Substitution et élimination : mécanismes concurrents

Une substitution nucléophile remplace un groupe partant par un nucléophile. Une élimination retire deux groupes sur des atomes voisins pour former une liaison multiple. Substrat, nucléophile ou base, solvant et température influencent la compétition ; une formule brute ne suffit pas à choisir un mécanisme.

Le mécanisme SN2 est concerté avec attaque et départ dans la même étape ; sa loi idéale est $v=k[RX][Nu]$. Le mécanisme SN1 passe par une ionisation déterminante dans son cadre usuel, donnant $v=k[RX]$. E2 est une élimination concertée, E1 passe par un intermédiaire carbocationique. Molecularité d'une étape et ordre global mesuré ne doivent pas être confondus sans modèle.

À température et solvant fixés, on double la concentration du substrat et triple celle du nucléophile. Une loi SN2 prédit une vitesse multipliée par 6 ; une loi SN1, par 2. Cette comparaison distingue les deux lois proposées mais ne prouve pas à elle seule tous les détails d'un mécanisme réel. La SN2 donne une inversion géométrique au centre attaqué ; le changement du label R/S dépend aussi des priorités des substituants avant et après.

Le tableau compare la dépendance en deux concentrations. Le nucléophile n'entre pas dans la loi SN1 simplifiée parce qu'il n'intervient pas dans l'étape déterminante considérée. Il ne disparaît pas pour autant du bilan chimique.