亲核取代反应

碳－杂多重键的加成对于碳－杂原子多重键例如C＝O或者CN的亲核加成反应在有机化学当中相当广泛。这些化学键都是具有极性的（在两个成键原子之间有较大的电负性差异），而通常结果是碳原子会因较低的电负性而带部分正电荷，这就导致了碳原子成为主要的亲核加成反应进攻位点。这种反应类型也称为1,2亲核加成反应。此类亲核进攻在没有其他控制因素影响下（例如存在路易斯酸和螯合剂）不会造成立体化学问题，得到的都是消旋产物。加成反应的种类很多，当加成反应还伴有消除反应称为亲核酰基取代或者加成－消除反应。对羰基的加成当羰基是亲电试剂，亲核试剂可以是：与水在水解反应中生成偕二醇（水合物）。与醇在缩醛化反应中生成缩醛或缩酮。与有机氢化物在有机还原反应中得到醇。与胺、甲醛和一个羰基化合物发生曼尼希反应。与烯醇发生羟醛缩合或者Baylis-Hillman反应。与有机金属亲核试剂发生格氏反应、Reformatsky反应或者Ba...

参见取代反应亲核取代反应

反应机理SN2反应最常发生在脂肪族sp杂化的碳原子上，碳原子与一个电负性强、稳定的离去基团（X）相连，一般为卤素阴离子。亲核试剂（Nu）从离去基团的正后方进攻碳原子，Nu-C-X角度为180°，以使其孤对电子与C-X键的σ反键轨道可以达到最大重叠。然后形成一个五配位的反应过渡态，碳约为sp杂化，用两个垂直于平面的p轨道分别与离去基团和亲核试剂成键。C-X的断裂与新的C-Nu键的形成是同时的，X很快离去，形成含C-Nu键的新化合物。由于亲核试剂是从离去基团的背面进攻，故如果受进攻的原子具有手性，则反应后手性原子的立体化学发生构型翻转，也称“瓦尔登翻转”。这也是SN2反应在立体化学上的重要特征。反应过程类似于大风将雨伞由里向外翻转。溴乙烷与氢氧根离子发生SN2生成乙醇和溴离子。上例中，OH−（亲核试剂）进攻C2H5Br（底物）发生SN2反应，经过不稳定的过渡态，最终Br−离去，得到乙醇。SN2...

机理SN1反应的理想机理可以用以下两步表示：第一步是底物解离为碳正离子和带负电荷的离去基团，这个过程需要能量，是控制反应速率的一步。第二步是离解出的碳正离子与亲核试剂结合的过程，速率极快。反应物解离为碳正离子和离去基团总是需要溶剂协助的，因为R和X溶剂化释放出的能量可以大大补偿断裂R-X键所需的能量。如t-BuCl离解生成t-Bu和Cl−的反应，气相（无溶剂）时需要630kJ/mol的能量，因此在非高温下该反应很难发生。但在水中，离解能则只有20kJ/mol，即是由于溶剂的缘故。动力学由于SN1反应的速控步只涉及一种分子，因此单分子亲核取代反应应为一级反应，并且反应速率也应该只与底物有关。虽然溶剂也协助底物进行第一步解离，但由于溶剂是大量存在的，浓度几乎不变，因此溶剂的浓度不应被包含在速率中。即：然而上述关系式并不能和所有的实验数据很好吻合，尤其是单分子特征不明显的反应。可以通过考虑第一步...

单分子亲核取代反应SN1亲核取代反应机理如下：第一步是原化合物的解离生成碳正离子和离去基团，然后亲核试剂与碳正离子结合。由于速控步为第一步，只涉及一种分子，故称SN1反应。常发生于：碳上取代基较多（如：(CH3)3CX），使得相应碳正离子的能量更低，更加稳定。同时位阻效应也限制SN2机理中亲核试剂的侵蚀。对碳阳离子生成有利条件：有许多释电子基团帮助稳定碳阳离子的正电荷（3级碳＞2级碳＞1级碳），一级碳几乎不能够单独存在，而会立刻和周遭发生化学反应而形成内能更低的分子。SN1亲核取代反应特点：反应速率决定步骤在于离解一步（第一步），所以根据动力学理论推断该反应为一级速率反应，r=k[{\displaystyle\r=k[}反应物]{\displaystyle\]}。从立体化学观点来看，该反应的反应物若为光学异构物之一，则产物反转概率略大于50%。在碳阳离子形成时，整个分子略呈现平面三角形，亲...