Page 299 - ตำราเคมีอินทรีย์ [Jadsada Ratniyom]

อัลคิลเฮไลด์ (alkyl halide) 271

6.6.2 กลไกแบบ SN1
(SN1 mechanism)
ปฏิกิริยาแทนที่ที่เกิดผ่านกลไกแบบ SN1 คือ ปฏิกิริยาการแทนที่ที่เกิดผ่านกลไก 2
ขั้นตอนย่อยขั้นที่ 1 เป็นการสลายพันธะ C–X เกิดเป็นคาร์โบแคทไอออน (carbocation) และ

leaving group ส่วนขั้นที่ 2 นิวคลีโอไฟล์เข้ามาสร้างพันธะกับ คาร์โบแคทไอออน สร้างพันธะใหม่
C–Nu โดย SN1 ย่อมาจาก unimolecular nucleophilic substitution

ในการอธิบายกลไกการเกิดปฏิกิริยาแบบ SN1 ในรายละเอียดที่มากขึ้น เราจะใช้
–
ปฏิกิริยาระหว่าง (CH3)3CBr กับ CH3COO เป็นปฏิกิริยาตัวอย่าง ในปฏิกิริยานี้ (CH3)3CBr ทำหน้าที่
เป็นอิเล็กโทรไฟล์ ส่วน CH3COO จะทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์ ดังแสดง
–

กลไกการเกิดปฏิกิริยาแบบ SN1 นี้จะเกิดเป็นขั้นตอนทีละขั้น โดยจะเกี่ยวกับการสลายพนธะก่อนแล้ว
ั
ึ้
ค่อยมีการสร้างพันธะใหม่ขนทีละขั้น โดยทั่วไปปฏิกิริยาแบบ SN1 มี 2 ขั้นตอน โดยขั้นแรก พนธะซิก-
ั
มาระหว่าง C–Br ของ (CH3)3CBr จะแตกออกก่อน เขียนลูกศรจากพันธะ C–Br ขึ้นไปที่ Br อะตอม
–
(ดูภาพที่ 6.10 ประกอบ) เพราะ Br มีค่า EN สูงกว่าคาร์บอนจะเกิดเป็น Br และ 3° คาร์โบแคท
ไอออน ขั้นนี้จะเกิดได้ช้ามากเพราะเกี่ยวข้องกับการแตกพันธะ ขั้นนี้มักเป็นขั้นกำหนดอัตราเร็วของ
–
ปฏิกิริยา (rate-determining step) ขั้นถัดมา CH3COO (นิวคลีโอไฟล์) จะเข้าชนที่คาร์โบแคท
ไอออนสร้างพันธะซิกมาขึ้นมาใหม่เป็นพันธะ C–O ขั้นที่สองนี้จะคล้ายปฏิกิริยากรดเบสของลิวอส ขั้น
ิ
นี้จะเกิดขึ้นเร็วกว่าขั้นแรก เพราะไม่มีการสลายพันธะ แต่มีการสร้างพันธะขึ้นใหม่ (คายพลังงาน)
รายละเอียดดังแสดงในภาพที่ 6.10

จากกลไกการเกิดปฏิกิริยาแบบ SN1 ขั้นที่อัลคิลเฮไลด์มีการสลายพันธะจะเกิดช้าสุดจึง
เป็นขั้นกำหนดอัตรา อัตราเร็วของปฏิกิริยาจึงขึ้นกับอัลคิลเฮไลด์ สอดคล้องกับผลการทดลองโดยหาก
เพิ่มความเข้มข้นของอัลคิลเฮไลด์เป็นสองเท่า อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้น แต่หากลองเพมความ
ิ่
เข้มข้นของนิวคลีโอไฟล์จะไม่มีผลต่ออัตราเร็วของปฏิกิริยา ดังนั้น กฎอัตราของปฏิกิริยาแบบ SN1 จึง
ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารตั้งต้นเพียงตัวเดียว คือ สารอัลคิลเฮไลด์ [RX] กฎอัตราของปฏิกิริยา
แบบ SN1 นั้นจึงเป็นปฏิกิริยาอันดับหนึ่งและสามารถแสดงได้ดังนี้
SN1 Rate = k[RX]

หรืออาจเขียนตามปฏิกิริยาด้านบนได้เป็น

SN1 Rate = k[(CH3)3CBr]