親核取代反應(yīng)機(jī)理教學(xué)培訓(xùn)課件

親核取代反應(yīng)機(jī)理MechanismsofNucleophilicSubstitution醫(yī)科大學(xué)醫(yī)用化學(xué)教研室副教授郵箱：Nu+LCL+Nuδ+δ-Cδ+：：L=LeavinggroupN=Nucleophileu：：IntroductionRXRR’RLi親核取代反應(yīng)是一類最基本的反應(yīng)，是不同類化合物之間轉(zhuǎn)化的橋梁，在有機(jī)合成中有重要用途！‘NucleophilicSubstitution親核試劑Nucleophile離去基團(tuán)Leavinggroup親核取代反應(yīng)底物（Substrate）如：OH、CN、RNH2如：Cl、Br、INu+LCL+Nuδ+δ-Cδ+：：：Experiment實(shí)驗(yàn)事實(shí)○實(shí)驗(yàn)1:CH3Br在80%乙醇水溶液中水解反應(yīng)，其水解速率與CH3Br的濃度成正比，也與堿的濃度成正比。○

實(shí)驗(yàn)2:(CH3)3CBr在80%乙醇水溶液中水解反應(yīng)，其水解速率與(CH3)3CBr的濃度成正比，而與堿的濃度無(wú)關(guān)。動(dòng)力學(xué)特征：υ＝k

[(CH3)3CBr]動(dòng)力學(xué)特征：υ＝k[CH3Br][OH

]Mechanismhypothesis假設(shè)機(jī)理1假設(shè)機(jī)理2動(dòng)力學(xué)特征：υ＝k[CH3Br][OH

]動(dòng)力學(xué)特征：υ＝k

[(CH3)3CBr]SN2andSN1兩種不同的親核取代反應(yīng)機(jī)理雙分子親核取代反應(yīng)（SN2)(SN2

=Substitution,Nucleophilic,Bimolecular)單分子親核取代反應(yīng)（SN1)

(SN1

=Substitution,Nucleophilic,Unimolecular)SN2+五原子過(guò)渡態(tài)

雙分子親核取代反應(yīng)（SN2)δδ--??OSN2

雙分子親核取代反應(yīng)（SN2)?△反應(yīng)進(jìn)程勢(shì)能SN2背面進(jìn)攻，構(gòu)型轉(zhuǎn)化RSSN2反應(yīng)標(biāo)志：產(chǎn)物100%構(gòu)型翻轉(zhuǎn)瓦爾登(Walden)轉(zhuǎn)化Application甲硫氨酸（蛋氨酸）S-腺苷甲硫氨酸在自然界中許多化合物中氧原子（RO-CH3）和氮原子(R2N-CH3)連著甲基，如：麥斯卡林，嗎啡等。經(jīng)歷了兩次SN2親核取代反應(yīng)①雙分子反應(yīng)

：

υ

=k[CH3Cl][OH-];②一步反應(yīng)；③Walden轉(zhuǎn)化*SN2的特點(diǎn)SN2SN1

單分子親核取代反應(yīng)（SN1)兩步反應(yīng):第一步：碳正離子過(guò)渡態(tài)1δ+δ-?慢過(guò)渡態(tài)2產(chǎn)物第二步：δ-δ+?快SN1

反應(yīng)速率只與參與反應(yīng)的一個(gè)反應(yīng)物的濃度有關(guān)，V=k[(CH3)3CBr]單分子親核取代反應(yīng)Ea(1)>Ea(2),所以第一步是決速步驟??△勢(shì)能反應(yīng)進(jìn)程SN1構(gòu)型翻轉(zhuǎn)50%構(gòu)型保持50%外消旋體產(chǎn)物外消旋化是SN1反應(yīng)的一個(gè)重要特征外消旋①單分子反應(yīng)：υ

=k[(CH3)3CBr];

②分兩步進(jìn)行，經(jīng)歷碳正離子中間體③外消旋化，伴隨部分產(chǎn)物構(gòu)型翻轉(zhuǎn)SN1的特點(diǎn)*SN1SummarySN2反應(yīng)與SN1反應(yīng)的區(qū)別雙分子反應(yīng)一步反應(yīng)υ=k[R-X][Nu]形成五原子過(guò)渡態(tài)構(gòu)型翻轉(zhuǎn)SN2SN1

單分子反應(yīng)兩步反應(yīng)υ=k[R-X]中間體碳正離子生成構(gòu)型翻轉(zhuǎn)+構(gòu)型保持?Assignment1、下列敘述，哪些屬于SN2親核取代反應(yīng)機(jī)理的特點(diǎn)？（1）產(chǎn)物的構(gòu)型完全轉(zhuǎn)化（2）二步反應(yīng)，第一步是決定反應(yīng)速率的步驟（3）得到外消旋