亲核取代反应课件.ppt

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1、sp3杂化碳原子的亲核取代反应NucleophilicSubstitutionsatsp3HybridizedCarbon第八章本章重点内容SN1和SN2反应的机理SN1和SN2反应的影响因素SN1和SN2反应的立体化学SN1与SN2反应的竞争问题SN1和SN2反应在合成上的应用1.实现官能团的相互转化2.C－C键的形成亲核取代反应NucleophilicSubstitutionReaction实验事实结论：两种不同的机理两种不同的亲核取代反应机理—SN1和SN2双分子亲核取代反应（SN2）单分子亲核取代反应（SN1）SN1和SN2

2、反应的影响因素底物RX（以卤代烃和磺酸酯为代表)离去基团X-亲核试剂:Nuor:Nu-溶剂1.SN2反应的机理一步反应，动力学表现为二级反应亲核试剂是从离去基团的背面进攻——因此发生构型的转化一、SN2反应SN2反应中过渡态结构：sp2杂化新键已部分形成，旧键已部分断裂1.SN2反应的机理一、SN2反应1.SN2反应的机理一、SN2反应2.SN2反应的影响因素1)Substrate（底物）----StericEffectsSN2反应活性:methyl>10>20>30一、SN2反应2.SN2反应的影响因素1)Substrate（底物

3、）----StericEffects2)TheleavingGroup（离去基团）离去基团的离去倾向越大，SN2反应活性越高。碱性越弱，离去基团的离去倾向越大。Relativereactive（反应活性）:OH-,NH2-,OR-,

4、ewisbase（路易斯碱）.Basicity(碱性)---howwellthebaseshareselectronswithaproton.Nucleophilicity(亲核性)---howreadilythenucleophileisabletoattackanatom(e.g.carbon)otherthanaproton.一、SN2反应2.SN2反应的影响因素3)Nucleophile(亲核试剂)亲核试剂的亲核性越强，反应活性越高。亲核性强弱常受到底物、溶剂甚至是浓度的影响。因此，比较亲核试剂的强弱应该确定一个标准，最好在

5、相同的底物和相同的反应条件下比较：一、SN2反应2.SN2反应的影响因素3)Nucleophile(亲核试剂)关于亲核试剂的亲核性强弱顺序尚无完善的解释，不过一般有如下的规律:①当亲核试剂的进攻原子大小相同或相近时，亲核性强弱顺序与碱性基本相同；如：-CH3>-NH2>HO->F-；HO->H2O；CH3O->CH3OH；-NH2>NH3；一、SN2反应2.SN2反应的影响因素3)Nucleophile(亲核试剂)②在质子性溶剂中，同一族元素的原子随周期数的增加亲核性增加(碱性降低）。原因：原子可极化性溶剂化效应一、SN2反应2.S

6、N2反应的影响因素原子半径越大，可极化性越大，易成键。4)TheSolvent对亲核性的影响（溶剂）Proticsolvents(质子性溶剂)—含有-OH或-NH—不利于SN2反应一、SN2反应2.SN2反应的影响因素原因：质子性溶剂使亲核试剂阴离子溶剂化，即发生离子－偶极相互作用，亲核性降低。碱性越强，亲核性降低越大。Inproticsolvents,theweakerthebasicityofnucleophile,thestrongerthenucleophilicity.4)TheSolvent（溶剂）Aproticpola

7、rsolvents（非质子极性溶剂）—极性很强，但不含有-OH或-NHacetonitrile(CH3CN),dimethylformamide[HCON(CH3)2,DMF]dimethylsulfoxide[(CH3)2SO,DMSO],hexamethylphosphoramide{[(CH3)2N]3PO,HMPA}—有利于SN2反应原因：非质子极性溶剂只能让阳离子溶剂化，从而使亲核试剂负离子“裸露”，亲核性增大。一、SN2反应2.SN2反应的影响因素DMSOSummaryTheSN2reactionisworstwhenc

8、arriedoutwithahinderedsubstrate,aneutralnucleophile,andaproticsolvent.即位阻大的底物、中性（弱的）亲核试剂、和质子性溶剂不利于SN2反应一、SN2反应Exercis