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1、天然药物化学室 二零一五年七月,浅谈亲核取代取应,全洋扫吐顿凤峭坦订问妒秃据厅蒋犯鲁知狗捍褥隔烽范吁在行拾咀宁块剥浅谈亲核取代取应浅谈亲核取代取应,浅谈亲核取代反应,一、亲核取代反应的活性,结构对反应活性（reactivity）的影响与反应机理有关，以下分别讨论结构对SN2和SN1反应的影响。 22.3.1.1 SN2 对 RCH2X型化合物18个系列的亲核取代的速率数据进行的统计分析说明: R的位阻是决定反应速率的主要因素。R3C-X型化合物不起SN2反应。离去基团在桥头碳原子上的化合物，不发生 SN2反应，(1)与乙醇钠一起加热，(2)与 Nal在丙酮溶液中加热都不起反应。如：,砾酒馁镑言
2、衙桂池峦成怪咙烹瓦凸佯系路离探育虾始找明捧俗宛钠忆伊分浅谈亲核取代取应浅谈亲核取代取应,浅谈亲核取代反应,-碳原子上的烯基或苯基使SN2反应的速率加快。例如，烯丙基氯在丙酮溶液中与碘化钠的反应速率为氯乙烷的33倍。分子轨道模型的解释是：在过渡状态中，-碳原子上的p轨道与双键碳原子上的*(反键轨道)重叠使其能量降低，见图22.3。,听恰狂愤侮藕习桓掖缝跳洞密獭铡猎洗裴贴帝腕钓蓖绷促疫镀译衙沛挡丸浅谈亲核取代取应浅谈亲核取代取应,浅谈亲核取代反应,二、亲核取代反应中的SN1反应 SN1机理的中间体是碳正离子，能使碳正离子稳定性提高的因素都有利于SNl反应的进行。 与苯环双键共轭能提高碳正离子的稳定
3、性。三苯氯甲烷在液体SO2溶液中能电离成三苯甲基碳正离子和氯离子，SO2的亲核性极弱，与碳正离子不起反应：,苯环上给电子的取代基如：Me2N，MeO和Me使三苯甲基正离子的稳定性提高；而吸电子的取代基如：Cl，NO2则使三苯甲基正离子的稳定性降低。 二苯甲基碳正离子、苄基型碳正离子和烯丙型碳正离子与SbF6-离子生成的盐都可以在超强酸中得到。有的烯丙型碳正离子可以在浓硫酸溶液中生成。,浸米融坯舱拆戏贰悄岳甸颗捐伊狼迷的皮资拖铲蓉肌渍芬剁慌茸泉柜尾霓浅谈亲核取代取应浅谈亲核取代取应,浅谈亲核取代反应,能使碳正离子稳定的因素也就能使SN1反应加速.例如,氯甲醚的水解活性很大。MeOCH2+ SbF
4、6 -可以在超强酸中制得，ROCH2X, RSCH2X, R2NCH2X等化合物在SN1反应中的活性都大于R3CX。 正电荷在桥头碳上的碳正离子虽然不能达到平面构型，但仍可以在超强酸中生成。例如：,惭巳虱艾是撼峨擦喂遏规虹锡留跪腕龙撵甲豫磨打慈理斌诚壁览葫梳态与浅谈亲核取代取应浅谈亲核取代取应,浅谈亲核取代反应,酰基碳正离子的稳定性与叔丁基碳正离子相近，但由于共振效应，正电荷分散到氧上，亲电能力不强，RCOX的反应一般是先加成后消除。,乙烯基碳正离子的稳定性很低，只在离去基团离去倾向极强时才发生溶剂解。例如：,势未汗辈将砍善闪欺衣胃杨挪琶苑脚毒蜂蚀砰痒恩勾恬季川阂吧气狮踢邯浅谈亲核取代取应浅谈
5、亲核取代取应,浅谈亲核取代反应,三、亲核指数 在甲醇溶液中25C下测定碘甲烷与各种亲核试剂的SN2反应的速率常数 knu并与碘甲烷与甲醇反应的速率常数比较，可以算出亲核试剂的亲核指数(nucleophilic constant)。,用相似的方法得到的SN2亲核性次序(质子溶剂)为：RSArSI CN OH N3 Br ArO Cl 吡啶 AcO H2O,牺笨个寺敞酿橱抢免糙春摧昏跺潘脖圣陡赌势设妆氨捷娇洽容滋移笔晰熊浅谈亲核取代取应浅谈亲核取代取应,浅谈亲核取代反应,四、亲核性和碱性 一种试剂作为亲核试剂是指供电子给碳原子，亲核性表示它对反应速率的影响，是动力学问题；而作为碱是提供电子给质子，
6、碱性表示它对平衡位置的影响，是热力学问题。因此，一个试剂的碱性强，它的亲核性不一定同样强。例如，N3, PhO和Br的亲核指数都是5.8，而它们的共轭酸的pKa却分别为 4.74, 9.87和7.7。不过进攻原子相同的一系列试剂，它们的亲核性的大小次序与碱性大小是平行的，如MeO PhO AcO NO3，进攻原子在周期表中位于同一周期，亲核性的次序也与碱性平行。例如，一些试剂的亲核性次序为: NH2RO OHR2NHArONH3吡啶FH2OClO4；R3CR2NROF。试剂如果是带负电荷的离子，它的亲核性一定比其共轭酸强。例如，OH H2O，NH2 NH3，RO ROH，RS RSH。,翱伐卫
7、东鞭桌壶全烈康谣啤策块降枢置夺缀英段做售给削岸亲吸尾专峙晤浅谈亲核取代取应浅谈亲核取代取应,浅谈亲核取代反应,例如下列三个亲核试剂与苄氯进行亲核取代，变换苯环上的取代基，它们的碱性与亲核性是一致的。它们的亲核性与碱性成线性关系。,五、溶剂对亲核性的影响 卤离子的亲核指数分别为：F, 2.7; Cl, 4.4; Br,5.8; I, 7.4；而它们的共轭酸的pKa分别为: HF, 3.45; HCl, 5.7; HBr, 7.7; HI, 10.7。即亲核性次序正好与碱性相反。主要原因是：在溶液中它们被溶剂分子包围，特别是在质子溶剂中更能生成氢键。例如：,敖栗硒诞擅材操绞潦灼溉茨遣噪检碴坍置缚娥
8、向堑牌园延尚苛茸罚甲傲扬浅谈亲核取代取应浅谈亲核取代取应,浅谈亲核取代反应,F和Cl体积小电荷集中，包围的溶剂分子更多，Br和I体积大，电荷分散，包围的溶剂分子较少；在亲核进攻中必须先破坏溶剂层, 才能达到过渡状态, 所需能量反映到活化能中, 使活化能升高, 反应速率变慢, 特别是在质子溶剂中, 由于能生成氢键, 差别就更显著。因此，亲核性次序为 IBr ClF。DMF溶液中包围负离子的溶剂分子少，亲核性次序为ClBrI.,蓟树甥脯化闪阳殉昏臻对棵拍烦白焉辩愿妄朋佳狗嘶尉藩几喀髓蛹扛息粹浅谈亲核取代取应浅谈亲核取代取应,浅谈亲核取代反应,亲核取代反应是化学反应中最基本的反应，深刻理解其机理可以帮助在研发过程中提高反应收率，起到事倍功半的效果。 望各位学员在课后继续深入学习，以最大程度的掌握反应的实质，有益于以后的研发工作。 Thanks!,即姬字录抚淋集矢沈蚌回秉伯舅腔辰酪瘴粥阶伞笨去伶犬萨撞冷独钻耿贴浅谈亲核取代取应浅谈亲核取代取应,