5.饱和碳原子上的亲核取代反应 通式是:Nu-+R-L→NuR+L-其中 Nu-表示亲核试剂,可以是负离子或带未共享电子对的中性分子;R—L表示作用物、为中性分子或正离子;L 表示离去基团。反应进行有两种类型,一种是单分子亲核取代反应 SN1,速率=k1[RL];另一种为双分子亲核取代反应 SN2,速率=k2[RL][Nu-:]。SN2 为一步反应,亲核试剂进攻与离去基团离去同时发生。例如: SN1为二步反应,先离解成碳正离子,随即快速的受试剂进攻。例如, 其势能图如图 4-1 所示。推断反应按 SN2 或 SN1 进行,可从作用物结构、亲核试剂亲核性强弱、离去基团离去的难易及溶剂极性等方面分析,从产物的立体化学及改变反应条件对反应速度的影响来判别。作用物结构:【例 1】在加热条件下,下列化合物分别与氢氧化钠水溶液作用,反应最快的是哪一个?A.氯乙烷 B.氯乙烯C.3-氯丙烯 D.氯甲烷答:C.,SN1 与 SN2 均最快。凡使碳正离子稳定的因素,有利于 SN1;空间障碍小,有利于 SN2;α 和 β 位有大的取代基,不利于 SN2。亲核试剂亲核性强,有利于 SN2,亲核原子相同时,碱性与亲核性有平行关系,如 O 原子相同,则 RO->HO->ArO->RCOO->ROH>H2O周期表中同一周期元素生成的同类型亲核试剂,其亲核性大小基本上与碱性的强弱一致。例如,R3C->R2N->RO->F-H2N->HO->F-周期表中同族元素生成的负离子或分子,中心原子较大者亲核性较强。例如,RS->RO-,RSH>ROH,I->Br->Cl->F-【例 2】在 SN2 反应机理中,最活泼的是哪一个化合物?A.(CH3)3CClB.C2H5ClC.CH3Cl答:C,因空间阻碍最小。【例 3】溴甲烷起 SN2 取代反应时,下列离子中哪种离子反应性最强?A.C2H5O- B.HO-C.C6H6- D.CH3COO-。答:A,因乙基为给电子基,C2H5O-亲核性最强。离去基团离去的难易,对 SN1 及 SN2 反应速率都有影响,但对可能按 SN1 或SN2 进行的反应(如仲卤代烷),L 离去倾向大,反应易按 SN1 进行;L 离去倾向小,则反应易按 SN2 进行。卤离子离去倾向的大小次序为:I->Br->Cl->F-L 越稳定,离去倾向越大。HL 是 L 的共轭酸,其碱性比 L 弱,离去倾向比 L 大,如 H2O>OH-,ROH>RO-,因此醇、醚、胺等在酸性溶液中,质子化后易起反应。I-即是一个好的亲核试剂,又是一个好的离去基团,故在氯化物或溴化物的反应中,加少量 I-能促进反应。溶剂极性增加,稳定碳正离子,有利于 SN1 反应。极性非质...