最新有机化学反应之亲电反应与亲核反应

亲电反应和亲核反应

一、目的和要求

通过本节课的学习，达到：

1. 掌握共价键的断裂方式

2. 掌握有机化学反应类型的分类

3. 掌握亲电试剂和亲核试剂的概念

4. 掌握亲电和亲核概念

5. 掌握亲电和亲核反应的历程

要求能够辨别亲电反应和亲核反应。

引言（提出问题）

我们说乙炔和溴的四氯化碳溶液反应生成1，2—二溴乙烯，进一步反应生成1，1，2，2—四溴乙烷的反应为亲电加成，反应式如下：

C

H CH Br

2CCl

4C

H

CH

Br

Br Br

2

CCl

4

C

H CH

Br

Br

Br

Br

同样是乙炔，在碱的存在下，和甲醇发生反应生成甲基乙烯基醚是亲核加成反应，反应式如下：C

H CH CH

3

OH

KOH

C

H

2

C

H

OCH

3

在有机化学的学习过程中，亲电和亲核是让很多同学困惑的概念，为了说明亲电和亲核的概念，让我们从共价键的断裂说起，来阐明亲核反应和亲电反应。

二、共价键的断裂方式

有机化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成过程。组成有机化合物的化学键主要是共价键，共价键是由电子云重叠而成，每根共价键由电子对（2个电子）构成，共价键的断裂方式有两种：

1 均裂

均裂：A：B →A·＋B·

即构成共价键的电子对在断裂时平均分配到两个原子上，形成带有单电子的活泼原子或基团——游离基（又叫自由基），这种断裂方式称为共价键的均裂。

2 异裂

异裂：A：B →A-＋B+（或A+＋B-）

即构成共价键的电子对在断裂时完全转移到1个原子上，形成正离子和负离子，这种断裂方式称为共价键的异裂。

三、有机反应类型分类

根据共价键断裂方式分类

根据共价键的断裂方式分类，可分为协同反应、自由基反应、离子型反应：

协同反应：在反应过程中，旧键的断裂和新键的形成都相互协调地在同一步骤中完成的反应称为协同反应。协同反应往往有一个环状过渡态。它是一种基元反应。

自由基型反应：由于分子经过均裂产生自由基而引发的反应称为自由基型反应。自由基型反应分链引发、链转移和链终止三个阶段：链引发阶段是产生自由基的阶段。由于键的均裂需要能量，所以链引发阶段需要加热或光照。链转移阶段是由一个自由基转变成另一个自由基的阶段，犹如接力赛一样，自由基不断地传递下去，像一环接一环的链，所以称之为链反应。链终止阶段是消失自由基的阶段，自由基两两结合成键，所有的自由基都消失了，自由基反应也就终止了。

离子型反应：由分子经过异裂生成离子而引发的反应称为离子型反应。离子型反应有亲核反应和亲电反应，由亲核试剂进攻而发生的反应称为亲核反应，亲核试剂是对正原子核有显著亲和力而起反应的试剂。由亲电试剂进攻而发生的反应称为亲电反应。亲电试剂是对电子有显著亲合力而起反应的试剂。

反应类型分类如下表所示：

在本节课中，主要对离子型反应中的亲电反应和亲核反应相关知识进行介绍。要清楚亲核反应和亲电反应，首先要明确什么是反应物，什么是试剂。

四、反应物和试剂及试剂的分类

1．反应物和试剂

反应物(或作用物)和试剂之间并没有十分严格的界限，是个相对的概念、习惯用语。本来相互作用的两种物质，即可互为反应物，也可互为试剂。但为了讨论和研究问题时方便，从经验中人为的规定反应中的一种有机物为反应物，无机物或另一种有机物为试剂。例如乙烯与溴的加成反应，乙烯为反应物，溴为试剂。苯肼与醛、酮的反应，醛、酮为反应物，苯肼为试剂。

C H 2CH

2

Br

2C

H

2

CH

2

Br

Br

CCl

自由基取代——烷烃卤代、芳烃侧链卤代、烯烃α—H卤代自由基反应

自由基加成——烯烃的过氧化效应，部分聚合反应

亲电加成——烯、炔、二烯烃的加成，脂环烃小环的开环加成反应类型亲电取代——芳环上的取代反应

离子型反应亲核加成——醛、酮的亲核加成、羟醛缩合反应

亲核取代——卤代烃、醇的S N1反应，芳环上卤素被取代反应

消除反应——卤代烃和醇的E1反应

亲核加成—消除反应——羧酸衍生物的代表反应

协同反应（反应连续进行，一步完成）——双烯合成、S N2、E2反应

2．试剂的分类

有机反应中的试剂(无机试剂和有机试剂)按有机反应历程可分为极性(或离子型)试剂和非极性(自由基)试剂两大基本类型。非极性试剂是指自由基或容易产生自由基的化合物，极性试剂是指含偶数电子的正、负离子或极性分子。

极性(或离子型)试剂——含偶数电子的正、负离子或极性分子

试剂（按有机反应历程）

非极性(自由基)试剂——自由基或容易产生自由基的化合物

从试剂的电子结构来看，极性试剂是指那些能够接受和供给一对电子以形成共价键的试剂。因此，极性试剂又分为两类，在离子型反应中供给一对电子与反应物生成共价键的试剂叫做亲核试剂，而从反应物接受一对电子生共价键的试剂叫做亲电试剂。

亲核试剂——供给一对电子与反应物生成共价键的试剂

极性(或离子型)试剂

亲电试剂——从反应物接受一对电子生共价键的试剂

从广义的酸、碱概念的角度上来说，路易斯碱都是亲核的，故为亲核试剂；而路易斯酸都是亲电的，则为亲电试剂，在一般的离子型反应中，极性试剂的分类如下表所示：

物而引起的反应，叫做亲核反应。由亲电试剂进攻而引起的反应，叫做亲电反应。

亲核反应——由亲核试剂进攻反应物而引起的反应，叫做亲核反应。

离子型反应

亲电反应——由亲电试剂进攻而引起的反应，叫做亲电反应。

亲核反应又可进一步分为亲核取代反应和亲核加成反应。亲电反应分为亲电取代反应和亲电加成反应。下面通过亲电加成、亲电取代、亲核加成、亲核取代的反应历程，来进一步说明亲电反应和亲核反应。

五、亲电反应历程