电子效应+立体效应
电子效应
电子效应
分子中原子间是相互影响的，实质 可用电子效应和立体效应描述。
电子效应： 电子云分布对性质产生的影响。 包括诱导效应和共轭效应。 立体效应：空间结构对性质的影响。
1.诱导效应（I）
多原子分子中，
H
H C H
H C H
一个键的极性会影响
H
3
C
H
2
1
Cl
分子中的其它部分， 诱导其它共价键极化，使分子的电子云密 度发生一定程度的改变，电子发生偏移。
共轭体系的能量降低，趋于稳定
烯烃的稳定性可用氢化热数值说明，分子中每 个碳碳双键的平均氢化热越小，分子就越稳定。
CH3 CH CH2 CH2 CH CH2 CH3
CH2 CH CH CH2
125.2kJ· mol-1
126.8kJ· mol-1x2=253.6
238.9kJ· mol-1 离 域 能
动态共轭效应的特征
共轭体系特点：
共平面性 在参与共轭体系的所有原子 均在同一个平面内，这样才能使P轨道相互 平行而发生重叠。 键长趋于平均化 由于电子云分布的改 变，使键长趋于平均化。体系较稳定 由于 内能低，分子更稳定。 由于电子的离域，常伴有电荷疏相间现 象，在有外电场作用下，发生交替极化。
判断下列结构式哪些能具有共轭体系？
① ②
CH3 CH2 CH CH CH CH2
CH2 CH CH2 CH CH CH3 ③ H3C CH CH CH CH CH CH CH3 ④ CH2 CH CH2 Cl
⑤ ⑥
CH2
CH
+
CH2
⑦
CH2 CH Cl CH2 CH CH2.
第四章 取代基效应
C2H5O-
+ RBr
ROC2H5
+
NaBr
4.6 取代基效应对有机化合物性质的影响 4.6.1 酸碱性 根据Bronsted酸碱定义，能提供质子的物质为酸，能接受质子 的物质为碱。酸碱强度取决于它们提供或接受质子的能力。 一、诱导效应对酸碱的影响
乙酸是弱酸（pKa＝4.76），当乙酸分子中的α -H被电负性比氢 强的氯原子取代后，会使整个分子的电子云向氯原子偏移，结果引起 羟基中氢原子周围电子云密度下降，酸性增强。事实上，氯乙酸的pK a为2.86，酸性明显比乙酸强。
有强拉电子诱导效应的代表性取代基包括三氟甲基和三氯甲基。 氯甲基、甲氧基甲基等属于有弱拉电子诱导效应的取代基。 仅有诱导效应的给电子取代基较少，主要是一些电负性小于氢 原子的原子团，如三烷基硅基等。
二、共轭效应对碳正离子的影响 对乙烯基和苯基型不饱和基团，它们与碳正离子相连接的碳原 子属于sp2杂化，电负性高于sp3杂化的饱和碳原子，因此会显示出弱 的拉电子诱导效应。另一方面，这些基团的体系与碳正离子的p轨道 间会产生强给电子的p-共轭效应。
H2C CH2 + Br2 BrCH2CH2Br
+
Br2
BrH2C 1,4-加成
Br
Br
+ Br
CH2Br
1,2-加成
+
Br2
Fe
+
HBr
共轭效应可分为：1) π -π 共轭效应，2）p-π 共轭效应，3）pp共轭效应。 １.π -π 共轭是指双键（或三键）之间所发生的π 电子的离域。
H C C C O H H H H C C C+ OH H H C+ C C OH H H C C C O H H H
电子效应在有机化学中的应用
电子效应及位阻效应在有机化学中的应用一•引言在有机化学的学习中我们应该都碰到了这样或那样的问题，有些问题的答案需要我们死记硬背，但有些问题的解答则有章可循 •比如亲电加成的方向性，芳香族化合物的酸性，消去反应 的方向性等，只要我们掌握了电子效应和位阻效应在这些反应中所起的作用 ，那么这类问题便 迎刃而解了 •那么电子效应，位阻效应到底在有机化学中扮演着一个怎样的角色呢 ？二•电子效应与位阻效应的简介电子效应 是指电子密度分布的改变对物质性质的影响。
电子效应可以根据作用方式分为诱 导效应和共轭效应两种类型。
诱导效应1•诱导效应的定义一般以氢为比较标准，如果电子偏向取代基，这个取代基是吸电子的，具有吸电子的诱导 效应，用—I (Inductive effect )表示；导效应就很弱，可忽略不计了。
例如 H 3C —CH 2——CH2CH2——CH 2—Cl ,其中3表示微小，3 3表示更微小，依此类推。
诱导效应有叠加性，当两个基团都能对某一键产生诱导效应时，这一键所受的诱导效应是 这几个基团诱导效应的总和。
方向相同时叠加，方向相反时互减。
诱导效应只改变键的电子云密度分布，不改变键的本质。
无论所受诱导效应的大小和方向 如何，b 键仍是b 键，n 键仍是n 键。
3•诱导效应的强弱，取决于基团吸电子能力或斥电子能力的大小。
下列是一些能产生诱导效应的基团+ +吸电子基团：带正电荷的基团，女口： — OR2、— N R 3 ；卤素原子，如：—F 、— Cl 、— Br 、— I ；—O -、一 S -、一 C00-；饱和脂肪族烃基，如:—CR 3、一 CHR 2^ — CH ?R 、一 CH 3共轭效应1•共轭效应的定义体系中各个b 键都在同一个平面上，参加共轭的P 轨道互相平行而发生重叠，形成分子轨带氧原子或氮原子的基团，如：N02、＞ C 0、 C00H 、 OR 、 OH 、 NR2 .芳香族或—C 6 H 5' —C M R 、CR = CR 2X —CR 3 H-CR 3 —I 效应标准Y ——A CR 3 +I 效应2•诱导效应的特点诱导效应是沿b 键传递的，离吸(或斥)电子基团越远，效应越弱。
电子效应论文——有机反应中的电子效应
有机反应中的电子效应——有机反应机理作业班级：应用化学101班姓名：祖广权学号：2010014032在有机化学中，分子间中原子间的相互影响一般可以用电子效应和立体效应来描述，其中电子效应主要包括诱导效应和共轭效应。
所谓的电子效应顾名思义，就是通过改变分子中电子云密度的分布来影响分子的理化性质的。
下面我们将对两种相应进行讨论。
一、诱导效应当两个原子形成共价键时，由于原子的电负性不同，使成键电子云偏向于电负性较大的一方，从而形成极性共价键。
而这种极性共价键产生的电场将引起临近价键电荷的偏移。
如：C—F键形成的电场使第二个碳原子也带上部分的正电荷(σσ+),而第三个碳原子带有更小的正电荷（σσσ+）。
在分子中引入一个原子或原子团后，可使分子中电子云密度发生变化，这种变化不仅发生在直接相连的部分，而且沿着分子链影响整个分子的电子云密度分布。
这种因某一原子或原子团的电负性，而引起分子中σ键电子云分布发生变化，进而引起分子性质发生变化的效应叫做诱导效应（inductive effect），通常用I来表示。
例如：溴乙酸的酸性比乙酸的酸性要强，我们可以利用溴原子的诱导效应来解释。
我们知道溴原子的电负性比氢原子的电负性大，吸电子能力比氢原子强，所以在溴乙酸分子中，Br—C键上σ电子向 Br原子方向“偏移”，使C2原子变得带正电性，C2原子再通过C2原子影响O原子，结果在溴乙酸分子中O—H键的σ电子“偏向”O原子，加大了O—H键的极化度，从而有利于氢原子的电离，使酸性较乙酸增强。
显然溴原子的诱导效应是吸电子的。
甲酸的酸性比乙酸强，说明甲基的诱导效应与溴原子是相反的，是推电子的。
我们现在知道，诱导效应有拉电子和推电子之分，那么我们该如何判断一个原子或原子团是拉电子诱导效应还是推电子诱导效应呢？在讨论原子或原子团的诱导效应方向时，我们都以H原子作为比较标准，我们将饱和的H—C键的诱导效应规定为零。
当一个原子或原子团X取代了H—Cabc分子中的H以后，若X—Cabc分子中的Cabc 部分带了部分正电荷（常用σ+来表示）或正电荷增大，则X的诱导效应就是吸电子诱导效应或拉电子诱导效应，用-I表示。
有机化学中个各种效应及其应用
向长波方向移动。随着共轭链增长，吸收光谱的波长移 向波长更长的区域，进入可见光区。
•
颜色
最大吸收峰波长（nm）
• 丁二烯
无
217
• 己三烯
无
258
• 二甲辛四烯 淡黄
298
• 蕃茄红素 红色
470
番茄红素与胡萝卜素
4/15/2021 11:26 AM
（2）-C效应
在同周期元素中，原子序数越大，电负性越强，-C 效应越强。
如： =O > =NH > =CH2
对于同族元素，随着原子序数的增加，原子半径变
大，能级升高，即与碳原子差别变大，使π键与π
键的重迭程度变小，故-C效应变弱。
如：
C=O > C=S
但共轭效应的影响因素是多方面、比较复杂的，不 仅取决于中心原子的电负性和 p轨道的相对大小，
共轭体系。 π-π 共轭体系的结构特征是：双键、单键、
双键交替连接。组成该体系的不饱和键可以是双
键，也可以是三键；组成该体系的原子也不是仅
限于碳原子，还可以是氧、氮等其它原子。如：
CH2 CH C CH 乙烯基乙炔
CH2 CH CH O 丙烯醛
CH2 CH C N 丙烯腈
在共轭体系中， π电子离域的表示方法：
• 以上各种效应可直接影响到化合物的结构和性质。 如它可影响化合物的物理性质，影响有机分子、 中间体和过渡态的稳定性，影响分子的酸碱性质， 影响化学反应活性和反应方向，还可影响反应的 立体化学等。
二.电子效应
•电子效应包括诱导效应、共轭效应和超共轭效应。
• 1.诱导效应： • 由于极性σ键存在，使分子中其他σ键电子
有机化学反应的官能团活性分析
有机化学反应的官能团活性分析官能团是有机分子中具有特定化学性质和活性的基团。
了解官能团的活性对于有机化学反应的理解和设计具有重要意义。
本文将探讨官能团活性分析的方法和应用。
一、官能团的活性官能团的活性是指它们在化学反应中参与的能力和反应速率。
官能团的活性受到多种因素的影响，包括电子效应、立体效应和溶剂效应等。
电子效应是指官能团中原子或基团上电子的分布情况对其活性的影响。
例如，酚类化合物中的羟基团具有强电子给体性质，使得酚类化合物能够参与亲电取代反应。
立体效应是指官能团中原子或基团的空间排列对其活性的影响。
例如，环氧化合物中的环氧基团由于其特殊的空间构型而具有较高的活性，容易发生环开裂反应。
溶剂效应是指溶剂对官能团活性的影响。
溶剂可以通过溶解官能团或改变官能团的电子密度来影响其活性。
二、官能团活性分析的方法1. 实验方法官能团活性可以通过实验方法进行分析。
例如，可以通过测定化合物在特定条件下的反应速率或产物生成情况来评估官能团的活性。
常用的实验方法包括核磁共振（NMR）和质谱（MS）等技术。
通过NMR技术可以观察到官能团周围的化学位移和耦合常数，从而了解官能团的电子环境和电子效应。
质谱技术可以用于分析反应产物的结构和组成，进一步确定官能团的活性。
2. 理论方法除了实验方法，理论方法也可以用于官能团活性的分析。
量子化学计算是一种常用的理论方法。
通过计算化合物的分子轨道能级、电子密度和反应势能面等参数，可以预测官能团的活性。
常用的量子化学计算方法包括密度泛函理论（DFT）和分子力场（MM）等。
DFT方法可以计算分子的电子结构和反应性，提供官能团活性的理论依据。
MM方法可以模拟分子的力学性质和构象变化，进一步揭示官能团的活性。
三、官能团活性分析的应用官能团活性分析在有机化学领域有着广泛的应用。
首先，它可以用于解释和预测有机反应的机理和产物。
通过分析官能团的活性，可以确定反应中的关键步骤和反应路径，指导有机合成的设计和优化。
分子内傅克酰基化
分子内傅克酰基化
分子内傅克酰基化是有机化学中一种重要的反应类型，通常指的是一个分子中的两个官能团之间发生酰基转移反应。
其反应机理与多种因素有关，包括电子效应、轨道杂化、立体效应等等。
以下是分子内傅克酰基化的一些基本知识：
1. 反应机理
分子内傅克酰基化反应的机理较为复杂，一般包括以下几步：1) 亲核试剂攻击酯的羰基碳；2) 反应中间体的形成；3) 中间体的内攻转移酰基；4) 消除反应生成产物。
2. 电子效应
反应物中的官能团的电子效应通常会对分子内傅克酰基化反应的速率和产物选择性产生较大的影响。
如，酯的羰基碳原子上的卤素等引入的强电子效应会使反应更易进行。
3. 轨道杂化
轨道杂化是反应机理中的重要环节之一。
在傅克酰基化过程中，反应物分子内的两个官能团之间会形成一个反应中间体，中间体的生成与轨道杂化关系密切。
4. 立体效应
分子内傅克酰基化反应的产物选择性与其立体效应密切相关。
一般而言，反应物分子中的官能团的立体构型会对反应产生重要的影响。
5. 应用领域
分子内傅克酰基化反应是有机合成中常用的一种反应类型，对于制备具有生物活性的分子有着重要的应用。
此外，分子内傅克酰基化反应也可以被用于构建复杂的天然产物和药物分子，是合成中的一种关键转化反应。
总之，分子内傅克酰基化反应是有机化学中一种重要的反应类型，其机理、电子效应、轨道杂化、立体效应等都是有机合成中不容忽视的重要内容。
在合成制备过程中，研究分子内傅克酰基化反应的条件和机理，能够帮助我们更好地理解化学反应的本质，并指导我们精准地合成需要的化合物。
电子效应和空间效应
pKa
4.76
2.86
2、1H-NMR 的δ值 1H-NMR CH3-F CH3-Cl CH3-Br CH3-I CH3-H
δ 4.26 CHCl3 δ 7.3 3.05 CHCl2 5.3 2.2 2.16 0.23
CH3Cl 3.1
诱导效应具有加合性。
a b CH3CH2Br
• 共轭效应的表现： • （1）电子云密度平均化 • （2）体系能量降低
• • • • • 与诱导效应的区别： 1、起因不同 2、存在的形式不同 3、传递的方式不同 4、作用的结果不同
共轭效应特点：
δ
Y
CH
CH CH CH2
δ
δ
δ
分子中任何一个原子周围电 子云密度变化，马上会引起其它 部分的电子云密度的改变
电子效应和空间效应
诱导效应 电子效应 取代基效 应 共轭效应 超共轭效应 场效 应 空间效 应 电子效应(Electronic effect)： 分子中的某个原子或原子团对整个分子 或分子中其它部分产生的影响. 空间传递 （立体效应）
(σ， π)
( π-π, p-π)
(σ- π,σ- p)
(一). 诱导效应 (Inductive effect)
分类：诱导效应( I )分为 -I 效应(吸电子基)和+ I效应(给电子 基). -I 效应一般规律: 1. 同周期的原子：
-CH3 < -NH2 < -OH < -F
2. 同族的原子： F > Cl > Br > I 电负性： 4.0 3.0 2.8 2.5 3. 相同的原子： 不饱和度越大，-I 效应越强
•
烷基的诱导效应是供电的还是吸电的？要依具 体情况而定。 • 1、要看它与什么原子或基团相连，当它与电负性 较强的原子或基团相连时，烷基表现为供电性。 • 2、与测定的方法和反应的条件也密切相关。在溶 液中测定乙酸的酸性比丙酸强，但在气相中测定， 结论正好相反，丙酸的酸性比乙酸强，在溶液中 测定时CH3CH2COO—负离子与体积较小的 CH3COO—负离子比较，溶剂化作用受到空间因 素的抑制，溶液中测定时丙酸的酸性较弱。
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一、电子效应和立体效应
（1）定义：因成健两原子间的电负性（极性）而引起成健电子云（键的极性）沿着σ键而偏移的现象。
（2）特点 ①电子只能沿着σ键传递；
②场效应可通过空间或溶剂传递。
（1）定义：分子静态时（无外电场影响）自身内部电子沿着分子键的某一较强极性
静态诱导效应(I S )方向偏移的效应。
（2）特点：每隔一个碳原子降低(1/3)2，大于第三隔碳原子可忽略其影响。
（3）规律：①具有-I的基团顺序：-CN,-NO2>-F>-Cl>-Br>-I>-C=CR
（3）分类 >-NHCOR>-OH>RO->-NH2>C 6H 6->CH 2=CH-
a.同族元素： -F>-Cl>-Br>-I -OR>-SR
b.同周期元素：-F>-OR>-NR 2 -O +R 2>-N +R 3
c.不同杂化状态的碳原子：-C=CR>-CR=CR 2>-CR 2-CR 3（s成分大，吸电子能力强)
d.同一原子带不同电荷：负电荷具有吸电子效应，正电荷具有给电子效应
e.与碳原子相连的原子具有配位键，具有强的吸电子效应
②具有+I 效应的基团顺序：-O->(CH 3)3C->(CH 3)2CH->CH 3CH 2->-CH 3>-D
（烷基具有给电子诱导效应和给电子的超共轭效应）
（1）定义：在外电场的影响下，瞬间产生的分子内部电子云密度改变的特性。
动态诱导效应(Id)（2）特点：①电子偏转方向符合反应要求，对反应总是起促进作用；
②效应的强度与外电场强度和键的极化度有关。
（3）规律：①随着原子半径增大，极化度增加：-I>-Br>-Cl>-F
诱导效应 (I) ②同一元素不同电荷状态：F ->F -O ->-OR>-O +R 2
③共轭体系极化度：-C 6H 6>-C=C->-C=C>-C-C-
④成健两元素电负性差异越大，极化度越小，反之亦成立
例：-CR 3>-NR 2>-OR>-F
（1）定义：通过空间或溶剂传导的一种静电效应（即 取代基在空间产生一个电场，对另一头的反应中心
场效应(F)有影响）
（2）强度的影响因素：空间距离、介质、分子基团的性质、分子的几何形状
（3）示例：①顺、反-丁烯二酸场效应对照
K 1=15*10-3K 2=2.6*10-7
两羧基的空间距离远近，场一级电离后-COO -对未电离的另一-COOH
效应强，促进另一羧基氢的解离起抑制作用，距离近，场效应强
K1=1*10-3K 2=300*10-7
两羧基空间距离相对比顺式远，空间距离远，-COO-对未电离的另一羧基
场效应弱的抑制作用相对顺式弱，故酸性大
② 丙二酸的羧基负离子对另一头的羧基除有诱导效应外，还有场效应，两个效应
均使质子不易离去，酸性减弱
③ 场效应和诱导效应一般不易区别，往往同时存在，且在同一方向，但是取代基在
合适位置时，两效应的方向也可能是相反的，如：
电子效应
（4）诱导效应与元素周期律的关系
同周期：静态吸电子诱导（-Is）递增（-F>-OR>-NR 2>-CH 3），
动态诱导效应（Id）递降（-CR 3>-NR 2>-OR>-F , -O ->-OR>-O +R 2）
同族：静态吸电子诱导（-Is）递降（-OR>-SR>-SeR>-TeR）
动态诱导效应（Id）递增（-F>-Cl>-Br>-I）
（1）定义：p轨道重叠而产生的一种电子离域作用。
（2）类型：分类① π-π共轭、p-π共轭、p-p共轭、超共轭（σ-π共轭、σ-p共轭、σ-σ共轭）
分类②静态共轭效应
（1）特点：对反应有时起促进作用，有时起阻碍作用（2）常见+C效应的基团： （多出现p-π共轭体系） -O ->-NR 2 >-NHR>-NH 2 >-OR>=-OH>-NHCOR>-OCOR >-CH 3 >-CH 2CH 3>-CH(CH 3)2>-C(CH 3)3>-C 6H 6>H>-F>-Cl>-Br 共轭效应(C)
常见-C效应的基团： （多出现在π-π共轭体系） -N +H 3>-NO 2 >-CN>-SO 3H>-CHO>-COR>-COOH>-COOR>-CONH 2
动态共轭效应（1）示例：
动态效应是π-络合物之前的瞬间诱导（2）特点：动态共轭的方向与反应要求是一致的，对反应总是起促进作用，但动态分子中原子间的
共轭效应与静态共轭效应相矛盾时，动态共轭效应起决定作用。
相互影响（3）特点：电子传导方式--沿着共轭体系离域运动，共轭链上出现极性交替的电荷分布时，可传导至很远而无显著削弱；
作用效果--键长趋于平均化，分子内能降低，稳定性增大。
（4）共轭效应与元素周期律的关系
同周期：给电子能力递降，+C效应递降（-NR 2>-OR>-F）,-C效应递增（-NO 2>-CN>-COOC 2H 5>-COOCH 3）
同族：轨道半径增大，重叠程度降低，+C效应降低（-F>-Cl>-Br>-I , -OR>-SR>-SeR)
（1）概念：由于分子的空间结构因素引起的化合物性质违反电子规律的效应，如对分子的极性、酸碱性、键长、键角、内旋转、氢键
立体效应的形成、络合物的稳定性、分子光谱、反应极性等方面的影响。
（2）示例：
以H 为判断标准
心。