亲核取代反应ppt课件.pptx

第第4 4章章 亲核取代反应亲核取代反应主讲人主讲人:中德科技学院中德科技学院 杨秀英教授杨秀英教授4.1亲核取代反应的类型亲核取代反应的类型n n中性底物与中性亲核试剂作用中性底物与中性亲核试剂作用 R-L+Nu：R-Nu+L-n n中性底物与带负电荷的亲核试剂作用中性底物与带负电荷的亲核试剂作用 R-L+Nu:-R-Nu+L-n n带正电底物与中性亲核试剂作用带正电底物与中性亲核试剂作用 R-L+Nu:R-Nu+L:带正电底物与带负电亲核试剂作用带正电底物与带负电亲核试剂作用 R-L+Nu:-R-Nu+L：+4.2亲核取代反应的机理亲核取代反应的机理n nSN1机理（单分子亲核取代）机理（单分子亲核取代）S SNN1 1机理中亲核取代反应分为两步进行。机理中亲核取代反应分为两步进行。机理中亲核取代反应分为两步进行。机理中亲核取代反应分为两步进行。第一步：底物上的离去基团第一步：底物上的离去基团第一步：底物上的离去基团第一步：底物上的离去基团L L的离去的离去的离去的离去 第二步：第二步：第二步：第二步：L L离去后生成的正碳离子与亲核试剂结合。离去后生成的正碳离子与亲核试剂结合。离去后生成的正碳离子与亲核试剂结合。离去后生成的正碳离子与亲核试剂结合。慢第一步反应速率较慢，是反应速率的决定步骤。第一步反应速率较慢，是反应速率的决定步骤。使正碳离子稳定的因素有利于使正碳离子稳定的因素有利于SN1取代的进行取代的进行产生碳正离子中间体，所以有重排产物产生。产生碳正离子中间体，所以有重排产物产生。快快 RR2 C L R1SN1反应的立体化学过程：反应的立体化学过程：反应物（反应物（Sp3）过渡态（过渡态（Sp2）外消旋体外消旋体1.动力学上为一级反应，即反应速率取决于反应底物的离动力学上为一级反应，即反应速率取决于反应底物的离解，而与亲核试剂的浓度和性质无关；解，而与亲核试剂的浓度和性质无关；2.分步完成（两步完成，分步完成（两步完成，两个过渡态两个过渡态和和一个中间体一个中间体）；）；3.产生产生中间体，所以有重排反应发生；中间体，所以有重排反应发生；4.产生外消旋体产生外消旋体能量曲线图能量曲线图：nSN2机理（双分子亲核取代）机理（双分子亲核取代）亲核试剂从离去基团的背面进攻离去基团，旧键的亲核试剂从离去基团的背面进攻离去基团，旧键的断裂与新键的生成协同进行。断裂与新键的生成协同进行。当新键的形成与旧键的断裂处于均势时，体系能量当新键的形成与旧键的断裂处于均势时，体系能量达到最高点，即过渡状态。达到最高点，即过渡状态。Nu:-+R-LNu.R.L-+Nu-R+L:-Nu:+R-LNu.R.L-+NuR-+L:-+Nu:+R-L+Nu:+R-LNu.R.LNu.R.L+-Nu-+R L+Nu+-R+L:SN2反应的立体化学过程：反应的立体化学过程：1.动力学上为二级反应动力学上为二级反应;与卤代烃浓与卤代烃浓度和亲核试剂浓度和性质有关度和亲核试剂浓度和性质有关2.协同反应（一步完成，协同反应（一步完成，一个过渡一个过渡态态、无中间体无中间体）3.亲核试剂从背面进攻，所以产物亲核试剂从背面进攻，所以产物发生构型翻转，即瓦尔登转化发生构型翻转，即瓦尔登转化n离子对离子对-溶剂化学说溶剂化学说反应物与溶剂的作用称溶剂化。反应物与溶剂的作用称溶剂化。反应物在不同的溶剂化阶段与亲核试剂形成了反应物在不同的溶剂化阶段与亲核试剂形成了SN1和和SN2机理。机理。紧密离子对紧密离子对离解的离子离解的离子SN2构型反转构型反转溶剂分隔离子对溶剂分隔离子对SN2SN2+SN1SN1构型反转构型反转构型反转构型反转构型保持构型保持（部分外消旋化的同（部分外消旋化的同时有部分构型反转）时有部分构型反转）外消旋体外消旋体100%底物底物电离电离离解离解返回返回返回返回过程解释：过程解释：底物分子首先发生共价键断裂形成正、负离子，正负离子在底物分子首先发生共价键断裂形成正、负离子，正负离子在一起形成紧密离子对，溶剂介入其中形成溶剂分隔离子对，一起形成紧密离子对，溶剂介入其中形成溶剂分隔离子对，最后离子完全被溶剂包围形成溶剂化的碳正离子和负离子。最后离子完全被溶剂包围形成溶剂化的碳正离子和负离子。紧密离子对中紧密离子对中R+与与X-通过静电引力紧密地靠在一起，作为一通过静电引力紧密地靠在一起，作为一个整体被溶剂化。个整体被溶剂化。u底物分子离解的方式即与底物有关也与溶剂有关。底物分子离解的方式即与底物有关也与溶剂有关。一般的，非极性溶剂倾向于生成紧密离子对和溶剂分隔离一般的，非极性溶剂倾向于生成紧密离子对和溶剂分隔离子对；极性强的溶剂中生成溶剂化离子。子对；极性强的溶剂中生成溶剂化离子。u消旋化产物的生成表明反应经历碳正离子的中间体，是消旋化产物的生成表明反应经历碳正离子的中间体，是SN1机理的证据。机理的证据。nSN1机理（分子内亲核取代）机理（分子内亲核取代）有些反应，如醇和有些反应，如醇和SOCl2作用生成氯代烃，该反应的立体化作用生成氯代烃，该反应的立体化学特征是中心碳的构型保持。这表明该反应既不是按学特征是中心碳的构型保持。这表明该反应既不是按SN2进进行，也不是按行，也不是按SN1进行的。进行的。从而提出反应是在分子内部进行的，即分子内亲核取代反应，从而提出反应是在分子内部进行的，即分子内亲核取代反应，以以SNi表示。表示。R1 O R1 O-R1 O O-H C OH +S H C O S Cl H C S Cl R2 Cl Cl R2 Cl R2 Cl.+H-H+R1 O O R1H C S H C+R2 Cl R2-Cl-分解分解氯代亚硫酸酯氯代亚硫酸酯 O-R1 S=O H C Cl +SO2+HClCl R2紧密离子对紧密离子对构型保持构型保持就近反应就近反应过程解释：过程解释：中间体氯代亚硫酸酯分解为紧密离子对，在中间体氯代亚硫酸酯分解为紧密离子对，在-OSOCl作为离去作为离去基团离去的同时，其中基团离去的同时，其中Cl-作为亲核试剂从正面进攻重心碳原作为亲核试剂从正面进攻重心碳原子，并失去子，并失去SO2，生成相应的氯代烃，得到，生成相应的氯代烃，得到构型保持构型保持的产物。的产物。1.如果在反应体系中加入吡啶，则在生成氯代亚硫酸酯时释放的如果在反应体系中加入吡啶，则在生成氯代亚硫酸酯时释放的HCl可以与可以与吡啶成盐。吡啶成盐。2.也可以是氯代亚硫酸酯与吡啶生成相应的吡啶盐。也可以是氯代亚硫酸酯与吡啶生成相应的吡啶盐。OR1R2CHOSCl相应盐中相应盐中Cl-为为游离游离的负离子，它可以从氯代亚硫酸酯的的负离子，它可以从氯代亚硫酸酯的背面进背面进攻攻中心碳原子，得到中心碳原子，得到构型转化构型转化的氯代烃。的氯代烃。+SO2 +Cl-+SO2 +这也是用来证明这也是用来证明SNi机理存在的反应。机理存在的反应。4.3碳正离子与非经典碳正离子碳正离子与非经典碳正离子n碳正离子碳正离子(Carbonium ion)碳正离子是有机反应的重要中间体。碳正离子是有机反应的重要中间体。1922年，当汉斯年，当汉斯麦尔外因（麦尔外因（Hans L.Meerwein）研究莰烯氯化氢加成物）研究莰烯氯化氢加成物的瓦格纳（的瓦格纳（Wagner）重排反应时，发现其反应速率随溶剂极性的增加而）重排反应时，发现其反应速率随溶剂极性的增加而加速。并且加速。并且Lewis酸能催化加速反应，他认为异构化反应的机理不是酸能催化加速反应，他认为异构化反应的机理不是Cl-的重排，而是正离子活性中间体的重排，碳正离子活性中间体的概念由的重排，而是正离子活性中间体的重排，碳正离子活性中间体的概念由此产生。此产生。异冰片基氯异冰片基氯温斯坦（温斯坦（Winstein）在）在1949年研究年研究2-Norborny1衍生物的溶剂溶衍生物的溶剂溶解反应时发现其反应速率取决于离去基团在解反应时发现其反应速率取决于离去基团在exo或或endo位置位置(exo)Kexo/Kendo=350 (Kendo)OBsOAcOBs16温斯坦（温斯坦（Winstein）认为）认为exo-异构体异构体的溶剂解速率的溶剂解速率(Kexo)比比快的原因是快的原因是C1-C6键的邻基参与，因而形成非经典的键的邻基参与，因而形成非经典的Norborny1碳正离子而加速其反应。即：碳正离子而加速其反应。即：OBs16OAc+OAc1962年，年，Olah把把(CH3)3CF溶于过量的超强酸介质中（溶于过量的超强酸介质中（SbF5），然后用），然后用NMR检检测到了叔丁基碳正离子的存在。测到了叔丁基碳正离子的存在。(CH3)3C-F+SbF5 (CH3)3C+SbF6-由图由图4-1所示的所示的1HNMR谱图可见，产物只有一个单重峰。反应物叔丁基氟化谱图可见，产物只有一个单重峰。反应物叔丁基氟化物在物在为为1.5处的双重峰（氟与氢之偶合结果，处的双重峰（氟与氢之偶合结果，JH-F=20Hz）完全消失。并且甲基的质）完全消失。并且甲基的质子共振向低场移至子共振向低场移至4.3，显示强烈的去屏蔽作用。随后，显示强烈的去屏蔽作用。随后，Olah进一步用进一步用13CNMR的方法的方法测得叔碳原子的化学位移为测得叔碳原子的化学位移为335.2。这比正常叔碳原子的化学位移几乎向低场移动了。这比正常叔碳原子的化学位移几乎向低场移动了300。如此低磁场的化学位移碳原子在当时还从未报道过。这么强的去屏蔽效应，显。如此低磁场的化学位移碳原子在当时还从未报道过。这么强的去屏蔽效应，显然是因叔碳原子的正电荷以及叔碳原子有然是因叔碳原子的正电荷以及叔碳原子有Sp3杂化轨道变为杂化轨道变为Sp2杂化轨道所致。这一实杂化轨道所致。这一实验结果，确定无疑的证明了所观察到的是叔丁基碳正离子。验结果，确定无疑的证明了所观察到的是叔丁基碳正离子。在超酸在超酸FSO3H-SbF3-SO2介质中，碳正离子能长期存在并发生分子内负氢转移介质中，碳正离子能长期存在并发生分子内负氢转移和重排，形成热力学最稳定的碳正离子。和重排，形成热力学最稳定的碳正离子。直链脂肪醇及卤代烷最后都形成三级碳正离子。直链脂肪醇及卤代烷最后都形成三级碳正离子。环状结构的碳正离子最后形成张力最小的三级碳正离子。环状结构的碳正离子最后形成张力最小的三级碳正离子。碳正离子碳正离子(carbonium ion)稳定性为稳定性为 302010,如：如：有些碳正离子已分离出来并由光谱所证实。如：有些碳正离子已分离出来并由光谱所证实。如：Ph3C-Cl Ph3C+Cl-可稳定存在可稳定存在无色无色 黄色黄色 更稳定更稳定苄基正离子苄基正离子 桌离子桌离子艹艹n非经典碳正离子非经典碳正离子非经典碳正离子非经典碳正离子(nonclassical carbocation)(nonclassical carbocation)由于由于键或键或键的邻基参与而形成的碳正离子活性中间体，称为非经典碳正键的邻基参与而形成的碳正离子活性中间体，称为非经典碳正离子。离子。与经典碳正离子不同，在非经典碳正离子中，正电荷是通过不在烯丙位置与经典碳正离子不同，在非经典碳正离子中，正电荷是通过不在烯丙位置的不饱和键（如的不饱和键（如）或通过单键（如）或通过单键（如及及）而发生离域化。）而发生离域化。X+-X+（键参与）键参与）经典碳正离子经典碳正离子 非经典碳正离子非经典碳正离子+OTsH-OTs H+（）（键参与）键参与）X-X+（）（环丙基参与）环丙基参与）（）4.4影响亲核取代反应速率的因素影响亲核取代反应速率的因素n试剂的亲核性试剂的亲核性在在SN1反应中，试剂的亲核性对反应速率没有影响。在反应中，试剂的亲核性对反应速率没有影响。在SN2反应中，试剂的亲反应中，试剂的亲核性越强反应速率越快。核性越强反应速率越快。一般来说，碱性越强的负离子亲核性越强。如一般来说，碱性越强的负离子亲核性越强。如CH3O-C6H5O-CH3CO2-H2O.在元素周期表中，同周期元素的负离子从左到右亲核性降低，如在元素周期表中，同周期元素的负离子从左到右亲核性降低，如HO-F-;同同一族从上到下亲核性增加一族从上到下亲核性增加，如，如I-Br-Cl-F-。n溶剂效应溶剂效应极性溶剂使反应后正负电荷增加的反应速率加快。极性溶剂对亲核取代反应极性溶剂使反应后正负电荷增加的反应速率加快。极性溶剂对亲核取代反应速率的影响有以下四种情况。速率的影响有以下四种情况。SN1 R-Cl R+Cl-(电荷增加电荷增加)大大加速大大加速SN2 HO-+RCl ROH+Cl-(电荷未变电荷未变)影响不大影响不大SN2 R3N+RCl RN+R3+Cl-(电荷增加电荷增加)大大加速大大加速SN2 HO-+R3S+ROH+R2S (电荷减少电荷减少)缓慢减速缓慢减速n离去基团离去基团离去基团对离去基团对SN1和和SN2反应的影响是一致的，离去基团越易离去反应越易进行。反应的影响是一致的，离去基团越易离去反应越易进行。卤素的离去顺序：卤素的离去顺序：I-Br-Cl-F-。离去基团的碱性越弱离去速率越快，如：离去基团的碱性越弱离去速率越快，如：RSO3-RCO2-C6H5O-。以水为介质进行的亲核取代反应，被取代基团的离去速率为以水为介质进行的亲核取代反应，被取代基团的离去速率为NN RSO3-I-Br-NO3-Cl-H2OMe2S F-n空间效应空间效应在在SN2取代反应中，体积大的取代基将阻碍亲核试剂的进攻，使反应速率降低。取代反应中，体积大的取代基将阻碍亲核试剂的进攻，使反应速率降低。在在SN1反应中，取代基若使正碳离子稳定性增加则加速反应，有时取代基的体反应中，取代基若使正碳离子稳定性增加则加速反应，有时取代基的体积因素倾向更容易形成正碳离子。积因素倾向更容易形成正碳离子。4.5邻基参与作用邻基参与作用分子中亲核的取代基参与了在同一分子中的另一部位上的取代反应称邻基分子中亲核的取代基参与了在同一分子中的另一部位上的取代反应称邻基参与作用参与作用(neighboring group participation)。邻基参与作用是一种。邻基参与作用是一种分子内的分子内的SN2过程，两个集团过程，两个集团(参与基团与离去基团参与基团与离去基团)在分子内处于在分子内处于反式共平面反式共平面的构象的构象才能发生参与作用。才能发生参与作用。邻基参与一般形成邻基参与一般形成三元环或者五元环三元环或者五元环，四元环不易形成。邻基参与作用的，四元环不易形成。邻基参与作用的结果使得最后的取代产物结果使得最后的取代产物构型保持构型保持，且反应加速。，且反应加速。这类取代基往往带有这类取代基往往带有电子电子或或未共享电子对未共享电子对，在分子内起亲核试剂作用。，在分子内起亲核试剂作用。ZLZL或或ZL如旋光的如旋光的-溴代丙酸盐的水解反应，邻近的羧基负离子从离去基团溴代丙酸盐的水解反应，邻近的羧基负离子从离去基团(溴原溴原子子)的背面进攻的背面进攻碳原子，促进碳原子，促进Br原子离去，形成三元环内酯中间体，此原子离去，形成三元环内酯中间体，此时亲核试剂时亲核试剂OH-只能从溴原子离去的一面进攻只能从溴原子离去的一面进攻碳原子，从而得到构型保碳原子，从而得到构型保持的水解产物持的水解产物-羟基丙酸盐。羟基丙酸盐。-Br-OH第一步第一步第二步第二步这个历程本质上是这个历程本质上是由两个由两个SN2反应所构反应所构成，每次反应都引成，每次反应都引起一次转化，起一次转化，故总故总结果是构型保持结果是构型保持。邻基参与作用（也称邻基效应）在有机反应中，特别是亲核取邻基参与作用（也称邻基效应）在有机反应中，特别是亲核取代、消除和重排反应中普遍存在，它对反应速率和反应产物有代、消除和重排反应中普遍存在，它对反应速率和反应产物有较大的影响，以较大的影响，以3-溴溴-2-丁醇与丁醇与HBr的取代为例：的取代为例：HBr赤式赤式 有旋光性的有旋光性的内消旋体内消旋体苏式苏式 有旋光性的有旋光性的外消旋体外消旋体赤式赤式3-溴溴-2-丁醇与丁醇与HBr反应得到内消旋反应得到内消旋2，3-二溴丁烷，苏式二溴丁烷，苏式3-溴溴-2-丁醇与丁醇与HBr反应得到苏式的一对外消旋体反应得到苏式的一对外消旋体2，3-二溴丁烷。这是一种立体专一性反应二溴丁烷。这是一种立体专一性反应从立体化学不同的反应物得到立体化学不同的产物。对这种立体专一性从立体化学不同的反应物得到立体化学不同的产物。对这种立体专一性反应最合适的解释是溴原子的邻基参与。即：反应最合适的解释是溴原子的邻基参与。即：同位素标记和立体化学的结合为研究邻基参与提供了有效的工具，例如，同位素标记和立体化学的结合为研究邻基参与提供了有效的工具，例如，以以18O标记的标记的1-O-乙酰基乙酰基-2-O-对甲苯磺酰对甲苯磺酰-反反-1，2-环己醇环己醇1的乙酸解反应的乙酸解反应得到二乙酸酯得到二乙酸酯2和和3，如下图所示：，如下图所示：混合物混合物2和和3的的18O分析显示，乙酸解反应中分析显示，乙酸解反应中18O几乎定量几乎定量地保持在醋酸酷内，经水解得到两个醇地保持在醋酸酷内，经水解得到两个醇2a和和3a，由于酰氧，由于酰氧键的断裂这将使两个醇中结合的键的断裂这将使两个醇中结合的18O应占应占50%。事实上，在。事实上，在醇醇3a中发生中发生18O的为的为46%，这结果显示反应中应该有个由于，这结果显示反应中应该有个由于乙酰氧基参与而生成对称的酰氧鎓离子申间体乙酰氧基参与而生成对称的酰氧鎓离子申间体la，然后乙，然后乙酸根离子能以相等的概率进攻酸根离子能以相等的概率进攻-或或-碳原子。碳原子。苯基作为邻近基团参与亲核取代反应的例子，如苯基作为邻近基团参与亲核取代反应的例子，如3-苯基苯基-2-丁醇的对丁醇的对甲苯磺酸酯的醋酸解反应，如果用甲苯磺酸酯的醋酸解反应，如果用L-苏式异构体苏式异构体(I)作反应物，所得产物作反应物，所得产物为为L-苏式醋酸酷的外消旋混合物（苏式醋酸酷的外消旋混合物（）；如果用）；如果用 L-赤式异构体赤式异构体(I)进行反进行反应，生成的产物为光学活性的应，生成的产物为光学活性的L-赤式醋酸醋（赤式醋酸醋（）。这些结果说明，反）。这些结果说明，反应物的两个手性中心，应物的两个手性中心，-C或或-C原子之间的原子之间的键自由旋转在反应过程中受键自由旋转在反应过程中受到根制才产生各自的立体化学产物。根据邻近基团参与理论，邻近苯基到根制才产生各自的立体化学产物。根据邻近基团参与理论，邻近苯基按照按照SN2反应历程参与反应，所得中间体（反应历程参与反应，所得中间体（）和（）和（）称为苯鎓离子）称为苯鎓离子(phenonium ion),它们再与亲核试剂它们再与亲核试剂AcO-反应生成最终产物。但是，因为反应生成最终产物。但是，因为中间体（中间体（）和（）和（）的对称性不同；前者是非手性的，所以它生成的）的对称性不同；前者是非手性的，所以它生成的产物是外消旋混合物（产物是外消旋混合物（），而后者是手性的，因此它生成的产物是同），而后者是手性的，因此它生成的产物是同样的光学活性物质（样的光学活性物质（）。）。苏式苏式赤式赤式苯鎓离子（苯鎓离子（），特别是苯环带有给电子基团的苯鎓离），特别是苯环带有给电子基团的苯鎓离子等，在超酸介质中一般是稳定的，子等，在超酸介质中一般是稳定的，NMR证明它们的证明它们的结构和苯环的亲电取代反应中间体（结构和苯环的亲电取代反应中间体（）是相似的，甚）是相似的，甚至有些中间体如（至有些中间体如（）可以分离出来。）可以分离出来。（）（）（）曾有人研究曾有人研究 了了2-芳基芳基-2-对溴苯磺酸丁酯在乙酸中进行溶剂解对溴苯磺酸丁酯在乙酸中进行溶剂解反应的反应的Hammett线性自由磺酸能关系。在线性自由磺酸能关系。在Hammett图上出现图上出现一个向上弯曲的折线一个向上弯曲的折线，-NO2、-CF3、m-Cl等强吸电子集团在等强吸电子集团在一直线上，一直线上，=-1.46，表明反应被吸电子基团减速，推测反应为，表明反应被吸电子基团减速，推测反应为SN2历程，因为对溴苯磺酸是一个较好的离去基团，随它的离历程，因为对溴苯磺酸是一个较好的离去基团，随它的离去，去，C一一OAc键逐渐形成，但离去速率更快一点，反映出吸电键逐渐形成，但离去速率更快一点，反映出吸电子基不利于反应。子基不利于反应。但当取代基变为供电子基团如但当取代基变为供电子基团如-OCH3时，速率明显增加，但时，速率明显增加，但其其值与吸电子基团不在条线上，向上弯曲，这告诉我们随着值与吸电子基团不在条线上，向上弯曲，这告诉我们随着苯环上供电性增加使苯环也具有一定亲核性，而且苯环就在苯环上供电性增加使苯环也具有一定亲核性，而且苯环就在分子内部且处于分子内部且处于-OBs所在碳原子的邻接位置，符合邻位基团所在碳原子的邻接位置，符合邻位基团参与的条件，因此邻近苯基参与了反应。由于苯基的参与，参与的条件，因此邻近苯基参与了反应。由于苯基的参与，首先生成了苯桥正离子中间体，这是反映的决速步骤，首先生成了苯桥正离子中间体，这是反映的决速步骤，苯环上取代基的供电性越强，这种苯桥正离子越容易生成，苯环上取代基的供电性越强，这种苯桥正离子越容易生成，然后然后AcO-进攻苯桥正离子开环生成乙酸解产物，这一机理也进攻苯桥正离子开环生成乙酸解产物，这一机理也得到其他实验结果的支持。得到其他实验结果的支持。n邻基参与作用的特点可总结如下：邻基参与作用的特点可总结如下：u反应速率明显加快。反应速率明显加快。例如：例如：.-Cl.H2O.EtCH2CH2OH+H+-氯代二乙硫醚的水解速率比相应的氯代二乙硫醚的水解速率比相应的-氯代二乙基醚快氯代二乙基醚快104倍。由于硫的倍。由于硫的给电子能力强，可极化度也比氢大，亲核性强，给电子能力强，可极化度也比氢大，亲核性强，C-S键比键比C-O键长，当键长，当它处于与反应中心相对有利的位置时，分子内先发生的概率要比分子间它处于与反应中心相对有利的位置时，分子内先发生的概率要比分子间有效碰撞大得多。即由于硫的参与而大大有助于氯的离去，并形成张力有效碰撞大得多。即由于硫的参与而大大有助于氯的离去，并形成张力较大的三元环硫鎓中间体，它又很快水解开环生成产物较大的三元环硫鎓中间体，它又很快水解开环生成产物-烃基二烃基二 乙基醚。乙基醚。三元环硫鎓三元环硫鎓u反应物的手性碳在反应前后构型保持反应物的手性碳在反应前后构型保持反应物的手性碳在反应前后构型保持反应物的手性碳在反应前后构型保持邻基效应是经由分子内的分步过程，反式异构体发展中由于邻基效应是经由分子内的分步过程，反式异构体发展中由于键的参与、键的参与、中间体桥状非经典正碳离子的正电荷得到分散，它比带有定域的开键正中间体桥状非经典正碳离子的正电荷得到分散，它比带有定域的开键正碳离子稳定，故易于生成而使反应明显加快。又由于经过两次碳离子稳定，故易于生成而使反应明显加快。又由于经过两次SN2过程，过程，总的结果是在反应中心不发生构型转化。而顺式异构过程得到构型转化总的结果是在反应中心不发生构型转化。而顺式异构过程得到构型转化产物。产物。：HOAcHOAc反式反式顺式顺式SN2构型保持构型保持构型转化构型转化u邻基参与作用可导致生成分子内重排产物邻基参与作用可导致生成分子内重排产物-OAc如如 由于邻基效应生成桥状离子，第二步亲核试剂的进攻方向由于邻基效应生成桥状离子，第二步亲核试剂的进攻方向既能是连有离去基团的碳原子，也可以是参与桥环的另一个碳既能是连有离去基团的碳原子，也可以是参与桥环的另一个碳原子，因而在邻基参与的反应中能观察到重排产物生成。原子，因而在邻基参与的反应中能观察到重排产物生成。u邻基参与作用易产生环状的化合物邻基参与作用易产生环状的化合物邻基参与作用易产生环状的化合物邻基参与作用易产生环状的化合物在发生邻基参与反应中，总是先形成桥状鎓离子中间体或过在发生邻基参与反应中，总是先形成桥状鎓离子中间体或过渡态，然后进一步反应，有可能得环状化合物。如：渡态，然后进一步反应，有可能得环状化合物。如：Na+-I2I-I-NaI4-戊烯酸钠戊烯酸钠 -COO-参与形成五元环参与形成五元环 碘内酯碘内酯 4.6亲核试剂的类型和反应亲核试剂的类型和反应含氧亲核试剂，含氧亲核试剂有含氧亲核试剂，含氧亲核试剂有H2O、ROH、OH-和和RO-，他们的反，他们的反应包括各种水解反应和醇解反应。应包括各种水解反应和醇解反应。含硫亲核试剂，含硫亲核试剂有含硫亲核试剂，含硫亲核试剂有H2S、S22-、RS-、S2O32-等。等。含氮亲核试剂，含氮亲核试剂有含氮亲核试剂，含氮亲核试剂有NH3、RNH2、R2NH、R3N、ClSO2NCO、Li3N、NO2-、NCO-、NCS-等。等。卤素亲核试剂，卤素亲核试剂有卤素亲核试剂，卤素亲核试剂有HX、X-、LiI、SOCl2、Cl-CSCl等。等。负氢离子，能提供负氢离子作为亲核试剂的化合物有负氢离子，能提供负氢离子作为亲核试剂的化合物有LiAlH4、AlH3、NaBH4、LiAlH（O-t-Bu）3等。等。碳亲核试剂，碳亲核试剂有碳亲核试剂，碳亲核试剂有RMgX、R2CuLi、RLi、叶立德、叶立德、R3B、RCC-、R3Al、ArCu及各种活泼亚甲基产生的负碳离子。及各种活泼亚甲基产生的负碳离子。溶剂解溶剂解(Solvolysis)，溶剂作为亲核试剂的亲核取代反应，成为溶剂解，溶剂作为亲核试剂的亲核取代反应，成为溶剂解或者溶剂解反应。所用的溶剂有水、乙醇、乙酸等。或者溶剂解反应。所用的溶剂有水、乙醇、乙酸等。O=