親電反應和親核反應

親電反應和親核反應第1頁/共30頁引言（提出問題）（2-1）我們說乙炔和溴的四氯化碳溶液反應生成1，2—二溴乙烯，進一步反應生成1，1，2，2—四溴乙烷的反應為親電加成，反應式如下：

同樣是乙炔，在堿的存在下，和甲醇發(fā)生反應生成甲基乙烯基醚是親核加成反應，反應式如下：下一知識點：引言（2-2）第2頁/共30頁引言（提出問題）（2-2）在有機化學的學習過程中，親電和親核是讓很多同學困惑的概念，為了說明親電和親核的概念，讓我們從共價鍵的斷裂說起，來闡明親核反應和親電反應。下一知識點：共價鍵斷裂方式2-1第3頁/共30頁二、共價鍵的斷裂方式（2-1）

有機化學反應的實質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成過程。組成有機化合物的化學鍵主要是共價鍵，共價鍵是由電子云重疊而成，每根共價鍵由電子對（2個電子）構成，共價鍵的斷裂方式有兩種：1均裂均裂：A：B→A·＋B·

即構成共價鍵的電子對在斷裂時平均分配到兩個原子上，形成帶有單電子的活潑原子或基團——游離基（又叫自由基），這種斷裂方式稱為共價鍵的均裂。下一知識點：異裂第4頁/共30頁二、共價鍵的斷裂方式（2-2）2異裂 異裂：A：B→A-

＋B+（或A+＋B-）即構成共價鍵的電子對在斷裂時完全轉(zhuǎn)移到1個原子上，形成正離子和負離子，這種斷裂方式稱為共價鍵的異裂。下一知識點：有機反應類型分類第5頁/共30頁三、有機反應類型分類（3-1）根據(jù)共價鍵斷裂方式分類根據(jù)共價鍵的斷裂方式分類，可分為協(xié)同反應、自由基反應、離子型反應：協(xié)同反應：在反應過程中，舊鍵的斷裂和新鍵的形成都相互協(xié)調(diào)地在同一步驟中完成的反應稱為協(xié)同反應。協(xié)同反應往往有一個環(huán)狀過渡態(tài)。它是一種基元反應。自由基型反應：由于分子經(jīng)過均裂產(chǎn)生自由基而引發(fā)的反應稱為自由基型反應。自由基型反應分鏈引發(fā)、鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止三個階段。下一知識點：自由基反應三階段、離子型反應第6頁/共30頁三、有機反應類型分類（3-2）

鏈引發(fā)階段是產(chǎn)生自由基的階段。由于鍵的均裂需要能量，所以鏈引發(fā)階段需要加熱或光照。

鏈轉(zhuǎn)移階段是由一個自由基轉(zhuǎn)變成另一個自由基的階段，猶如接力賽一樣，自由基不斷地傳遞下去，像一環(huán)接一環(huán)的鏈，所以稱之為鏈反應。

鏈終止階段是消失自由基的階段，自由基兩兩結(jié)合成鍵，所有的自由基都消失了，自由基反應也就終止了。離子型反應：由分子經(jīng)過異裂生成離子而引發(fā)的反應稱為離子型反應。離子型反應有親核反應和親電反應。由親核試劑進攻而發(fā)生的反應稱為親核反應，親核試劑是對正原子核有顯著親和力而起反應的試劑。

由親電試劑進攻而發(fā)生的反應稱為親電反應。親電試劑是對電子有顯著親合力而起反應的試劑。下一知識點：反應類型分類第7頁/共30頁三、有機反應類型分類（3-3）反應類型分類如下表所示：

自由基取代：烷烴鹵代、芳烴側(cè)鏈鹵代、烯烴α—H鹵代自由基反應自由基加成：烯烴的過氧化效應，部分聚合反應

親電加成：烯、炔、二烯烴的加成

親電取代：芳環(huán)上的取代反應反應類型離子型反應親核加成：醛、酮的親核加成、羥醛縮合反應

親核取代：鹵代烴、醇的SN1反應消除反應：鹵代烴和醇的E1反應親核加成—消除反應：羧酸衍生物的代表反應協(xié)同反應（反應連續(xù)進行，一步完成）：雙烯合成、SN2、E2反應

在本節(jié)課中，主要對親電反應和親核反應相關知識進行介紹。要弄清楚親核反應和親電反應，首先要明確什么是反應物，什么是試劑。下一知識點：反應物和試劑第8頁/共30頁四、反應物和試劑及試劑的分類（5-1)1．反應物和試劑反應物(或作用物)和試劑之間并沒有十分嚴格的界限，是個相對的概念、習慣用語。本來相互作用的兩種物質(zhì)，即可互為反應物，也可互為試劑。但為了討論和研究問題時方便，從經(jīng)驗中人為的規(guī)定反應中的一種有機物為反應物，無機物或另一種有機物為試劑。例如乙烯與溴的加成反應，乙烯為反應物，溴為試劑。苯肼與醛、酮的反應，醛、酮為反應物，苯肼為試劑。下一知識點：試劑分類第9頁/共30頁四、反應物和試劑及試劑的分類(5-2)2．試劑的分類有機反應中的試劑(無機試劑和有機試劑)按有機反應歷程可分為極性(或離子型)試劑和非極性(自由基)試劑兩大基本類型。非極性試劑是指自由基或容易產(chǎn)生自由基的化合物，極性試劑是指含偶數(shù)電子的正、負離子或極性分子。下一知識點：試劑分類圖表、極性試劑分類第10頁/共30頁四、反應物和試劑及試劑的分類(5-3)

極性(或離子型)試劑：含偶數(shù)電子的正、負離子或極性分子試劑非極性(自由基)試劑：自由基或容易產(chǎn)生自由基的化合物

從試劑的電子結(jié)構來看，極性試劑是指那些能夠接受和供給一對電子以形成共價鍵的試劑。因此，極性試劑又分為兩類，在離子型反應中供給一對電子與反應物生成共價鍵的試劑叫做親核試劑，而從反應物接受一對電子生共價鍵的試劑叫做親電試劑。親核試劑：供給一對電子與反應物生成共價鍵的試劑極性試劑親電試劑：從反應物接受一對電子生共價鍵的試劑下一知識點：親核試劑、親電試劑表第11頁/共30頁四、反應物和試劑及試劑的分類(5-4)從廣義的酸、堿概念的角度上來說，路易斯堿都是親核的，故為親核試劑；而路易斯酸都是親電的，則為親電試劑，在一般的離子型反應中，極性試劑的分類如下表所示：親核試劑親電試劑（1）所有的負離子所有的正離子（2）具有未共享電子對的分子可能接受未共享電子對的分子（3）烯烴雙鍵和芳環(huán)羰基雙鍵（4）還原劑氧化劑（5）堿類酸類（氫氟酸例外）（6）有機金屬化合物中的烷基鹵代烷中的烷基下一知識點：離子型反應分類第12頁/共30頁四、反應物和試劑及試劑的分類(5-5)

對試劑有了規(guī)定以后，所有的離子型反應就可以根據(jù)試劑的性質(zhì)加以分類。由親核試劑進攻反應物而引起的反應，叫做親核反應。由親電試劑進攻而引起的反應，叫做親電反應。

親核反應：由親核試劑進攻反應物而引起的反應稱為親核反應。離子型反應

親電反應：由親電試劑進攻而引起的反應，叫做親電反應。親核反應又可進一步分為親核取代反應和親核加成反應。親電反應分為親電取代反應和親電加成反應。下面通過親電加成、親電取代、親核加成、親核取代的反應歷程，來進一步說明親電反應和親核反應。下一知識點：親電反應歷程第13頁/共30頁五、親電反應歷程(5-1)1、親電加成反應歷程我們以烯烴和鹵化氫的加成反應為例，說明親電加成的歷程。加成反應歷程包括兩個步驟。

第一步是烯烴分子受HX的影響，π電子云偏移而極化，使一個雙鍵碳原子上帶有部分負電荷，更易于受極化分子HX的帶正電部分（H->X）或質(zhì)子H+的攻擊，結(jié)果生成帶正電的中間體碳正離子和HX的共軛堿X-。下一知識點：第二步第14頁/共30頁五、親電反應歷程(5-2)第二步是碳正離子迅速與X-結(jié)合生成鹵烷。

第一步的反應速度慢，反應速度由第一步?jīng)Q定，而第一步是由親電試劑的進攻而發(fā)生的，稱親電加成反應。烯、炔和親電試劑的反應，二烯烴的加成反應，脂環(huán)烴小環(huán)的開環(huán)反應加成都是親電加成反應歷程。

(親電試劑：鹵素、鹵化氫、水、硫酸、次鹵酸等)下一知識點：親電取代第15頁/共30頁五、親電反應歷程(5-3)2、親電取代歷程 以苯和親電試劑反應為例，說明親電取代歷程。

第一步是親電試劑E+進攻苯環(huán)，很快地和苯環(huán)的π電子形成π絡合物，π絡合物仍然還保持苯環(huán)的結(jié)構。下一知識點：第二步第16頁/共30頁五、親電反應歷程(5-4)第二步是π絡合物進一步與苯環(huán)的一個碳原子直接連接，形成δ絡合物。

第三步是δ絡合物碳正離子失去而形成鹵苯。

下一知識點：第三步第17頁/共30頁五、親電反應歷程(5-5)該反應過程是由親電試劑進攻苯環(huán)而引起的反應，稱為親電取代反應歷程。在苯環(huán)上發(fā)生的鹵化、硝化、磺化、烷基化和?；磻紝儆H電取代反應歷程。

下一知識點：親核反應歷程第18頁/共30頁六、親核反應歷程（6-1）1、親核加成反應歷程 以醛（或酮）和氫氰酸（HCN）反應生成氰醇為例，說明親核加成反應歷程。

第一步是氫氰酸在堿的作用下生成氰離子。第二步是氰離子進攻羰基的碳原子。

下一知識點：第三步第19頁/共30頁六、親核反應歷程（6-2）第三步是氰醇負離子從水中奪取質(zhì)子（H+），形成氰醇。

在該反應中，第一步和第三步是質(zhì)子（H+）轉(zhuǎn)移反應，第二步是氰離子與羰基的加成，是決定反應速度的步驟，該步驟是親核試劑進攻反應物，所以該反應是親核加成反應歷程。醛、酮和親核試劑（氫氰酸、醇、亞硫酸氫鈉、格利雅試劑、氨衍生物）的加成反應都屬親核加成反應。

下一知識點：親核取代歷程第20頁/共30頁六、親核反應歷程（6-3）（1）雙分子親核取代反應（SN2）以溴甲烷在堿性水溶液中水解生成甲醇為例，說明雙分子親核取代反應歷程。反應如下：反應按以下過程進行：下一知識點：SN1反應第21頁/共30頁六、親核反應歷程（6-4）

反應速度即與反應物的濃度有關，又與試劑的濃度有關，反應中新鍵的建立和舊鍵的斷裂是同步進行的，共價鍵的變化發(fā)生在兩分子中，因此稱為雙分子親核取代反應，以SN2表示。（2）單分子親核取代反應（SN1）以叔丁基溴在堿性溶液中水解為叔丁醇為例，說明反應歷程，反應如下：下一知識點：SN1反應第22頁/共30頁六、親核反應歷程（6-5）第一步，C－Br鍵解離：第二步，C－O鍵生成：下一知識點：SN1總結(jié)第23頁/共30頁六、親核反應歷程（6-6）

在該反應歷程中，第一步反應速度慢，所以該步是整個反應的決速步驟，而這一步的反應速度是與反應物鹵烷的濃度成正比，所以整個反應速度僅與鹵烷有關，與試劑濃度無關。在決速步驟中，發(fā)生共價鍵變化的只有一種分子，所以稱為單分子反應歷程。這種單分子親核取代反應常用SN1表示。

（3）親核取代反應

SN1和SN2可簡單表示為：是由親核試劑進攻反應物的反應，故稱親核取代反應。下一知識點：親電試劑和親核試劑的相對性1第24頁/共30頁七、親電和親核反應總結(jié)（3-1）1、親電試劑和親核試劑的相對性親電試劑和親核試劑是相對，某些試劑可以隨著反應條件和與相互作用的物質(zhì)性質(zhì)的不同，或者表現(xiàn)為親電性或者表現(xiàn)為親核性，例如水（H2O）和氨(NH3)等少數(shù)無機試劑。下一知識點：親電試劑和親核試劑的相對性2第25頁/共30頁七、親電和親核反應總結(jié)（3-2）

個別有機試劑也存在這種情況。醇（ROH