Ниже — короткое, но полное объяснение механизма, кинетики и причин различий в реакционной способности первичных и третичных спиртов при замещении OH− на Br $пример:этанол+HBr\to бромэтан+H2O$.

Механизм для этанола $первичныйспирт$

Протонирование:
EtOH + HBr ⇌ EtOH2+ + Br−
$быстроеслужебноеравновесие:OHпревращаетсявхорошуюуходящуюгруппу—воду$

Нуклеофильная замещающая стадия $SN2,медленная,лимитирующая$:
Br− атакует углерод, связанный с O+, одновременно происходит отрыв H2O:
EtOH2+ + Br− → EtBr + H2O
$одностадийныйобратныйход—классическоеSN2;требуетодновременногоподходануклеофилаиудаленияводы$

Кинетика для первичного спирта $этанола$

Скорость реакции пропорциональна концентрациям обоих реагентов:
rate ≈ k $$ROH$$$$Br-$$ $еслипротонированиебыстроиприсутствуетдостаточныйHBr$.То есть это второй порядок $бимолекулярный,SN2-характер$.

Механизм для третичного спирта

Протонирование $какираньше$:
R3COH + HBr → R3COH2+ + Br−

Отщепление воды → образование стабильного карбокатиона $медленнаяRDS$:
R3COH2+ → R3C+ + H2O $унимолекулярная,SN1$

Захват карбокатиона бромид-анионом:
R3C+ + Br− → R3CBr $быстро$

Кинетика для третичного спирта

Скорость определяется стадией образования карбокатиона:
rate ≈ k $$R3COH$$ $первыйпорядок,SN1-реакция$, не зависит от концентрации Br− в RDS.

Почему третичные спирты реагируют быстрее, чем первичные

Стабильность интермедиатов:

Третичный карбокатион сильно стабилизирован эффекты гиперкон jugации и +I-эффектами трёх алкильных заместителей → низкая энергия активации для потери воды → быстрый SN1-путь.Первичный карбокатион крайне нестабилен, поэтому SN1 путь для первичных спиртов практически невозможен; реакция идёт через SN2, требующую одновременного подхода нуклеофила и удаления уходящей группы → более высокий барьер при этих условиях.

Стерические и кинетические эффекты:

В SN2-реакции стерические препятствия замедляют подход нуклеофила; первичный углерод менее затруднён, потому SN2 для первичных относительно благоприятен, но всё равно в кислой среде образование хорошей уходящей группы $H2O$ и необходимость прямого столкновения делает процесс медленнее, чем для стабилизированного SN1 у третичных.У третичных SN2 практически исключён из‑за сильной стерики, но это компенсируется быстрым SN1-за счёт стабильного катиона.

Другие факторы, влияющие на скорость

Сила кислоты $чемсильнеекислота,темполнеепротонированиеOHивыше[Br-]$.Концентрация нуклеофила $Br-$: для SN2 $первичные$ увеличение $$Br-$$ ускоряет, для SN1 $третичные$ скорость в RDS от $$Br-$$ не зависит.Растворитель: полярные протонирующие $полярныепрото\acute{и}ческие$ растворители стабилизируют карбокатион → способствуют SN1; полярные апротические растворители увеличивают нуклеофильность анионов → благоприятствуют SN2.Температура: повышает скорость по закону Аррениуса.Стабилизация или делокализация положительного заряда $смежныеалкильныегруппы,ароматические/винильныеэффекты$ — ускоряют SN1.Наличие каталитических ионов $напримерZnBr2вреакцияхсHCl—«реагентЛукаса»$ может усилить уходящую способность и изменить механизм.

Итог

Этанол с HBr реагирует по механизму с протонированием OH, затем SN2-замещением $дляпервичныхспиртов$.Третичные спирты реагируют обычно через SN1 $протонирование\to отрывводыиобразованиестабильногокарбокатиона\to захватBr-$, поэтому идут быстрее: RDS для третичных — образование стабилизированного карбокатиона $первыйпорядок$, для первичных — трудная бимолекулярная SN2-стадия $зависитот[Br-]$.

Если нужно, могу нарисовать пошаговые стрелки механизма или привести сравнение скоростей на примерах $Lucastest:третичныереагируютмгновенно,вторичные—черезминуты/часа,первичные—оченьмедленно$.