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1、第九章第三节 亲核取代反应,毕节学院化学系,2,双分子亲核取代反应历程(SN2),1,单分子亲核取代反应历程(SN1),亲核取代反应简介,2,3,主要内容,3,1.亲核取代反应(Nucleophilic Substitution Reaction),带负电荷的离子或孤对电子的中性分子,反应中受试剂进攻的物质,带着一对电子离去的分子或负离子,4,1.亲核取代反应(Nucleophilic Substitution Reaction),5,通过亲核取代反应：1.可生成许多类型的有机物 2.由卤代烃提供烷基，形成C-C键，增长碳链 3.改变化合物构型，提高化合物生物活性,6,与碱的浓度也成正比,与卤
2、代烷的浓度成正比,伯卤代烷的水解速率,与碱的浓度基本没有关系,只与卤代烷的浓度成正比,叔卤代烷的水解,SN2,SN1,7,一氯甲烷的水解：,SN1,SN2,2.双分子亲核取代反应(SN2)机理及其立体化学,8,2.双分子亲核取代反应(SN2)机理及其立体化学,No.CH3Cl OH-Rate(mol L-1 s-1)1 0.0010 1.0 4.910-7 2 0.0020 1.0 9.810-7 3 0.0010 2.0 9.810-7 4 0.0020 2.0 19.610-7,一氯甲烷的水解：,9,SN2反应是一步反应，只有一个过渡态,2.双分子亲核取代反应(SN2)机理及其立体化学,1
3、0,经历过渡态时，中心碳原子由原来的sp3杂化的四面体构型转为sp2杂化的 三角形的平面构型，碳上还有一个p轨道在平面的两边，一边与亲核试剂（Nu），另一边与离去集团（L）的轨道重叠,2.双分子亲核取代反应(SN2)机理及其立体化学,11,若原料的中心C原子是手性碳，则反应后，产物中的 手性碳原子的构型发生翻转,构型翻转是SN2反应历程的立体化学特征,2.双分子亲核取代反应(SN2)机理及其立体化学,12,溴代叔丁烷的水解：,SN1,SN2,3.单分子亲核取代反应(SN1)机理及其立体化学,13,V=k1(CH3)3CBr,3.单分子亲核取代反应(SN1)机理及其立体化学,溴代叔丁烷的水解：,
4、14,反应分两步进行：,1,2,3.单分子亲核取代反应(SN1)机理及其立体化学,15,SN1反应历程 是一个多步反应,3.单分子亲核取代反应(SN1)机理及其立体化学,16,形成碳正离子时，中心碳原子由原来的sp3杂化的四面体构型转为sp2杂化 三角形的平面构型，三个基团在一个平面上，键角接近120，碳上还有 一个空p轨道，与亲核试剂成键。一旦成键，碳原子的结构又从三角形的 平面结构转变为四面体结构。,3.单分子亲核取代反应(SN1)机理及其立体化学,17,在SN1反应中，反应通过的碳正离子是一个三角形的平面结构，亲核试剂 从两侧进入的机会相等，产生“构型保持”和“构型翻转”两种产物。,SN
5、1反应的立体化学特征是外消旋化。,3.单分子亲核取代反应(SN1)机理及其立体化学,18,实际上外消旋化往往伴随某种程度的构型转化：,离子对机制解释：,较大的外消旋化百分比说明主要发生了SN1反应。,19,SN1反应的另一个特点：反应伴有重排,20,小 结：,SN1 单分子反应 v=k1R-X 两步反应 有中间碳正离子生成 构型翻转+构型保持 有重排产物,SN2 双分子反应 v=k1R-XNu:一步反应 形成过渡态 构型翻转（Walden转化）无重排产物,21,试解释(S)-3-甲基-3-溴己烷在水-丙酮中反应,结果 旋光性消失的实验事实。,习 题：,22,写出下列反应的产物结构（用构型式表示）,Thank you!,毕 节 学 院 化 学 系,
