《親核取代反應(yīng)SN》課件

親核取代反應(yīng)SN反應(yīng)機理概述1親核試劑帶負(fù)電荷或富含電子的原子或分子，傾向于進(jìn)攻富含電子的原子或分子。2親電試劑帶正電荷或缺電子的原子或分子，傾向于被親核試劑進(jìn)攻。3取代反應(yīng)親核試劑進(jìn)攻親電試劑，取代其中一個原子或基團的反應(yīng)。親核試劑親核試劑是帶負(fù)電荷或具有孤對電子的物種。親核試劑傾向于攻擊具有正電荷或部分正電荷的原子，形成新的化學(xué)鍵。親核試劑在許多有機化學(xué)反應(yīng)中起著重要作用，例如親核取代反應(yīng)和加成反應(yīng)。親核性電子云密度親核性是指親核試劑攻擊親電中心的傾向。原子電負(fù)性親核性受電子云密度影響，原子電負(fù)性越低，電子云密度越高，親核性越強。孤對電子親核試劑通常具有孤對電子，可以與親電試劑的空軌道形成新的化學(xué)鍵。親核試劑的類型醇類親核試劑醇類具有孤對電子，可以與親電試劑反應(yīng)。偶氮疊氮親核試劑偶氮疊氮化合物含有氮原子，可以作為親核試劑。金屬親核試劑某些金屬離子可以作為親核試劑，例如，格氏試劑。碳負(fù)離子親核試劑碳負(fù)離子具有負(fù)電荷，可以攻擊親電中心。醇類親核試劑羥基的性質(zhì)羥基(-OH)具有孤對電子，可以與親電試劑反應(yīng)。反應(yīng)活性醇類親核試劑的反應(yīng)活性受多種因素影響，例如：醇的結(jié)構(gòu)、溶劑的極性等。偶氮疊氮親核試劑結(jié)構(gòu)偶氮疊氮親核試劑的結(jié)構(gòu)包含一個偶氮基團(N=N)和一個疊氮基團(N3)。性質(zhì)這些試劑通常表現(xiàn)出強親核性，由于疊氮基團的負(fù)電荷和偶氮基團的電子離域效應(yīng)。應(yīng)用它們在有機化學(xué)合成中廣泛應(yīng)用，例如在合成疊氮化物和環(huán)狀化合物中。金屬親核試劑吉爾曼試劑吉爾曼試劑(R2CuLi)是一種常用的有機金屬親核試劑，可用于對鹵代烴進(jìn)行親核取代反應(yīng)。格氏試劑格氏試劑(RMgX)也是一種重要的有機金屬親核試劑，常用于合成醇類等有機化合物。有機鋰試劑有機鋰試劑(RLi)是一種強堿性的有機金屬親核試劑，常用于烯烴的烷基化反應(yīng)。碳負(fù)離子親核試劑負(fù)電荷碳負(fù)離子帶負(fù)電荷，具有很強的親核性。反應(yīng)活性碳負(fù)離子對親電試劑的攻擊性很強，容易發(fā)生親核取代反應(yīng)。應(yīng)用廣泛碳負(fù)離子親核試劑在有機合成中應(yīng)用廣泛，例如格氏試劑、維蒂希試劑等。其他親核試劑氨基含氮化合物中，氨基是最常見的親核試劑，例如氨、胺類和酰胺。硫醚硫醚也是常見的親核試劑，例如硫醇和硫醚。氫氧根離子氫氧根離子在堿性條件下可以作為親核試劑。親電試劑帶正電荷親電試劑通常帶有正電荷或部分正電荷。吸引電子它們傾向于吸引電子，并與富電子原子或基團反應(yīng)。進(jìn)攻親核試劑在親核取代反應(yīng)中，親電試劑被親核試劑進(jìn)攻。親電試劑的類型羰基化合物醛、酮和羧酸鹵代烴鹵代烷烴和鹵代芳烴質(zhì)子酸羰基化合物親電試劑醛醛的羰基碳原子更容易受到親核試劑的攻擊，因為醛的羰基碳原子沒有像酮那樣被兩個烷基取代。酮酮的羰基碳原子不如醛那樣容易受到親核試劑的攻擊，因為酮的羰基碳原子被兩個烷基取代，使它更穩(wěn)定。羧酸羧酸的羰基碳原子更容易受到親核試劑的攻擊，因為羧酸的羰基碳原子與一個羥基連接，使它更極化。親電試劑的反應(yīng)性親電性親電試劑的反應(yīng)性由其親電性決定。親電性越強，反應(yīng)性越強?？臻g位阻空間位阻也會影響親電試劑的反應(yīng)性?？臻g位阻越大，反應(yīng)性越弱。溶劑效應(yīng)1極性溶劑極性溶劑有利于SN1反應(yīng)，因為它可以穩(wěn)定碳正離子中間體。2非極性溶劑非極性溶劑有利于SN2反應(yīng)，因為它可以減少親核試劑的溶劑化，使其更具反應(yīng)性。3溶劑化效應(yīng)溶劑化效應(yīng)可以影響親核試劑的反應(yīng)性，從而影響反應(yīng)速度和產(chǎn)物分布。碳正離子中間體碳正離子中間體是一種帶有正電荷的碳原子，它通常在SN1反應(yīng)中形成。碳正離子的穩(wěn)定性取決于其周圍取代基的數(shù)目和類型，取代基越多，碳正離子越穩(wěn)定。例如，叔碳正離子比仲碳正離子更穩(wěn)定，而仲碳正離子比伯碳正離子更穩(wěn)定。碳正離子可以進(jìn)行多種反應(yīng)，例如與親核試劑反應(yīng)，形成新的共價鍵。親核進(jìn)攻取代反應(yīng)1親核試劑親核試劑是帶有負(fù)電荷或負(fù)極性的原子或分子，它們可以攻擊親電試劑。2親電試劑親電試劑是帶有正電荷或正極性的原子或分子，它們可以接受親核試劑的攻擊。3取代反應(yīng)親核試劑進(jìn)攻親電試劑，導(dǎo)致親電試劑上某個基團被取代。SN1機理1第一步離去基團離開2第二步親核進(jìn)攻SN2機理1一步反應(yīng)親核試劑與鹵代烴同時發(fā)生反應(yīng)。2過渡態(tài)形成一個五配位過渡態(tài)。3立體化學(xué)發(fā)生構(gòu)型反轉(zhuǎn)。反應(yīng)動力學(xué)時間濃度反應(yīng)速率常數(shù)k速率常數(shù)反映反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系1一級反應(yīng)速率常數(shù)k單位為s-12二級反應(yīng)速率常數(shù)k單位為L·mol-1·s-1活化參數(shù)活化能反應(yīng)物分子從基態(tài)過渡到過渡態(tài)所需的能量活化熵反應(yīng)物分子從基態(tài)過渡到過渡態(tài)時的熵變反應(yīng)歷程第一步親核試劑攻擊親電試劑，形成一個中間體。第二步中間體失去一個離去基團，形成最終產(chǎn)物。立體化學(xué)手性手性中心對映異構(gòu)體非對映異構(gòu)體構(gòu)象異構(gòu)體構(gòu)象分析立體專一性親核取代反應(yīng)的立體化學(xué)取決于反應(yīng)機理。SN1反應(yīng)產(chǎn)物通常是外消旋的，因為碳正離子是平面結(jié)構(gòu)，親核試劑可以從兩側(cè)進(jìn)攻。SN2反應(yīng)產(chǎn)物具有立體專一性，反應(yīng)發(fā)生在反面，因此產(chǎn)物的構(gòu)型會發(fā)生翻轉(zhuǎn)。反式加成-順式消除1反式加成親核試劑進(jìn)攻碳正離子2順式消除離去基團離去3立體化學(xué)產(chǎn)生立體異構(gòu)體親核反應(yīng)的應(yīng)用有機合成親核反應(yīng)是構(gòu)建有機分子的重要工具。藥物合成親核反應(yīng)在藥物合成中起著至關(guān)重要的作用。聚合物合成親核反應(yīng)用于合成各種聚合物，如塑料和橡膠。反應(yīng)的選擇性親核試劑選擇性不同的親核試劑對不同的底物具有不同的反應(yīng)性，這使得反應(yīng)具有選擇性。離去基團選擇性不同的離去基團具有不同的反應(yīng)性，這也會影響反應(yīng)的選擇性。立體選