Кратко — две основные схемы нуклеофильной замены различаются механизмом $пошаговыйvs.одноступенчатый$, кинетикой и зависимостью от свойств реагентов и среды. Ниже — сопоставление по важнейшим факторам и как это проявляется в кинетике и экспериментах.

1) Механизм и кинетика

SN1:

Механизм: двухступенчатый. Сначала медленная разрывная стадия — образование карбокатиона $иуходящейгруппы$, затем быстрая ловушка карбокатиона нуклеофилом.Скорость: первая $лимитирующая$ стадия зависит только от концентрации субстрата: rate = k$$substrат$$. Нуклеофил не входит в закон скорости $влияниенуклеофиланаскоростьминимально$.Стереохимия: в идеале — рацемизация $карбокатионплоский$, но возможна частичная стереоселективность из-за контактных ионных пар $частичноесохранениеконфигурации$.Часто сопровождается перестройками $реарранжментами$ карбокатиона.

SN2:

Механизм: одноступенчатый $концертный$ — одновременное нападение нуклеофила и уход группы через обратный $переходный$ комплекс.Скорость: зависит от концентраций субстрата и нуклеофила: rate = k$$substrат$$$$нуклеофил$$.Стереохимия: чистое обращение конфигурации $Walden‑инверсия$ при атаке с обратной стороны.Нет карбокатионных перестроек.

2) Структура субстрата $стерическиеиэлектронныеэффекты$

Мечтательные правила:
Метильные и первичные $беззначительнойстабилизациикарбокатионом$ — почти всегда SN2 $легкодоступенцентр,плохаякарбокатионнаястабилизация$.Вторичные — могут идти и SN2, и SN1; предпочтение определяется нуклеофилом, растворителем и стабильностью карбокатиона.Третичные — преимущественно SN1 $карбокатионстабилен,SN2препятствуетсястерикой$.Исключения: первичные или вторичные атомы, сопряжённые с фенилом/аллилом/бензилом или другими резонансными стабилизирующими группами — SN1 возможен/легче $бензильный,альлил‑карбокатионыстабилизированы$.

3) Нуклеофил

Сильный, «свободный» нуклеофил $OH-,OR-,RS-,CN-,NH2-ит.п.$ — способствует SN2 $участвуетвлимитирующейстадии$.Слабые нуклеофилы $H2O,ROH,ацетонитрилидр.$ — не ускоряют SN2; такие условия благоприятствуют SN1, если субстрат может дать стабильный карбокатион.Нуклеофильность и базисность: часто коррелируют, но не тождественны; для SN2 важна нуклеофильность $скоростьатаки$, для E2/основания важна базисность.

4) Растворитель

Полярные протичные $водa,спирты$:
Стабилизируют ионы $особеннокарбокатионыиуходящуюгруппу$ за счёт водородной связи; увеличивают скорость реакций, идущих через ионный промежуточный $SN1$.Одновременно сильно сольватируют $«запирают»$ анионные нуклеофилы, понижая их реактивность — это замедляет SN2.Полярные апротонные $ДМСО,ацетонитрил,DMF$:
Хорошо стабилизируют катионы, но плохо сольватируют анионные нуклеофилы → нуклеофил более «свободен» и реактивен, что благоприятствует SN2.Немного полярные/неполярные среды:
Менее стабилизируют карбокатионы → SN1 медленнее; SN2 может идти, но концентрация свободных ионов важна.

5) Уходящая группа

Чем лучше LG (более стабилен отрицательный заряд: I− > Br− > Cl− > F−, сульфонаты: OTs, OMs и т. п.), тем легче и для SN1 $ухудшениеэнергетическогобарьерадляобразованиякарбокатиона$, и для SN2 $легчеразрываетсясвязь$.Плохие уходящие группы требуют дополнительных мер $протонирование,превращениевлучшуюLG$.

6) Другие факторы

Стабилизация промежуточного карбокатиона $электроноакцепторы/доноры,алкильныегруппы$ — важна для SN1.Соседняя группа $anchimericassistance,внутримолекулярнаяпомощь$ может ускорять $частоSN1‑подобные$ процессы.Ионная сила, каталитические анионы/катионы, комплексообразование с нуклеофилом $см.ион‑пары$ влияют.Температура: общая зависимость от энергии активации; при повышении часто усиливаются конкурирующие отщепления $E1/E2$.

7) Как это проявляется в экспериментах

Закон скорости: измеряют порядок по нуклеофилу. Если скорость меняется при изменении $$нуклеофил$$ — SN2; если нет — SN1.Стереохимия: определяют конфигурацию продукта — инверсия → SN2; расцемизация → SN1.Эффект растворителя: перевод в полярный протичный усилит скорость реакции, если она идет через карбокатион; в апротонном — усилится SN2.Перестройки/побочные продукты: наличие реарранжментов указывает на карбокатион $SN1$.Зависимость от качества уходящей группы: оба пути ускоряются, но для SN1 особенно важно хорошее LG.

Короткая «памятка»

SN2: предпочитают метил/1° $малыйстерическийбарьер$, сильный нуклеофил, полярный апротонный растворитель; kinetics: вторый порядок $rate\propto [S][Nu]$; стереоселективность — инверсия.SN1: предпочитают 3° и стабилизированные $бензильный/аллильный$ субстраты, слабые нуклеофилы, полярные протичные растворители; kinetics: первый порядок $rate\propto [S]$; стерео — рацемизация + возможные перестройки.

Если нужно, могу привести конкретные пример‑реакции с уравнениями скоростей и объяснить экспериментальную проверку $какпоставитькинетическийэксперимент,какиеизмерятьзависимости$.