bald gar keine qualitativen Aussagen machen

Das ist so wie unimolekulare Reaktionen (Reaktionen erster Ordnung): Ausser fuer den radioaktiven Zerfall und intramolekulare Reaktionen sind die fast nie "realistisch" (natuerlich gibt's Ausnahemen, z.B. gewisse Zerfallsreaktionen)

Gruesse
alpha

[Gast]

Danke für die rasche Antwort!

Kurz noch zum Beginn der SN1-Reaktion. Es heißt, das Substrat spaltet ohne Beteiligung des Nucleophils die Fluchtgruppe ab. Warum tut es das?
Handelt es sich dabei um eine Gleichgewichtsreaktion, d.h. würde beständig die Fluchtgruppe abgespalten und wieder angelagert, falls kein Nucleophil vorhanden wäre?

LG,
schon weniger frustrierter Student

[alpha]

Ja, ich wuerde es als Gleichgewichtsreaktion (vorgelagertes Gleichgewicht wird das in der Kinetik normalerweise genannt) betrachten.
Falls du wirklich mikroskopische Details wissen willst, solltest du auch nicht vergessen, dass diese Reaktionen normalerweise nur in polaren Loesungsmitteln ablaufen (d.h. im Zweifelsfalle koennte auch ein solvolysiertes Zwischenprodukt entstehen) und dass in den meisten Faellen die Dissoziation unvollstaendig ist, d.h., selbst auf der Seite des Zwischenproduktes (des Carbokations) ist das Gegenion nicht weit weg - man spricht haeufig von Ionenkomplexen, glaube ich.

Die "ideale" SN1 Reaktion mit einem Produktgemisch das 50:50 auf die Angriffe der si- und re-Seite (falls es sich um ein entsprechendes Edukt handelt) zurueckzufuehren ist, tritt selten ein.

Gruesse
alpha