亲核取代反应

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親核取代反應，或称亲核性取代反应，通常發生在帶有正電或部份正電荷的碳上，碳原子被帶有負電或部份負電的親核试剂（Nu:^-）进攻而取代。

常分為兩種反應機構：

• 單分子親核取代反應（S_N1）
• 雙分子親核取代反應（S_N2）

[编辑] 單分子親核取代反應

主条目：单分子亲核取代反应

S_N1親核取代反應機理如下：

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S_N1反应。 常發生於：

• 碳上取代基较多（如：-CH₃），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S_N2机理中亲核试剂的进攻。
• 對碳陽離子生成有利條件：有許多推電子基幫助穩定碳陽離子（3級碳>2級碳>1級碳），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。

S_N1親核取代反應特性：

• 反應速率決定步驟在於离解一步（第一步），所以根據动力学理論推斷該反應為一級速率反應，r=K[反應物]。
• 從立體化學觀點來看，該反應的反應物若為光學異構物之一，則產物反轉機率略大於50%。在碳陽離子形成時，整個分子略呈現平面三角形，親核体可以由平面三角形上下兩側進行攻擊，形成新分子。故理論上反轉機率為50%，但因原先脫離的陰離子影響碳陽離子，故親核劑傾向由反側攻擊形成反轉的產物。
• 該反應適合在高極性稍有質子性溶劑中進行，高極性有助於利用本身極性帶有的部份負電穩定碳陽離子，稍有質子性溶劑提供質子與較強親核劑（通常是被脫離的）化合有助於反應平衡往產物移動。

[编辑] 雙分子親核取代反應

S_N2親核取代反應機理如下：

較強親核劑直接由背面进攻碳原子，並形成不稳定的一碳五鍵的反应中间体，隨後离去基团离去，完成取代反應。

常發生於：

• 碳原子取代较少（如：-CH₃），可較容易使SN2反應發生。
• 對碳正离子生成有不利條件的環境下：有許多拉電子基或較少推電子基（1級碳>2級碳>3級碳）。

S_N2親核取代反應特性：

• 反應速率決定在兩個因素上：強親核劑的濃度高低與反應物的濃度高低，所以根據理論推斷該反應為典型的二級速率反應，r=K[反應物][Nu:^-]。
• 從立體化學觀點來看，該反應反應物若為光學異構物之一，則產物构型翻转機率為100%（完全反轉），因為只能從反側攻擊，故產物必定反轉。
• 反應適合在高極性非質子性溶劑中進行，高極性有助於穩定反應中間體，非質子性溶劑則不會與強親核劑化合而導致反應平衡往反應物移動。

[编辑] 參見

• 親核芳香取代反應