如何从物反应条件判断亲核取代机理为SN1、SN2反应?

如题所述

一句话,SN1是底物自己掉一个基团下来,亲核试剂再接上去,SN2是亲核试剂把底物挤掉了一个基团。

1、底物

SN2反应存在亲核试剂把底物上的一个基团挤过去的过程,因而基团大小(位阻效应)对反应影响很大,位阻越大,越不利于SN2反应。

SN1反应存在碳正离子中间体的过程,因而形成的碳正离子越稳定(怎样判断稳定性不再赘述),越利于SN1反应。

2、亲核试剂

因为在SN2中,亲核试剂肩负着挤掉一个基团的重要使命,亲核试剂亲核性越强,则越利于SN2反应。

SN1反应不存在这个问题,因而亲核试剂对其影响较小。

3、离去基团

显然,对于SN1和SN2来说,离去能力越强都越有利。

但是因为SN1是他主动离去的,且离去的这一步是决速步骤,故离去能力对SN1影响较大,也就是说离去能力越强,越接近SN1。

4、溶剂效应

首先溶剂有很多种分类方法,我们在这里只讨论两种分类方法,第一是分为质子溶剂和偶极溶剂,第二是分为极性溶剂和非极性溶剂。

一般来说,质子溶剂有利于SN1,因为质子与SN1第一步解离产生的负离子有氢键作用,平衡右移,更利于反应;偶极溶剂有利于SN2,因为在偶极溶剂中亲核试剂裸露,更利于反应。

另外,如果底物或者亲核试剂带电荷,总结起来就是溶剂极性越大反应通常就越慢。

亲核性判断

亲核性主要由给电子能力(碱性)和可极化性决定,碱性越强亲核性越强,可极化性越强亲核性越强。

上述主要是一些自己看书的总结,因为水平不够,很可能有问题。在化学中一般很少有绝对的东西,一个反应可能由很多个因素影响,也可能不经过同种历程,也可能生成多种产物,具体情况具体分析,并不是毫无道理可言,只是现在解释还不够完善罢了。这是化学最容易被黑的地方,但也是他的奇妙和魅力所在。

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第1个回答  2017-11-27

1、在Sn1反应中由于生成了碳正离子中间体,所以重排是这种反应的重要特征,也是支持Sn1机理的重要实验根据。如果一个亲核取代反应中有重排现象,那么这种取代一般都是Sn1机理。但要注意,如果某亲核取代反应中没有重排,则不能否定Sn1机理存在的可能性,因为并不是所有的Sn1反应都会发生重排。
2、在Sn2反应中,没有碳正离子中间体生成,也没有任何中间体生成,所以不发生重排。
3、具有旋光性的反应底物(中心碳原子为手性碳)进行Sn1反应时,由于生成的碳正离子具有sp2平面构型,亲核试剂可以从平面两侧与其结合,取代产物为几乎等量的一对对映体,但实际上往往只能得到部分消旋产物。
4、瓦尔登转化是Sn2反应的立体化学特征,产生这种特征的原因是亲核试剂的背面进攻。如果亲核试剂为同位素,比如用旋光性的2-碘甲烷与放射性碘负离子进行路交换反应,则在反应过程中外消旋化的速度是同位素交换速度的2倍。

第2个回答  2017-11-27

首先,在碱性条件下,一般会发生Sn2和E2反应的竞争,而不是Sn2与Sn1的竞争。因为在产生碳正离子的机理中(如Sn1反应),碳正离子作为路易斯酸会与反应体系中的碱反应。同理,在酸性条件下,是更倾向于发生Sn1与E1反应的。在书写机理的时候,务必考虑清楚反应中间体与反应环境的关系,如果在强碱性体系中进行反应,那么机理是不会包含有酸性中间体的,反之亦然。《有机反应机理的书写艺术》这本书里面对这类反应的机理有着详细的讲解,有兴趣的可以自行查阅。(另外,有学长翻译了这本书,可以在网上找到)

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