親核取代反應機理教學培訓課件

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

實驗2:(CH3)3CBr在80%乙醇水溶液中水解反應，其水解速率與(CH3)3CBr的濃度成正比，而與堿的濃度無關(guān)。動力學特征：υ＝k

[(CH3)3CBr]動力學特征：υ＝k[CH3Br][OH

]Mechanismhypothesis假設機理1假設機理2動力學特征：υ＝k[CH3Br][OH

]動力學特征：υ＝k

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

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

(SN1

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

雙分子親核取代反應（SN2)δδ--??OSN2

雙分子親核取代反應（SN2)?△反應進程勢能SN2背面進攻，構(gòu)型轉(zhuǎn)化RSSN2反應標志：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①雙分子反應

：

υ

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

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

反應速率只與參與反應的一個反應物的濃度有關(guān)，V=k[(CH3)3CBr]單分子親核取代反應Ea(1)>Ea(2),所以第一步是決速步驟??△勢能反應進程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反應的一個重要特征外消旋①單分子反應：υ

=k[(CH3)3CBr];

②分兩步進行，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*SN1SummarySN2反應與SN1反應的區(qū)別雙分子反應一步反應υ=k[R-X][Nu]形成五原子過渡態(tài)構(gòu)型翻轉(zhuǎn)SN2SN1

單分子反應兩步反應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親核取代反應機理的特點？（1）產(chǎn)物的構(gòu)型完全轉(zhuǎn)化（2）二步反應，第一步是決定反應速率的步驟（3）得到外消旋