第1章取代基效应d优秀课件
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甲烷的一取代物的偶极矩
取代基 μ(D)（在气态） 取代基 μ(D)（在气态）
—CN
3.94
—Cl
1.86
—NO2 —F
3.54
—Br
1.78
1.81
—I
1.64
可以看出这些基团的负诱导效应（-I）的顺序为： CN > NO2 > Cl > F > Br > I > H
二、诱导效应的相对强度
（二）影响诱导效应相对强度的有关因素 （取决于电负性大小）
(CH3)3COH > (CH3)2CHOH > CH3CH2OH > CH3OH > HOH
2.2
2.2 0.23
CHCl3 CHCl2 CH3Cl
δ 7.3 5.3
3.1
诱导效应具有加合性。
二、诱导效应的相对强度
3．通过测定偶极矩确定（偶极矩u/10-30(c.m) 根据同一个烃上用不同的基团取代所得不同化合
物的偶极矩，可计算出基团在分子中的诱导效应，从 而排出各基团的诱导效应强度次序。
C3 H
H
H
H
H
C的 氧 化 数 0 1H-NM Rδ
－ 1 1.90
－ 2 1.37
－ 3 0.86
－ 4 0.23
三、烷基的诱导效应
烷基的电负性：
H -CH3 -CH2CH3 -CH(CH3)2 -C(CH3)3
电负性: 2.1 2.2 2.21
2.24
2.26
脂肪醇在气相中的相对酸性顺序与溶液中相反：
而带负电荷的基团比同类型的不带电荷的基团给电子能 力强得多。
eg. －I效应:－NR3+ > －NR2 ＋I效应:－O- >－ OR
ห้องสมุดไป่ตู้
同类基团电荷的变化可改变诱导效应的方向或强度。
COOH CH2
COOH
eg.
, －COOH为另一－COOH的吸电子基；
电离后，变成－COO-，对另一羧基而言为给电子基。
反应。
课时安排：3~4h
第1章 取代基效应
电子效应 取代基效应
诱导效应 (σ， π) 共轭效应 ( π-π, p-π) 超共轭效应 (σ- π,σ- p)
场效应 (空间传递)
空间效应 （位阻效应）
有机物因取代基不同而对分子性质产生的影响
称为取代基效应。归纳起来，取代基效应可以分为 两大类。一类是电子效应，包括场效应和诱导效应、 共轭效应。另一类是空间效应。
电子密度小，屏蔽小，需要的外加磁场H低，即δ大。
吸收强度 低场
高场 磁场强度H(↗)
二、诱导效应的相对强度
a
ab CH3CH2Br
b
吸收强度
6
5
4
3
2
化学位移
1
0
二、诱导效应的相对强度
卤代烃的1H-NMR δ值：
1H-NMR
CH3-F CH3-Cl CH3-Br CH3-I CH3-H
δ 4.3 3.2
（二）影响诱导效应相对强度的有关因素
3．饱和程度 与碳原子相连的原子，若是同种原子但饱和程
度不同，则不饱和程度高的吸电子能力强。 –I效应：
-C≡CR > -CR=CR2 > -CR2-CR3 =O > -OR ≡N > =NR > -NR2
（电负性：CSP > CSP2 > CSP3）
键的偶极矩比较：C－O, 2.87D； C＝O, 8.0D
诱导效应（ inductive effect，I）
+I 标 准 - I
δ Y
δ
δ
C3R H C3R X
δ C3R
方向： 吸电子诱导效应:－I；给电子诱导效应：＋I
一、诱导效应的涵义和特征
特点： 1. 起源于电负性差别；
2．一种静电作用，在键链中传递只涉及到电 子云密度分布的改变，即主要是键的极性 的改变，且极性变化一般是单一方向的；
（一）确定方法 1．通过测定取代酸、碱离解常数确定
①-I：-NO2 >-N(CH3)2 >-CN >-F >-Cl >-Br >-I >-OH
②+I: -C(CH3)3 > -CH2CH3 > -CH3
二、诱导效应的相对强度
2．通过分析NMR化学位移确定
化学位移δ大，电子云密度低，取代基-I强。 * 电子密度大，屏蔽大，需要的外加磁场H高，即δ小；
3．传递有一定距离，经过三个碳原子以后， 已极微弱（短程)
一、诱导效应的涵义和特征
若α-H被吸电子基(如－Cl)取代后，羧酸的酸性增强。
诱导效应具有加合性。
吸电子基距－COOH越远，对RCOOH的酸性影响越小。
诱导效应是短程的。
1-1 诱导效应(Inductive effect) 二、诱导效应的相对强度
第1章取代基效应d
内容提要：
1-1 诱导效应(Inductive effect) 一、诱导效应的涵义和特征 二、诱导效应的相对强度 三、烷基的诱导效应 四、静态诱导效应和动态诱导效应 五、诱导效应对反应性能的影响
六、场效应（field effect）
内容提要： 1-2 共轭效应(Conjugative effect)
三、烷基的诱导效应
目前认为烷基的诱导效应方向取决于与什么样的基 团相连。如果与电负性比它小的基团相连，则表现 出－Ｉ，如果与电负性比它大的基团相连，则表现 出＋Ｉ。
1．烷基与饱和碳原子相连，诱导效应为吸电子基。
C3 H
C3 H
C3 H
C3 H
H
H3CC C3 HH3CC C3 HH3CC H HC H HC H
一、共轭体系的分类 二、共轭效应的涵义和特征 三、共轭效应的相对强度 四、动态共轭效应 五、共轭效应与反应性
1-3 空间效应 (Steric effect) 1-4 取代基效应应用实例
第1章 取代基效应
教学目的和要求: 1.掌握电子效应（诱导、共轭、超共轭）的基
本概念（定义、方向、强弱、传导）； 2.掌握电子效应和空间效应对性能的影响； 3.了解场效应的概念及其对化合物性能的响； 4、学会用电子效应和空间效应解释和预测有机
1-1 诱导效应(Inductive effect) 一、诱导效应的涵义和特征
在有机物分子中，由于电负性不同的取代基的影 响沿着键链（单链或重键链）传递，致使分子中 的电子云密度，按取代基相对于氢的电负性强弱 所决定的方向而偏移的效应，叫诱导效应（I）。
δ-
δ+
δδ+
δδδ+
X
A
B
C
一、诱导效应的涵义和特征
1．周期律 同周期中，－I效应自左至右增加。 eg. －I: -CR3 < －NR2 < －OR < －F 在同一族中，－I效应自上而下降低。 eg. －I: －F > －Cl > －Br > －I；
－OR > －SR
（二）影响诱导效应相对强度的有关因素
2．电荷
带正电荷的基团比同类型的不带电荷的基团吸电子能力 强得多；
取代基 μ(D)（在气态） 取代基 μ(D)（在气态）
—CN
3.94
—Cl
1.86
—NO2 —F
3.54
—Br
1.78
1.81
—I
1.64
可以看出这些基团的负诱导效应（-I）的顺序为： CN > NO2 > Cl > F > Br > I > H
二、诱导效应的相对强度
（二）影响诱导效应相对强度的有关因素 （取决于电负性大小）
(CH3)3COH > (CH3)2CHOH > CH3CH2OH > CH3OH > HOH
2.2
2.2 0.23
CHCl3 CHCl2 CH3Cl
δ 7.3 5.3
3.1
诱导效应具有加合性。
二、诱导效应的相对强度
3．通过测定偶极矩确定（偶极矩u/10-30(c.m) 根据同一个烃上用不同的基团取代所得不同化合
物的偶极矩，可计算出基团在分子中的诱导效应，从 而排出各基团的诱导效应强度次序。
C3 H
H
H
H
H
C的 氧 化 数 0 1H-NM Rδ
－ 1 1.90
－ 2 1.37
－ 3 0.86
－ 4 0.23
三、烷基的诱导效应
烷基的电负性：
H -CH3 -CH2CH3 -CH(CH3)2 -C(CH3)3
电负性: 2.1 2.2 2.21
2.24
2.26
脂肪醇在气相中的相对酸性顺序与溶液中相反：
而带负电荷的基团比同类型的不带电荷的基团给电子能 力强得多。
eg. －I效应:－NR3+ > －NR2 ＋I效应:－O- >－ OR
ห้องสมุดไป่ตู้
同类基团电荷的变化可改变诱导效应的方向或强度。
COOH CH2
COOH
eg.
, －COOH为另一－COOH的吸电子基；
电离后，变成－COO-，对另一羧基而言为给电子基。
反应。
课时安排：3~4h
第1章 取代基效应
电子效应 取代基效应
诱导效应 (σ， π) 共轭效应 ( π-π, p-π) 超共轭效应 (σ- π,σ- p)
场效应 (空间传递)
空间效应 （位阻效应）
有机物因取代基不同而对分子性质产生的影响
称为取代基效应。归纳起来，取代基效应可以分为 两大类。一类是电子效应，包括场效应和诱导效应、 共轭效应。另一类是空间效应。
电子密度小，屏蔽小，需要的外加磁场H低，即δ大。
吸收强度 低场
高场 磁场强度H(↗)
二、诱导效应的相对强度
a
ab CH3CH2Br
b
吸收强度
6
5
4
3
2
化学位移
1
0
二、诱导效应的相对强度
卤代烃的1H-NMR δ值：
1H-NMR
CH3-F CH3-Cl CH3-Br CH3-I CH3-H
δ 4.3 3.2
（二）影响诱导效应相对强度的有关因素
3．饱和程度 与碳原子相连的原子，若是同种原子但饱和程
度不同，则不饱和程度高的吸电子能力强。 –I效应：
-C≡CR > -CR=CR2 > -CR2-CR3 =O > -OR ≡N > =NR > -NR2
（电负性：CSP > CSP2 > CSP3）
键的偶极矩比较：C－O, 2.87D； C＝O, 8.0D
诱导效应（ inductive effect，I）
+I 标 准 - I
δ Y
δ
δ
C3R H C3R X
δ C3R
方向： 吸电子诱导效应:－I；给电子诱导效应：＋I
一、诱导效应的涵义和特征
特点： 1. 起源于电负性差别；
2．一种静电作用，在键链中传递只涉及到电 子云密度分布的改变，即主要是键的极性 的改变，且极性变化一般是单一方向的；
（一）确定方法 1．通过测定取代酸、碱离解常数确定
①-I：-NO2 >-N(CH3)2 >-CN >-F >-Cl >-Br >-I >-OH
②+I: -C(CH3)3 > -CH2CH3 > -CH3
二、诱导效应的相对强度
2．通过分析NMR化学位移确定
化学位移δ大，电子云密度低，取代基-I强。 * 电子密度大，屏蔽大，需要的外加磁场H高，即δ小；
3．传递有一定距离，经过三个碳原子以后， 已极微弱（短程)
一、诱导效应的涵义和特征
若α-H被吸电子基(如－Cl)取代后，羧酸的酸性增强。
诱导效应具有加合性。
吸电子基距－COOH越远，对RCOOH的酸性影响越小。
诱导效应是短程的。
1-1 诱导效应(Inductive effect) 二、诱导效应的相对强度
第1章取代基效应d
内容提要：
1-1 诱导效应(Inductive effect) 一、诱导效应的涵义和特征 二、诱导效应的相对强度 三、烷基的诱导效应 四、静态诱导效应和动态诱导效应 五、诱导效应对反应性能的影响
六、场效应（field effect）
内容提要： 1-2 共轭效应(Conjugative effect)
三、烷基的诱导效应
目前认为烷基的诱导效应方向取决于与什么样的基 团相连。如果与电负性比它小的基团相连，则表现 出－Ｉ，如果与电负性比它大的基团相连，则表现 出＋Ｉ。
1．烷基与饱和碳原子相连，诱导效应为吸电子基。
C3 H
C3 H
C3 H
C3 H
H
H3CC C3 HH3CC C3 HH3CC H HC H HC H
一、共轭体系的分类 二、共轭效应的涵义和特征 三、共轭效应的相对强度 四、动态共轭效应 五、共轭效应与反应性
1-3 空间效应 (Steric effect) 1-4 取代基效应应用实例
第1章 取代基效应
教学目的和要求: 1.掌握电子效应（诱导、共轭、超共轭）的基
本概念（定义、方向、强弱、传导）； 2.掌握电子效应和空间效应对性能的影响； 3.了解场效应的概念及其对化合物性能的响； 4、学会用电子效应和空间效应解释和预测有机
1-1 诱导效应(Inductive effect) 一、诱导效应的涵义和特征
在有机物分子中，由于电负性不同的取代基的影 响沿着键链（单链或重键链）传递，致使分子中 的电子云密度，按取代基相对于氢的电负性强弱 所决定的方向而偏移的效应，叫诱导效应（I）。
δ-
δ+
δδ+
δδδ+
X
A
B
C
一、诱导效应的涵义和特征
1．周期律 同周期中，－I效应自左至右增加。 eg. －I: -CR3 < －NR2 < －OR < －F 在同一族中，－I效应自上而下降低。 eg. －I: －F > －Cl > －Br > －I；
－OR > －SR
（二）影响诱导效应相对强度的有关因素
2．电荷
带正电荷的基团比同类型的不带电荷的基团吸电子能力 强得多；