淺談親核取代取應課件

天然藥物化學室二零一五年七月淺談親核取代取應

淺談親核取代反應一、親核取代反應的活性結構對反應活性（reactivity）的影響與反應機理有關，以下分別討論結構對SN2和SN1反應的影響?！?2.3.1.1SN2對RCH2X型化合物18個系列的親核取代的速率數(shù)據(jù)進行的統(tǒng)計分析說明:R的位阻是決定反應速率的主要因素。R3C-X型化合物不起SN2反應。離去基團在橋頭碳原子上的化合物，不發(fā)生SN2反應，(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。如：淺談親核取代反應α-碳原子上的烯基或苯基使SN2反應的速率加快。例如，烯丙基氯在丙酮溶液中與碘化鈉的反應速率為氯乙烷的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。淺談親核取代反應能使碳正離子穩(wěn)定的因素也就能使SN1反應加速.例如氯甲醚的水解活性很大。MeOCH2+SbF6-可以在超強酸中制得，ROCH2X,RSCH2X,R2NCH2X等化合物在SN1反應中的活性都大于R3CX。正電荷在橋頭碳上的碳正離子雖然不能達到平面構型，但仍可以在超強酸中生成。例如：淺談親核取代反應?；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，正電荷分散到氧上，親電能力不強，RCOX的反應一般是先加成后消除。乙烯基碳正離子的穩(wěn)定性很低，只在離去基團離去傾向極強時才發(fā)生溶劑解。例如：淺談親核取代反應三、親核指數(shù)在甲醇溶液中25?C下測定碘甲烷與各種親核試劑的SN2反應的速率常數(shù)knu并與碘甲烷與甲醇反應的速率常數(shù)比較，可以算出親核試劑的親核指數(shù)(nucleophilicconstant)。MeOHNO3–F–MeCO2–Cl–Me2SNH3N3–PhO–n0.01.52.74.34.45.35.55.85.8Br–MeO–HO–Et3NCN–I–NO2

–PhS–n5.86.36.56.76.77.47.89.9用相似的方法得到的SN2親核性次序(質子溶劑)為：RS–>ArS–>I–>CN–>OH–>N3–>Br–>ArO–>Cl–>吡啶>AcO–>H2O淺談親核取代反應例如下列三個親核試劑與芐氯進行親核取代，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，特別是在質子溶劑中更能生成氫鍵。例如：淺談親核取代反應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；在親核進攻中必須先破壞溶劑層,才能達到過渡狀態(tài),所需能量反映到活化能中,使活化能升高,反應速率變慢,特別是在質子溶劑中,由于能生成氫鍵,差別就更顯著。因此，親核性次序為I－>Br－>Cl－>F－。DMF溶液中包圍負離子的溶劑分子少，親核性次序為Cl－>Br–>I–.淺談親核取代反應親核取代反應是化學反應中最基本的反應，深刻理解其機理可以幫助在研發(fā)過