Кратко напомню суть механизмов, затем разберу два примера и перечислю, какие факторы и почему смещают равновесие в пользу SN1 или SN2.

1) Суть механизмов

SN2 — одномолекулярная в переходном состоянии реакция второго порядка: скорость ∝ [субстрат][нуклеофил]. Механизм — одновременный атака нуклеофила сзади и уход лигандa (бэксайд-атака) → инверсия конфигурации. Чувствительна к стерическому затруднению и к силе нуклеофила.SN1 — двухстадийная: сначала медленная диссоциация C–L → карбокатион + L− (скорость ∝ [субстрат]), затем быстрая атака нуклеофила. Характерны образование карбокатиона (возможна рацемизация, перестройки), предпочтительна при стабильных карбокатионах и в средах, стабилизирующих ионы.

2) Примеры

a) 2‑бромбутан (секундaрный бромид)

Возможны оба пути.Если сильный ненасыщенный нуклеофил в полярном апротическом растворителе (NaCN, NaI в DMSO/acetone), SN2 предпочтителен: скорость зависит от концентрации нуклеофила, наблюдается преимущественно инверсия конфигурации на C2, минимум карбокатионных перестроек.Если слабый нуклеофил/нейтральная или протонная среда (вода, спирты), и особенно при повышенной температуре и хорошем уходящем лигандe (Br−), часть реакций может идти через SN1: образование вторичного карбокатиона (менее стабилен, чем третичный) — медленнее, даёт частичную рацемизацию и конкуренцию с E1 (образование алкенов). То есть вторичный субстрат — пограничный: выбор пути сильно зависит от условий.

b) т‑бутилхлорид (третичный хлорид)

Практически не реагирует через SN2 из‑за сильного стерического затруднения при тетральной (третичной) централизации (попадание нуклеофила для бэксайд‑атаки затруднено).В полярных протонных растворителях (вода, спирты) и при обычных нуклеофилах идет SN1: быстрое образование стабилизированного третичного карбокатиона (сильная стабилизация за счёт гиперконъюгации/индуктивного эффекта) → атака нуклеофила → продукт (напр., t‑бутанол). Конкурирует с E1, особенно при повышенной температуре или в присутствии слабых оснований.

3) Факторы, определяющие предпочтительный путь

Структура субстрата (стерика и степень замещения)

SN2 благоприятен для первичных и некоторых вторичных (малые заместители), нежелателен для третичных.SN1 благоприятен для третичных > вторичных > первичных (первичные карбокатионы крайне нестабильны, поэтому SN1 для первичных встречается только при сильной стабилизации, напр. бензильный, аллильный).

Стабилизация карбокатиона

Резонансная (бензильный, аллильный), гиперконъюгация, индуктивный эффект — всё это делает SN1 более выгодным. Третичный карбокатион стабилен → SN1 легко идёт (пример: t‑бутилхлорид).

Растворитель

Полярные протонные (водa, спирты) стабилизируют ионы, сольватируют уходящий лиганд и карбокатион → способствуют SN1.Полярные апротонные (DMSO, DMF, ацетон, ацетонитрил) не так сильно сольватируют нуклеофилов → делают нуклеофил «сильнее», что усиливает SN2.Неполярные растворители снижают ионизацию → SN1 затруднена.

Сила и природа нуклеофила

Сильные ненасыщенные нуклеофилы (CN−, RS−, I− в апротонных) ускоряют SN2.Слабые нуклеофилы (H2O, R‑OH) не способствуют SN2, но при этом в полярных протонных средах SN1 возможен.

Уходящая группа

Чем лучше уходящая группа (I− > Br− > Cl− > F−), тем легче ионизация и тем более вероятен SN1. Для SN2 тоже важно хороший уходящий лиганд, но влияние меньше ключевое, чем на SN1.

Температура

Повышение температуры ускоряет обе реакции, но обычно повышенная T усиливает долю элементарных процессов с положительной энтропией активации. Практически чаще при повышении температуры увеличивается вклад элиминации (E1/E2). В частных случаях повышение T смещает соотношение в пользу SN1 если ∆S‡ для SN1 более положителен по сравнению со SN2; однако в реальных системах эффект температуры сложен и чаще ведёт к усилению конкуренции со стороны элиминирования. Вывод: T важна, но её влияние зависит от конкретных энтропий/энергий активации и от конкуренции с E1/E2.

4) Итог применительно к двум примерам

2‑бромбутан:
При сильном нуклеофиле + полярный апротонный растворитель → SN2 (инверсия).При слабом нуклеофиле и полярном протонном растворе (вода, спирты) и/или нагреве → возможно SN1 (частичная рацемизация, конкуренция с E1).т‑бутилхлорид:
Практически SN1 в полярных протонных средах (образуется третичный карбокатион → замещение или элиминирование); SN2 исключён из‑за стерики.

Если нужно, могу привести конкретные экспериментальные примеры условий (растворители, нуклеофилы) и ожидаемые продукты/стереохимию для каждого случая.