淺談親核取代取應(yīng)課件

天然藥物化學(xué)室二零一五年七月淺談親核取代取應(yīng)

淺談親核取代反應(yīng)一、親核取代反應(yīng)的活性結(jié)構(gòu)對反應(yīng)活性（reactivity）的影響與反應(yīng)機(jī)理有關(guān)，以下分別討論結(jié)構(gòu)對SN2和SN1反應(yīng)的影響。§22.3.1.1SN2對RCH2X型化合物18個系列的親核取代的速率數(shù)據(jù)進(jìn)行的統(tǒng)計分析說明:R的位阻是決定反應(yīng)速率的主要因素。R3C-X型化合物不起SN2反應(yīng)。離去基團(tuán)在橋頭碳原子上的化合物，不發(fā)生SN2反應(yīng)，(1)與乙醇鈉一起加熱，(2)與Nal在丙酮溶液中加熱都不起反應(yīng)。如：淺談親核取代反應(yīng)α-碳原子上的烯基或苯基使SN2反應(yīng)的速率加快。例如，烯丙基氯在丙酮溶液中與碘化鈉的反應(yīng)速率為氯乙烷的33倍。分子軌道模型的解釋是：在過渡狀態(tài)中，α-碳原子上的p軌道與雙鍵碳原子上的π*(反鍵軌道)重疊使其能量降低，見圖22.3。淺談親核取代反應(yīng)二、親核取代反應(yīng)中的SN1反應(yīng)SN1機(jī)理的中間體是碳正離子，能使碳正離子穩(wěn)定性提高的因素都有利于SNl反應(yīng)的進(jìn)行。與苯環(huán)雙鍵共軛能提高碳正離子的穩(wěn)定性。三苯氯甲烷在液體SO2溶液中能電離成三苯甲基碳正離子和氯離子，SO2的親核性極弱，與碳正離子不起反應(yīng)：苯環(huán)上給電子的取代基如：Me2N，MeO和Me使三苯甲基正離子的穩(wěn)定性提高；而吸電子的取代基如：Cl，NO2則使三苯甲基正離子的穩(wěn)定性降低。二苯甲基碳正離子、芐基型碳正離子和烯丙型碳正離子與SbF6-離子生成的鹽都可以在超強(qiáng)酸中得到。有的烯丙型碳正離子可以在濃硫酸溶液中生成。淺談親核取代反應(yīng)能使碳正離子穩(wěn)定的因素也就能使SN1反應(yīng)加速.例如氯甲醚的水解活性很大。MeOCH2+SbF6-可以在超強(qiáng)酸中制得，ROCH2X,RSCH2X,R2NCH2X等化合物在SN1反應(yīng)中的活性都大于R3CX。正電荷在橋頭碳上的碳正離子雖然不能達(dá)到平面構(gòu)型，但仍可以在超強(qiáng)酸中生成。例如：淺談親核取代反應(yīng)?；颊x子的穩(wěn)定性與叔丁基碳正離子相近，但由于共振效應(yīng)，正電荷分散到氧上，親電能力不強(qiáng)，RCOX的反應(yīng)一般是先加成后消除。乙烯基碳正離子的穩(wěn)定性很低，只在離去基團(tuán)離去傾向極強(qiáng)時才發(fā)生溶劑解。例如：淺談親核取代反應(yīng)例如下列三個親核試劑與芐氯進(jìn)行親核取代，變換苯環(huán)上的取代基，它們的堿性與親核性是一致的。它們的親核性與堿性成線性關(guān)系。五、溶劑對親核性的影響鹵離子的親核指數(shù)分別為：F－,2.7;Cl－,4.4;Br－,5.8;I－,7.4；而它們的共軛酸的pKa分別為:HF,3.45;HCl,–5.7;HBr,–7.7;HI,–10.7。即親核性次序正好與堿性相反。主要原因是：在溶液中它們被溶劑分子包圍，特別是在質(zhì)子溶劑中更能生成氫鍵。例如：淺談親核取代反應(yīng)F–和Cl–體積小電荷集中，包圍的溶劑分子更多，Br–和I–體積大，電荷分散，包圍的溶劑分子較少；在親核進(jìn)攻中必須先破壞溶劑層,才能達(dá)到過渡狀態(tài),所需能量反映到活化能中,使活化能升高,反應(yīng)速率變慢,特別是在質(zhì)子溶劑中,由于能生成氫鍵,差別就更顯著。因此，親核性次序?yàn)镮－>Br－>Cl－>F－。DMF溶液中包圍負(fù)離子的溶劑分子少，親核性次序?yàn)镃l－>Br–>I–.淺談親核取代反應(yīng)親核取代反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)中最基本的反應(yīng)，深刻理解其機(jī)理可以幫助在研發(fā)過程中提高反應(yīng)