6.14
卤代烷的亲核取代反应可通过SN1或SN2机理进行,具有不同的立体化学结果。
底物的结构、亲核试剂的强度以及溶剂的性质等因素会促进其中一种反应机理而非另一种。
在SN2反应中,亲核试剂在离去基团离开的同时进攻底物。因此,底物上的大位阻取代基会阻碍亲核试剂形成化学键。 Consequently,位阻较小的底物更有利于发生SN2反应。
在SN1反应中,底物首先解离生成碳正离子中间体,该中间体通过诱导效应和超共轭作用得以稳定。
烷基的给电子诱导效应可稳定碳正离子上的电荷。在超共轭效应中,烷基的充满的sp3轨道与碳正离子的空p轨道发生重叠,从而稳定碳正离子。
因此,烷基取代基的增加能够稳定碳正离子,使得三级卤代烃最适用于SN1 个反应。
反应机理的速率定律表明,亲核试剂的性质和浓度仅影响SN2反应速率。
尽管在氢氧根离子等强亲核试剂存在下反应相对较快,但水等弱亲核试剂会减缓SN2反应。
在 SN1 反应中,亲核试剂不参与决速步,因此强亲核试剂和弱亲核试剂均有效。
在SN2反应中,极性质子溶剂会通过氢键将亲核试剂包裹,阻碍其接近底物,从而对反应速率产生不利影响。
相反,极性非质子溶剂会使亲核试剂不稳定,从而降低活化能并提高反应速率。
在SN1反应中,极性质子溶剂通过溶剂化作用稳定离子,从而促进离去基团的离去。
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