影响亲核取代反应活性因素
SN、E机理及影响,X活性比较,RX制备
S N /E 反应机理及竞争、三类卤代烯烃反应活性比较，卤代烃制备一、S N 反应机理（一）单分子亲核取代（S N 1，决速步骤只涉及底物一方）典型反应：OH(CH 3)3COH +Br+(CH 3)3C Br__1、历程：+Br (CH 3)3CBr慢(CH 3)3C Brδδ+_(CH 3)3C+_中间体决速步骤+OH(CH 3)3C +_(CH 3)3COHδδ+_(CH 3)3COH2、S N 1的特点： （1）反应分步完成（2）产生C +中间体（决速步骤） （3）动力学上属一级反应v=k[RX]（碳正离子重排和立体化学不要求）3、推论：（1）按S N 1历程进行反应活性排序（掌握）→考虑C +稳定性烯丙基型/苄基型> 叔R X ＞仲＞伯>乙烯型/卤苯>乙烯型/卤苯（2）S N 1历程会涉及C +的重排（了解）：CH 3CH 2BrCH 3CH 32+3CH (CH 3)2C +CH 2CH 3(CH 3)2CCH 2CH 3-迁移规律：芳基＞烷基＞氢（3）S N 1的立体化学（了解）例如：MeEtCHBr + OH -→？CH Me构型保持+CHO MeH C OHMeH 构型转化外消旋体结论：①C +稳定↑，外消旋体比例↑②C +稳定↓，转化产物比例↑（二）双分子亲核取代（S N 2，决速步骤涉及底物和试剂双方）典型反应：+OHCH 3_Br CH 3OH +Br _1、历程：+Br __BrH δ-CHO HH过渡态构型翻转背面进攻2、S N 2的特点：（1）反应一步完成，无中间体 （2）产物构型翻转（瓦尔登转化）（3）动力学上属二级反应v=k[RX][OH -]3、推论（掌握）：（1）按S N 2历程进行反应活性排序→考虑中心C 周围的空间位阻（伯RX ＞仲＞叔） （2）S N 2的立体化学：背面进攻→产物构型翻转（瓦尔登转化）（三）亲核取代反应（S N ）的影响因素（对反应活性的影响）要求掌握：烃基结构R －（Ar －）的影响、离去基团X 的影响。
亲核取代反应及其影响因素
亲核取代反应及其影响因素摘要：饱和碳原子上的亲核取代反应主要有两种：单分子亲核取代反应(S N1)与双分子亲核取代反应(S N2)。
大多数反应介于这两种极端情况之间。
人们提出离子对机理与邻近基团参与的理论来解释反应情况与构型变化的问题。
亲核取代反应的反应速度，与烃基的数量、离去集团的大小、亲核试剂的活性以及溶剂的极性等有关。
一般来说，烃基数量少，离去基团大，亲核试剂亲核性强，溶剂的极性弱，对S N2反应有利；烃基数量多，离去基团大，溶剂的极性强，对S N1反应有利。
另外，亲核取代反应和对应的消除反应（单分子消除反应E1、双分子消除反应E2与S N1、S N2）互为竞争性反应。
强碱和较高的温度有利于消除，弱碱和强亲核试剂有利于取代；有利于碳正离子生成的条件，有利于按单分子机理进行；不利于底物异裂的条件，有利于双分子反应。
正文：一、烷基结构的影响1．烷基的结构对S N2 反应的影响反应中，如果中心碳原子上连接的取代烷基（支链）越多，它们对亲在卤代烷的SN2核试剂从碳卤键背后进攻中心碳原子的空间位阻就越大，使得发生有效碰撞的概率大为下降；而在过渡态时众多的支链与中心碳原子要保持在同一个平面内，其张力是很大的，这就使形反应的活性下降，反应速成过渡态需要有非常高的活化能，这些都将导致卤代烷进行SN2率减小。
例如，I-与下面各溴代烷的丙酮溶液中于25℃发生S N2 反应时的相对反应速率为：反应的速率也有明显的影响，即卤如果在卤代烷的β- 碳原子上连有支链烷基时，对SN2代烷中心碳( α- 碳)原子上连接的烷基体积越大，其空间位阻越大，不利于亲核试剂的攻击。
反应时，在其它条件相同时，不同结构卤代烷的反应活性综上所述，卤代烷进行SN2次序为：2．烷基的结构对S N1 反应的影响在S N1 反应中，由于决定反应速率的步骤是碳正离子的生成。
因此，烷基子离子越稳，越易形成，生成时的活化能越低，反应速率也越快，由于烷基正离子稳定性的顺序是：(CH3)3C+>(CH3)2CH+>CH3CH2+>CH3+所以，在S反应中，卤代烷的活性顺序为：R3CX > R2CHX > RCH2X > CH3X N1(3°>2°>1°>CH3X)，例如：卤代烷与AgNO溶液的反应被认为是S N1 机理。
8.3影响亲核取代反应的因素
4
08-03 影响亲核取代反应的因素
b. 对SN1的影响：烷基的供电子效应及C-H的 σ-p 超共轭效应有利于稳 定碳正离子中间体。 有利于稳定碳正离子的因素就有利于SN1反应。
SN1反应速度：叔卤代烃 > 仲卤代烃 > 伯卤代烃
CH3 CH3 CH3-C-X > CH3-CH-X > CH3CH2-X > CH3-X CH3
08-03 影响亲核取代反应的因素
主讲人：袁金伟
08-03 影响亲核取代反应的因素
影响亲核取代反应机制的因素 □ 底物卤代烃的结构 □ 亲核试剂的亲核能力 □ 离去基的离去能力 □ 溶剂效应
08-03 影响亲核取代反应的因素
□ 卤代烃结构的影响 a. 对SN2的影响：与X相连的C上连接的基团体积越小，易进行SN2反应。
08-03 影响亲核取代反应的因素
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08-03 影响亲核取代反应的因素
□ 亲核试剂亲核能力的影响 在SN1反应中，决定反应速度的步骤是 R-X 的离解，而与亲核试剂的
亲核性和浓度的改变无关，对SN1反应影响不大。
在SN2反应中，由于亲核试剂参与过渡态的形成，因此，亲核试剂的 亲核性和浓度越大，体积越小，则SN2反应速率越快。 一些试剂的亲核能力比较： HS- > RS- > CN- > I- > NH3 > OH> Br- > OR- > Cl- > F- > H2O
反应物
极性变化不大
过渡态
极性溶剂对它的稳 定化作用比反应物 差
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08-03 影响亲核取代反应的因素
例如， I- 与下面各溴代烷的丙酮溶液中于25℃发生 SN2 反应时的相对反 应速率为： 相对转化速率（ SN2 ） CH3Br > C2H5Br > (CH3)2CHBr > (CH3)3CBr
亲核取代反应及其影响因素
亲核取代反应及其影响因素航03班 林三春 2010011556摘要：本文分为四部分。
第一部分论述了亲核取代反应的组成部分：亲核试剂、离去基团、反应底物，特地列出了常见的亲核试剂、常见的离去基团。
第二部分论述了亲核取代反应机理，主要论述了四种：SN1、SN2、离子对机理和邻近基团参与机理，其中还包括各种机理的实验现象验证，以及对反应产物的影响，如对构型的影响。
第三部分论述了亲核反应的影响因素，主要有烃基、离去基团、溶剂和亲核试剂四种，详细地说明了这四种因素如何影响反应。
给出了判断离去基团的好坏，以及比较亲核试剂的亲核性的方法。
最后一部分论述了亲和取代反应与消除反应的竞争关系，其中包括SN1与E1竞争，SN2与E2竞争。
主要以卤代烃为例阐述的。
在论述的同时，还附有适当的图示，以及实验数据，通过比较等手段，使得论述更加有说服力。
全文通过这四个部分，详细、全面地介绍了亲核取代反应。
正文：亲核取代反应，简称SN 亲核取代反应，通常发生在带有正电或部分正电荷的碳上，碳原子被带有负电或部分负电的亲核试剂（Nu:-）进攻而取代。
一、亲核取代反应的重要组成成分：亲核取代反应中涉及到的三个重要组成成分为：亲核试剂、离去基团、反应底物。
称为反应底物。
进攻反应底物的试剂CH30Na (或CH3O —)是带着电子对与碳原子结合成键的，它本身具有亲核性，称为亲核试剂，一般用Nu 表示。
这类反应之所以称为亲核取代也正是因为它是由亲核试剂进攻反应底物而引起的取代反应。
反应底物上的溴原子带着电子对从碳原子上离去，所以Br-；称为离去基团，一般用L 表示。
该取代反应是在与溴相连的那个碳原子上进行的，常称该碳原子为中心原子，或反应中心。
．一般的亲核取代反应可以用如下的通式表示： 。
其中R —L 为反应底物，L —为离去基团，Nu —为亲核试剂，弯箭头表示电子转移的方向。
1、亲核试剂：亲核性是指：带负电荷或孤对电子的试剂即亲核试剂对亲电子原子的进攻的能力。
影响亲核取代反应的因素
影响亲核取代反应的因素2010-04-27 08:55饱和碳原子上的亲核取代反应可按SN1和SN2两种不同历程进行。
亲核取代反应的两种历程，在反应中同时存在，相互竞争。
但对一种反应物来说, 在一定条件下, 与亲核试剂作用时, 我们能否知道, 反应究竟按什么历程进行？如果对不同的反应物, 我们能否预计哪一个快, 哪一个慢？对于这样类似的一系列问题, 通过许多科学家的研究, 现在已经找到明确而肯定的答案。
研究表明, 反应历程和反应活性与反应物中的烃基结构, 离去基团性质, 亲核试剂性质以及溶剂性质等因素都有关系, 下面分别讨论。
5.5.1烃基结构的影响影响反应历程的因素很多，卤代烃本身结构是主要因素之一。
在卤代烃分子中，反应中心是a-C原子。
a-C原子上电子密度的高低，直接影响反应历程。
如果a-C原子上电子密度低，则有利于Nu－进攻，有利于反应按双分子历程进行。
反之，如果a-C原子上电子密度高，则有利于卤素夺取电子而以X－的形式离解，所以有利于按单分子历程进行反应.从反应中间体来看如果能形成稳定的正离子，则有利于反应按SN1历程进行。
反之，则有利于SN2历程。
烃基结构对亲核取代反应的影响, 可以通过分析烃基的电子效应和空间效应来确定。
先看看SN1和SN2两个决速步骤中过渡态的结构(见表5.8)。
表5.8 SN1和SN2过渡态结构反应历程SN2SN1过渡态结构电荷分散集中体积比反应物拥挤比反应物宽松在卤代烃的亲核取代反应中, 烃基的立体效应和电子效应对SN1和SN2影响程度不同。
对SN2历程，烃基的立体效应是主要的，而对SN1历程，烃基的电子效应是主要的。
5.5.1.1 烃基的立体效应由于SN2历程中形成的过渡态比较拥挤, 所以SN2历程对烃基的立体效应比较敏感。
（1）当中心碳原子上的支链增多时, 不利于SN2反应, 有利于SN1反应。
考虑立体因素时，伯卤代烃有利于SN2反应，叔卤代烃有利于SN1反应。
亲和取代反应的活性和立体化学选择性及反应位置
亲和取代反应的活性和立体化学选择性及反应位置卤代烃的C-X，醇、醚及其磺酸酯中的C-O键都是极性共价键，其中的碳原子带部分正电荷，容易接受富电子亲核试剂的进攻，从而发生亲核取代反应，简称S N反应。
通常将卤代烃或磺酸酯等接受亲核试剂进攻的含有缺电子碳原子的反应物称为底物，而底物中的卤素原子或磺酰氧基在反应中将离开底物，被称为离去基团。
S N1反应是单分子亲核取代反应的简称，S N2反应是双分子亲核取代反应的简称。
一、亲核取代反应的S N1和S N2S N1反应经过碳正离子活性中间体。
由于碳正离子具有平面结构，其中的碳原子采取sp2杂化轨道成键，空p轨道垂直于该平面。
因此亲核试剂从该平面两边进攻的概率相等。
如果S N1反应发生在手性碳原子上，反应将得到消旋化产物。
S N2反应机理中，亲核试剂是在底物中的离去集团离去前进入的。
为避免亲和试剂和离去基团相互靠近而产生排斥作用使过渡态的势能升高，亲核试剂多采用从离去集团北面进攻的方式进攻底物中的缺电子碳原子。
亲核试剂从背面进攻的这种特点使得S N2反应如果发生在手性碳原子上时，则一定得到构型转化的产物。
二、影响S N1和S N2反应的因素S N1和S N2反应同属于亲核取代反应，共同的反应特征是底物中的离去基团被碱性更强的亲核试剂所取代。
1.离去基团的影响对无论S N1反应是还是S N2反应，离去基团形成的负离子碱性越强，则越难离去。
不同周期卤素原子形成的卤代烃具有不同的反应活性：碘代烷﹥溴代烷﹥氯代烷﹥氟代烷。
醇和醚主要在酸性条件下才能发生亲核取代反应。
综上所述，不同类型的化合物在中性或碱性条件下进行亲核取代反应的活性顺序如下：磺酸酯，碘代烷﹥溴代烷﹥氯代烷﹥氟代烷﹥﹥醇﹥醚。
磺酸酯和碘代烷活性类似，有些条件下磺酸酯活性更高。
不过由于碘代烷比较不稳定，所以更常使用磺酸酯作为亲核取代反应的底物。
氯代烃和溴代烃因为反应活性适中，原料易得且相对比较稳定，也常用于实际合成应用中。
亲核反映
SN2:
(1)-无大的取代基 (2)离去基团不易离去 (3)溶剂极性小 (4)试剂亲核性强，如KCN,KI
例：判断反应历程（SN1或SN2）
1、发生重排，经过正碳离子中间体。SN1
2、银离子作用下，卤素离去。SN1
3、在强亲核试剂和低极性溶剂中，发生SN2历程。
4、空间位阻小，构型发生翻转。SN2
反应活性： CH3X ＞伯＞仲＞叔(都按SN2反应)
极性溶剂，有利于SN1；非极性溶剂，有利于SN2。
有利因素：
SN1：
(1)取代基有+I效应，使正碳 离子稳定 (2)离去基团易于离去 I->Br->Cl(3)溶剂极性大，使正碳离子 稳定 (4)Lewis酸（Ag+,AlCl3,ZnCl2 等）存在，能与离去基团形成 更稳定化合物。
1、SN1和SN2的有利因素 2、SN1和SN2的判断
马飞 张银花
一. 影响反应的因素 影响亲核取代反应活性的主要因素是：
• 底物的结构(卤代烷的结构）
• 亲核试剂的浓度与反应活性 • 离去基团的性质 • 溶剂效应
（一）底物结构的影响 烃基结构的影响 SN1： 烯丙型＞叔＞仲＞伯＞CH3X＞乙烯型 SN2： 烯丙型＞CH3X＞伯＞仲＞叔＞乙烯型 SN 2反应：
（μ≠ 0）
氢原子键合在电负性 质子型：EtOH, H2O, 较大的原子上。
CH3COOH
非质子型：THF, Et2O, DMF, DMSO, HMPT
质子型溶剂 非质子型溶剂
含有可形成氢键的氢原子的溶剂。
不含有可形成氢键的氢原子的溶剂。 极性 溶剂可以稳定正离子，也可稳定负离子。
SN 1反应：
一个中性化合物离解为两 个带电荷的离子，溶剂极性 的提高，将稳定正碳离子， 使反应速率加快。
有机化学考点
体外则为一对未成对电子占据，自旋方向相反，未参与杂化的p轨道是空轨道，键的夹角为103°。
单线态碳烯既具有未共用电子对C-特征，又具有空p轨道C+特性。
(2)三线态碳烯的碳以于Sp杂化，两个Sp杂化轨道分别与其它原子或基团成键，两个未参与杂化的p轨道彼此垂直，而且各容纳一个未成键的价电子，且自旋方向相同，夹角136°。
三线态碳烯中每个p轨道只有一个电子，具有独电子的性质，近似于双自由基。
反应(1)加成反应单线态碳烯和碳碳双键加成是一步反应：分别生成顺、反两种异构体，有立体选择性：三线态碳烯和碳碳双键加成是两步反应：中间体双自由基的碳碳单键能够旋转，所以生成物有顺、反两种异构体，没有立体选择性：取代的烯烃与碳烯的加成反应，单线态碳烯则服从亲电加成规律，双键连有供电子基时反应速度增大，连有吸电子基时反应速度减小。
三线态碳烯由于是双自由基反应，反应速度受自由基稳定性控制。
(2)插入反应单线态和三线态碳烯，其插入反应得到的产物相同，但反应历程不同。
单线态是一步完成的，三线态是分步进行的。
(3)重排反应碳烯可以发生分子内的重排反应，通过氢、芳基和烷基的迁移，得到更为稳定的化合物。
沃尔夫（Wolf）重排2.氮烯重排反应霍夫曼（Hofmann）重排亲核反应（SN1反应，SN2反应）亲电反应1.用离子对历程解释卤代烷烃的亲核取代反应历程。
离子对历程：(1)溶剂/亲核试剂进攻R-L，由于L的屏蔽作用，溶剂/亲核试剂只能从L 的背面进攻R，产物构型倒转，SN2反应。
(2)溶剂/亲核试剂进攻R+，由于溶剂/亲核试剂尚未进入R+和L-之间，且由于L-的屏蔽作用，溶剂/亲核试剂只能从L-的背面进攻R+，产物构型倒转，SN2反应。
(3)溶剂/亲核试剂进攻R+，溶剂/亲核试剂很可能从前后两面进攻，导致外消旋化。
但从正面进攻R+时，由于L-的屏蔽作用，仍以背面进攻为主，产物除主要得到外消旋产物外，尚有部分构型倒转产物，SN1+SN2反应。
影响亲核取代反应的因素
影响亲核取代反应的因素摘要亲核取代反应是有机化学中一类重要的反应，饱和碳原子上的亲核取代反应可按S N1和S N2两种不同历程进行。
亲核取代反应的两种历程，在反应中同时存在，相互竞争。
对同一反应物来说，在不同的反应条件下反应速率是不同的;在相同的条件下，不同的反应物的活性也不同。
本文讨论了影响亲核取代反应的因素，并总结了某些规律。
关键词亲核取代反应速率影响因素卤代烃的亲核取代反应是一类重要的反应。
由于这类反应可用于各种官能团的转变以及碳碳键的形成，因此在有机合成中具有广泛用途。
本文将以卤代烃的亲核取代反应为例，讨论影响亲核取代反应的因素，即亲核取代反应的反应活性。
大量研究表明，亲核取代反应的活性与反应物的结构（包括烃基和离去基团的结构）、亲核试剂的亲核性和溶剂的性质等因素都有密切的联系。
1反应物的结构1.1烃基的结构烃基的影响体现在两个方面，一个是电子效应，另一个是空间（立体）效应。
一般来说，烃基的电子效应对S N1反应的影响更大，烃基的空间效应对S N2反应的影响更显著。
1.1.1在S N2反应中，烃基的空间效应影响占主导地位，α—碳或β—碳上支链增加，阻碍了亲核试剂从离去基团的背面进攻，且会造成过渡态拥挤程度增加，降低了过渡态的稳定性，使反应速率明显下降。
例如，不同的烷基发生S N2反应的平均相对速度如下：R-CH3-CH3CH2-(CH3)2CH-相对速度30 1 2.5⨯10-2卤代烃按S N2机理进行的活性次序是：烯丙型、苄基型、甲基卤代烷>伯>仲>叔>乙烯型、芳卤、桥头卤代烷在烯丙卤、苄卤的S N2反应中，当亲核试剂进攻α-碳原子时，其反应过渡态应该有p轨道的重叠，旁边的碳碳双键能帮助它分散电荷，起稳定作用。
在乙烯型、芳卤的S N2反应中，因其分子中存在着p-π共轭，使碳卤键键长缩短，键能增加，卤原子不易离去。
桥头卤代烷因桥环的立体障碍，亲核试剂不能从背面进攻α-碳原子，故不易发生S N2反应。
亲核取代 反应机理
第八章卤代烃8.4 亲核取代反应机理卤代烃中的C-X 键为极性键，电子云明显偏向卤素一边当遇上亲核试剂时，发生取代反应，卤素X 带着一对电子离去，如下式所示：(Nucleophilic Substitution Reaction ，S N )•为什么溴代叔丁烷水解是一级反应，而溴甲烷水解是二级反应？•其根本原因是反应机理不一样单分子亲核取代机理Monomlecular NucleophilicSubstitution1SNS N1 = 单分子亲核取代，1代表单分子重排是SN 1反应的特征现象也是支持SN1机理的重要实验证据重排是SN 1反应的特征，也是支持SN1机理的重要实验证据。
如果一个亲核取代反应中有重排现象，那么这种取代一般都是SN1机理。
但要注意，如果某亲核取代反应中没有重排，则不能否定SN1机理存在的可能性。
因为并不是所有的SN1反应都会发生重排。
双分子亲核取代机理Bimolecular NucleophilicSubstitution2SNS2 反应势能图N•一步反应•过渡态能量最高•不发生重排Br C ....–....HOBr C ....–....HO CBr δ –....HO ....Br C ....–....HO CBr δ –....HO ....C HO ........Br8.4.2影响反应机理及其活性的因素烃基结构的影响离去基团的影响亲核试剂的影响溶剂效应相对速度C HH H 1.0C Br H CH 3H 1.7C CH 3CH 3H 45C CH 3CH CH 3100,000,000在S N 1反应中烃基结构的影响溴代烃在甲酸水溶液中水解反应的相对S N 1速度为：(CH3)2CHBr(CH3)2CHBrCH3BrCH CH Br(CH3)2CHBr叔卤(CH3)3CBr相对速度C C HH H H H 1.0C C H HH H CH 30.28C C HH CH 3H CH 0.036C C H H CH 3CH 3CH 0.0000042当伯卤代烃β-位上有侧链时，S N 2反应速度也有明显下降。
亲和取代反应总结
亲核取代反应总结1、反应定义：亲核取代反应(Nucleophilic Substitution Reaction)是指有机分子中与碳相连的某原子或基团被作为亲核试剂的某原子或基团取代的反应。
在反应过程中，取代基团提供形成新键的一对电子，而被取代的基团则带着旧键的一对电子离去。
2、反应意义：这类反应是有机化学中非常重要的一类反应，不论在理论研究中还是在有机合成实际中都是极其有用的一类反应。
3、反应分类：亲核取代反应的主要类型为脂肪族饱和碳上的亲核取代反应，即饱和卤代烃与亲核试剂的取代反应，较特殊结构的有苄基卤代物、烯丙基卤代物亲核反应。
其他类型还包括与酰氯、磺酸酯、磺酰卤、卤代苯等的取代反应。
从电荷类型来分，亲核取代反应只能有四种类型：(1)中性底物和负离子亲核试剂反应(2)中性底物和中性亲核试剂反应(3)正离子底物和负离子亲核试剂反(4) 正离子底物和中性亲核试剂反应亲核试剂包括有机和无机两类分子或离子：无机类亲核试剂：OH -、CN -、X -、H 2O 、NH 3等有机类亲核试剂：ROH 、RO -、PhO -、RS -、RMgX 、RCOO -等4、反应机理类型分类：（1）双分子亲核取代反应(S N 2)有两种分子参与了决定反应速率关键步骤的亲核取代反应称为双分子亲核取代反应。
反应过程中，亲核试剂从反应物离去基团的背面向与它连接的碳原子进攻，先与碳原子形成比较弱的键，同时离去基团与碳原子的键有一定程度的减弱，两者与碳原子成一条直线，碳原子上另外三个键逐渐由伞形转变成平面，这需要消耗能量，即活化能，当反应进行和达到能量最高状态即过渡态后，亲核试剂与碳原子之间的键开始形成，碳原子与离去基团之间的键断裂，碳原子上三个键由平面向另一边偏转，整个过程犹如大风将雨伞由里向外反转一样，这时就要释放能量，形成产物，S N 2反应机理一般式表示为：Nu -+ R X [Nuδ-···R···X δ- ] NuR + X -例如，溴甲烷与OH -的水解反应：（2）单分子亲核取代反应(S N 1)只有一种分子参与了决定反应速率关键步骤的亲核取代反应称为单分子亲核取代反应，反应中，反应物首先解离成碳正离子与带负电荷的离去基团，这个过程需要能量，是控制反应速率的一步，即慢的一部。
亲和取代反应总结
亲核取代反应总结1、反应定义：亲核取代反应（Nucleophilic Substitution Reaction)是指有机分子中与碳相连的某原子或基团被作为亲核试剂的某原子或基团取代的反应.在反应过程中,取代基团提供形成新键的一对电子,而被取代的基团则带着旧键的一对电子离去。
2、反应意义:这类反应是有机化学中非常重要的一类反应，不论在理论研究中还是在有机合成实际中都是极其有用的一类反应.3、反应分类：亲核取代反应的主要类型为脂肪族饱和碳上的亲核取代反应，即饱和卤代烃与亲核试剂的取代反应，较特殊结构的有苄基卤代物、烯丙基卤代物亲核反应.其他类型还包括与酰氯、磺酸酯、磺酰卤、卤代苯等的取代反应。
从电荷类型来分，亲核取代反应只能有四种类型：(1)中性底物和负离子亲核试剂反应(2)中性底物和中性亲核试剂反应(3)正离子底物和负离子亲核试剂反(4) 正离子底物和中性亲核试剂反应亲核试剂包括有机和无机两类分子或离子:无机类亲核试剂：OH-、CN—、X-、H2O、NH3等有机类亲核试剂:ROH、RO-、PhO-、RS-、RMgX、RCOO-等4、反应机理类型分类：(1)双分子亲核取代反应（S N2）有两种分子参与了决定反应速率关键步骤的亲核取代反应称为双分子亲核取代反应。
反应过程中,亲核试剂从反应物离去基团的背面向与它连接的碳原子进攻,先与碳原子形成比较弱的键，同时离去基团与碳原子的键有一定程度的减弱，两者与碳原子成一条直线，碳原子上另外三个键逐渐由伞形转变成平面，这需要消耗能量，即活化能，当反应进行和达到能量最高状态即过渡态后，亲核试剂与碳原子之间的键开始形成，碳原子与离去基团之间的键断裂,碳原子上三个键由平面向另一边偏转，整个过程犹如大风将雨伞由里向外反转一样，这时就要释放能量，形成产物，S N2反应机理一般式表示为: Nu-+R X［Nuδ—···R···Xδ- ] NuR+X—例如，溴甲烷与OH-的水解反应：（2）单分子亲核取代反应(S N1)只有一种分子参与了决定反应速率关键步骤的亲核取代反应称为单分子亲核取代反应，反应中，反应物首先解离成碳正离子与带负电荷的离去基团，这个过程需要能量,是控制反应速率的一步，即慢的一部.当分子解离后，碳正离子马上与亲核试剂结合，速率极快，是快的一步。
亲核取代反应机理
亲核取代反应机理亲核取代反应是有机化学中的一种基本反应类型，它的机理是指一个亲核试剂与一个电子不足的亲电试剂发生反应，从而形成一个新的化合物。
在这个过程中，亲核试剂的亲核性质使其攻击亲电试剂的反应中心，从而形成新的化学键。
一般来说，亲核取代反应可以分为两种类型：亲核试剂与亲电试剂之间的取代反应和亲核试剂与亲电试剂之间的加成反应。
其中，取代反应是指亲核试剂取代亲电试剂中的一个原子或官能团，而加成反应则是指亲核试剂与亲电试剂中的两个官能团之间的化学键形成。
在亲核取代反应中，亲核试剂通常是一种带有负电荷或部分负电荷的离子或分子，例如氢氧根离子、羟基离子、卤素离子、硫酸根离子等，也可以是一些不带电荷但具有强亲核性的分子，例如氨、水等。
而亲电试剂则通常是一些带有正电荷或部分正电荷的离子或分子，例如卤代烃、酰卤、羰基化合物等。
在反应中，亲电试剂的亲电性质使其成为反应中心，被亲核试剂攻击，从而形成新的化学键。
在亲核取代反应中，反应速率常常受到亲核试剂和亲电试剂的浓度、温度、溶剂、催化剂等因素的影响。
例如，当亲核试剂浓度较低时，反应速率会减缓，因为亲核试剂的攻击几率降低；而当温度升高时，反应速率会加快，因为分子运动速度增加，反应几率增加。
此外，溶剂的极性、催化剂的种类和浓度等因素也会对反应速率产生影响。
亲核取代反应在有机合成中具有广泛的应用。
例如，取代反应可以用于合成醇、醚、胺等化合物，而加成反应则可以用于合成环状化合物、烯烃等。
此外，亲核取代反应还可以用于制备药物、天然产物等有机化合物。
总之，亲核取代反应是有机化学中的一种基本反应类型，它的机理是指一个亲核试剂与一个电子不足的亲电试剂发生反应，从而形成一个新的化合物。
在有机合成中，亲核取代反应具有广泛的应用，可以用于合成各种化合物，是有机化学研究中不可或缺的一部分。
影响亲核取代反应活性的因素
卤素原子(或CN-)的互换也是这样。
(2) 卤代烃的醇解
❖碱性试剂常用醇钠，伯卤代烷作反应物时，按SN2历 程进行。
CH3CH2O－ + CH2 Cl CH3
HH
δ－
δ－
[ CH3CH2O C Cl ]
CH3
CH3CH2OCH2CH3
氯乙烷和碘离子反应
Fast
I-
叔丁基氯和碘离子反应
No reaction
3°RX
2°RX 1°RX
SN2的活性增强
CH3X
SN1的活性增强
❖卤代烃的亲核取代反应，是按SN1还是按SN2历程进行， 首先决定于它分子中烃基的结构。
伯RX主要按SN2历程，叔RX以主要按SN1历程； 烯丙式和苄基式卤代烃SN1或SN2反应，活性都较高； 乙烯式卤代烃很难发生亲核取代反应。
❖叔卤代烷和醇钠作用时，不发生亲核取代，而是按消除 历程进行，得到的产物是烯烃。
CH3 CH3CCH3 + CH3CH2ONa
Cl
CH3 CH3C CH2
原因： CH3CH2O-的体积比OH-大，不易进攻α-C； CH3CH2O-的碱性比OH-强，容易夺取β-H。
(3) 卤代烃的氨解
❖伯卤代烷按SN2历程进行，叔卤代烷按SN1历程进行。
影响亲核取代反应活性的因素
1、 反应物烃基的结构 2、 离去基团 3、 亲核试剂 4、 溶剂的极性 5、 碘负离子
1、 反应物烃基的结构
❖烃基主要以电子效应和空间效应影响反应活性。
SN2反应：烃基的空间位阻是影响反应速度的主要因素，空间位阻大，试剂从 背面进攻较困难；
亲核取代反应速率的判断
亲核取代反应速率的判断
1. 反应物浓度，亲核取代反应速率通常与反应物浓度有关。
较
高的反应物浓度通常会导致更快的反应速率，因为更多的反应物分
子之间会发生碰撞。
因此，可以通过调整反应物浓度来判断反应速率。
2. 亲核试剂选择，不同的亲核试剂对亲核取代反应速率有不同
的影响。
一些亲核试剂可能具有更高的亲核性，可以更快地进行取
代反应。
因此，选择合适的亲核试剂也是判断反应速率的一个因素。
3. 反应温度，温度对反应速率有重要影响。
通常情况下，较高
的温度会加快反应速率，因为分子的平均动能增加，碰撞频率增加。
因此，调整反应温度也可以用来判断反应速率。
4. 溶剂选择，溶剂的选择可以对反应速率产生影响。
一些溶剂
可能有助于亲核试剂的溶解和反应物的离解，从而加快反应速率。
因此，选择适当的溶剂也是判断反应速率的一个因素。
5. 反应物结构，反应物的结构也会影响亲核取代反应速率。
一
般来说，较易受亲核试剂攻击的反应物将具有较高的反应速率。
例
如，较易形成稳定的中间体或过渡态的反应物可能会导致更快的反
应速率。
6. 催化剂的使用，催化剂可以提高反应速率，通过降低反应的
活化能。
因此，考虑是否使用催化剂也是判断反应速率的一个因素。
综上所述，判断亲核取代反应速率需要综合考虑反应物浓度、
亲核试剂选择、反应温度、溶剂选择、反应物结构以及催化剂的使
用等多个因素。
通过调整这些因素，可以控制和预测亲核取代反应
的速率。
有机化学基础知识点亲核取代反应的机理和规律
有机化学基础知识点亲核取代反应的机理和规律有机化学是一门研究碳元素的化合物及其反应的学科。
其中，亲核取代反应是有机化学中一类重要的反应类型，它在有机合成、药物开发以及材料科学等领域起着关键性作用。
本文将重点介绍亲核取代反应的机理和规律，帮助读者更好地理解和应用这一有机化学基础知识点。
一、亲核取代反应的基本概念和机理亲核取代反应是一种典型的酸碱反应，即亲核试剂（通常是含有亲核试剂的阴离子）攻击了一个电子亏损的反应物，将其取代出来，形成新的化学键。
这种反应过程中，亲核试剂的亲电性中心与电子亏损的反应物的亲电性中心发生作用，从而实现取代反应。
亲核取代反应的机理可归纳为以下几个步骤：1. 亲核试剂的进攻：亲核试剂中具有亲电性的部分与电子亏损的反应物发生反应，亲核试剂的亲电性中心接近反应物的亲电性中心。
2. 形成临时五元环中间体：亲核试剂与反应物亲电性中心的结合形成一个临时的五元环中间体。
具体形成过程中，亲核试剂中的亲电性碳离子（通常是负离子）与反应物中的亲电性碳离子形成新的化学键。
3. 断裂反应物化学键：在形成临时的五元环中间体过程中，反应物中的一个化学键断裂，释放出一个亲核试剂与离去基团。
4. 形成新的化学键：离去基团离开后，亲核试剂中的亲电性碳离子与反应物中的亲电性碳离子形成新的化学键，得到产物。
二、亲核取代反应的规律和影响因素亲核取代反应的速率和产物选择性受到多种因素的影响。
下面介绍一些常见的规律和影响因素：1. 亲核试剂的选择：不同的亲核试剂具有不同的亲电性中心和亲核性，因此在不同的反应中选择适合的亲核试剂是十分重要的。
2. 电子密度和空间位阻效应：反应物中存在不同的亲电性中心时，选择攻击电子密度较高的中心更有利于反应进行。
此外，反应物或产物中的取代基团的位阻效应也会影响反应速率和选择性。
3. 溶剂选择：不同的溶剂对反应速率和产物选择性有一定影响。
一些溶剂可以稳定或降低亲核试剂的亲电性，从而影响反应速率和选择性。
亲电取代反应活性顺序
亲电取代反应活性顺序简介亲电取代反应是有机化学领域中常见的一种基本有机反应类型。
在亲电取代反应中，亲电试剂攻击一个可以提供电子的亲核基团，从而形成一个新的化学键。
在这一过程中，亲电试剂电子亲和力的大小对反应活性至关重要。
本文将讨论亲电取代反应的活性顺序，并探讨几个常见的亲电试剂及其反应活性。
亲电取代反应活性顺序的影响因素亲电取代反应活性的顺序受到多个因素的影响。
其中最重要的因素之一是亲电试剂的电子亲和力。
电子亲和力是一个分子或离子吸收电子的能力。
电子亲和力越高，亲电取代反应越活泼，反应速率越快。
此外，亲电试剂的稳定性、分子结构和其他取代基也可能影响反应的活性。
亲电取代反应活性顺序的常见例子以下是几个常见的亲电试剂及其在亲电取代反应中的活性顺序。
卤代烃卤代烃是最常见的亲电试剂之一。
在亲电取代反应中，卤代烃的反应活性顺序是F > Cl > Br > I。
这是因为氟原子的电子亲和力最大，所以它是最活泼的亲电试剂。
氯、溴和碘的电子亲和力逐渐降低，因此它们在反应活性上也逐渐降低。
氯代烃在亲电取代反应中的活性顺序也可以受到分子结构的影响。
例如，三氯甲烷(CHCl3)比氯化甲烷(CH3Cl)更活泼，因为它的电子亲和力更高。
亚硝基化合物亚硝基化合物也是常用的亲电试剂之一。
在亲电取代反应中，亚硝基化合物的反应活性顺序是NO2 > NO > NO+。
这是因为亚硝基化合物中的亚硝基团的电子亲和力较高，因此反应活性较强。
羰基化合物羰基化合物是另一个常见的亲电试剂。
在亲电取代反应中，羰基化合物的反应活性主要取决于羰基中的试剂。
例如，酮中的羰基比醛中的羰基更活泼，因为酮中的羰基电子亲和力更高。
总结亲电取代反应活性顺序主要受到亲电试剂的电子亲和力的影响。
电子亲和力越高，亲电取代反应越活泼。
卤代烃、亚硝基化合物和羰基化合物是常见的亲电试剂，它们的反应活性顺序可以根据其电子亲和力进行排列。
理解亲电取代反应活性顺序对于有机化学反应的设计和优化非常重要。