SN1和SN2反应机制
SN1和SN2反应机制复习进程
练习
SN2的立体化学
有机化学
简介 SN2立体化学 SN1立体化学 课堂总结
练习
背面进攻中心碳 !
手性中心碳的构型翻转 瓦尔登(Walden)转化
有机化学
简介 SN2立体化学 SN1立体化学 课堂总结
练习
知识拓展
在SN2反应中手性中心碳的R/S构型一定会改变？
(R-构型)
(R-构型)
Walden 转化
SN1
(1)反应分两步进行，旧键先断裂，新键再生成；
反 (2)反应速率只与卤代烷的浓度成正比； 应
机 (3)反应中有碳正离子产生，产物构型外消旋化，
理
可能会出现重排产物。
SN2
(1)反应一步完成，旧键的断裂和新键的生成同时进行；
反 应
(2)反应速率与卤代烷和亲核试剂的浓度成正比；
机
理 (3)反应过程中构型发生瓦尔登转化。
课堂练习
问：根据下列现象，判断卤代烷与NaCN的乙醇溶液
的反应，指出它们分别属于那种SN反应？
SN2
SN1
SN1
SN2
有机化学
简介 SN2立体化学 SN1立体化学 课堂总结 练 习
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构型翻转
中心碳上四个键构成的骨架构型的翻转
有机化学
简介 SN2立体化学 SN1立体化学 课堂总结
练习
Ts(1)
Ts(2)
E
Ea1 Ea2
(CH3)3C+
(CH3)3CBr
反应分步进行； 经过两个过渡态； 反应中有正碳离子生成。
(CH3)3COH
有机化学
反应进程
反应类型 Sn1 Sn2 SNAr
S N1反应（单分子亲核取代反应）是有机化学中亲核取代反应的一类，其中S代表取代（Substitution），N代表亲核（Nucleophilic），1代表反应的速控步只涉及一种分子。
[1][2]与S2 反应相对应，S N1 反应涉及中间体碳正离子，可以得到构型保持和构型翻N转两种化合物的混合物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。
常发生于：∙碳上取代基较多（如：(CH3)3CX），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。
∙对碳阳离子生成有利条件：有许多释电子基团帮助稳定碳阳离子的正电荷（3级碳＞2级碳＞1级碳），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。
决定亲核取代反应性质的因素一般来说，以下因素使化合物容易按S N1 机理反应：∙生成的碳正离子为3° > 2° > 1°；∙苯甲型和烯丙型化合物；∙离去基团离去能力强；∙使用质子溶剂；∙使用极性强的溶剂；以下因素使化合物不容易发生S N反应：∙乙烯和苯型化合物；S N2反应（双分子亲核取代反应）是亲核取代反应的一类，其中S代表取代（Substitution），N代表亲核（Nucleophilic），2代表反应的决速步涉及两种分子。
与S N1反应相对应，S N2反应中，亲核试剂带着一对孤对电子进攻具亲电性的缺电子中心原子，形成过渡态的同时，离去基团离去。
反应中不生成碳正离子，速率控制步骤是上述的协同步骤，反应速率与两种物质的浓度成正比，因此称为双分子亲核取代反应。
无机化学中，常称双分子亲核取代反应类型的反应机理为“交换机理”。
由于亲核试剂是从离去基团的背面进攻，故如果受进攻的原子具有手性，则反应后手性原子的立体化学发生构型翻转，也称“瓦尔登翻转”。
有机化学基础知识点取代反应的机理和规律
有机化学基础知识点取代反应的机理和规律有机化学是研究有机物（含碳元素）的合成、性质和结构等方面的科学。
在有机化学中，取代反应是一种常见的反应类型，它涉及到一个原子或基团取代另一个原子或基团的过程。
了解取代反应的机理和规律是掌握有机化学基础知识的重要一环。
一、取代反应的机理1. 亲核取代反应机理亲核取代反应是指一个亲核试剂（如NH3、Br-等）攻击一个有机化合物中的亲电中心，使其离开并被亲核试剂取代的反应。
亲核试剂中的亲核部分在反应中发挥了重要作用。
亲核取代反应机理主要包括以下几个步骤：（1）亲核试剂攻击：亲核试剂中的亲核部分与有机化合物中的亲电中心发生攻击反应，形成一个中间体。
（2）中间体重排：中间体发生重排反应，使得取代基得以稳定排列。
（3）离去基离去：离去基离开中间体，并与溶剂或离去基之间形成新的化学键。
（4）生成产物：最后生成的产物是一个被亲核试剂取代了一个原有基团的化合物。
2. 亲电取代反应机制亲电取代反应是指一个亲电试剂（如H+, Br+, AlCl3等）攻击一个有机化合物中的亲核中心，使其离开并被亲电试剂取代的反应。
亲电试剂中的亲电部分在反应中发挥了重要作用。
亲电取代反应机制主要包括以下几个步骤：（1）亲电试剂攻击：亲电试剂中的亲电部分与有机化合物中的亲核中心发生攻击反应，形成一个中间体。
（2）中间体重排：中间体发生重排反应，使得取代基得以稳定排列。
（3）离去基离去：离去基离开中间体，并与溶剂或离去基之间形成新的化学键。
（4）生成产物：最后生成的产物是一个被亲电试剂取代了一个原有基团的化合物。
二、取代反应的规律1. Sn1和Sn2反应Sn1反应和Sn2反应是亲核取代反应中的两种常见机制。
Sn1反应是典型的两步反应，第一步是亲电离子形成，第二步是亲核试剂攻击。
Sn2反应是典型的一步反应，在反应中，亲核试剂直接攻击有机化合物中的亲电中心，并与离去基同时发生。
Sn1反应适用于三级卤化合物等离子体生成较容易的化合物；Sn2反应适用于一级卤化合物等亲电离子形成较困难的化合物。
有机化学基础知识点碳原子的亲核取代反应
有机化学基础知识点碳原子的亲核取代反应亲核取代反应是有机化学中重要的反应类型之一。
在这篇文章里，我将介绍碳原子的亲核取代反应的基础知识点。
亲核取代反应是一种化学反应，涉及到一个亲核试剂攻击一个电子云密度较低的碳原子，并将其取代。
这种反应可以发生在饱和碳原子上，也可以在环上的碳原子上发生。
1. 亲核试剂的选择亲核试剂是亲核取代反应中至关重要的一部分。
常见的亲核试剂包括卤代烷、醇、胺等。
选择适当的亲核试剂可以有效地促进反应的进行。
2. 亲核试剂的攻击在亲核取代反应中，亲核试剂攻击碳原子的位置非常重要。
碳原子可以通过两种方式进行亲核攻击：SN1和SN2机理。
- SN1机制：这是一种两步反应，首先，亲核试剂离去一个离子，形成一个带电的中间体。
然后，亲核试剂攻击中间体上的位点，取代离去的离子。
- SN2机制：这是一种一步反应，亲核试剂直接攻击碳原子，并同时取代离去的基团。
3. 碳原子的离去基团在亲核取代反应中，碳原子上的离去基团是影响反应速率和反应机理的重要因素。
常见的离去基团包括卤素原子、氨基和醇基等。
不同的离去基团会导致不同的反应速率和产物选择。
4. 反应条件的影响亲核取代反应的条件也会对反应的进行产生影响。
常见的反应条件包括溶剂的选择、温度和反应时间等。
选择合适的反应条件可以提高反应的收率和选择性。
5. 反应机理的解释了解亲核取代反应的机理对于理解反应过程和预测产物是非常重要的。
通过观察亲核试剂攻击碳原子的位置、反应速率以及产物选择等因素，可以确定反应机理。
在总结中，亲核取代反应是有机化学中基本的反应类型之一。
了解碳原子的亲核取代反应的基础知识点可以帮助我们理解反应机理、预测产物以及进行有机合成的设计。
当然，亲核取代反应还有很多细节和应用等待我们深入探索和学习。
有机反应机理-SN1及SN2机理
有机反应机理反应机理(又称反应历程)是研究反应的实际过程，哪个键先断裂、哪个键先形成、键断裂和形成的顺序、每步的相对速率、原子或基团在反应过程中的键合情况及空间位置变化等等。
由于分子的振动和碰撞是在10-12~10-14 s内完成，目前还没有能直接观察在这样短的时间内分子和原于运动情况的手段或仪器，而只能根据反应中观察的现象推测反应可能经历的过程。
因此，日前关于反应机理的描述都是根据实验的结果和观察到的现象进行间接推理或假设。
20世纪80年代末，ZewailA H研究成功了—种激光脉冲式的超高速闪光照相机，它的脉冲时间只有几十个飞秒(f s＝10-15s)，可以让人们通过超高速照相机拍摄的“慢动作”观察化学反应过程中原子与分子的化学键形成和断裂的转变形态，跟踪显示化学反应的全过程。
为研究反应机理和预测化学反应提供了一种新方法，这一成果最先用于研究简单气态分子的化学反应，现在已推广到液态和固态的化学变化，并由此诞生了一门称之为“飞秒化学”的新学科，zewnil也因其卓越贡献荣获1999年诺贝尔化学奖。
此外，量子化学的不断发展和超高速大容量计算机的飞速换代也为计算化学反应的全过程提供了可能。
虽然目前用计算机计算和描述化学反应的全过程还比较遥远，但已有了成功的苗头。
1、有机反应分类有机反应的数目和范围十分庞大，根据反应中键的断裂及形成方式可将有机反应分为：自由基反应、离子反应和分子反应。
有机反应也有按照原料和产物之间的关系进行分类，把几乎所有的有机反应分成六类，分别是取代反应、消去反应、加成反应、重排反应、氧化还原反应及几种反应类型的结合。
2、有机反应中试剂分类在有机反应试剂中，除双自由基外绝大部分具有偶数电子的试剂属于离子试剂；另一部分具有奇数电子的试剂则称为自由基试剂。
离子试剂又可进一步分为亲电试剂和亲核试剂。
亲电试剂：在反应过程中接受电子或共享电子(这个电子原属于另一个反应物分子)的试剂称为亲电试剂；亲核试剂：在反应过程中供给电子进攻反应物中带部分正电荷原子的试剂称为亲核试剂。
有机反应机理-SN1与SN2机理
有机反应机理反应机理(又称反应历程)是研究反应的实际过程，哪个键先断裂、哪个键先形成、键断裂和形成的顺序、每步的相对速率、原子或基团在反应过程中的键合情况及空间位置变化等-12~10-14 s 内完成，目前还没有能直接观察在这样短的时等。
由于分子的振动和碰撞是在10间内分子和原于运动情况的手段或仪器，而只能根据反应中观察的现象推测反应可能经历的过程。
因此，日前关于反应机理的描述都是根据实验的结果和观察到的现象进行间接推理或假设。
20 世纪80 年代末，ZewailA H 研究成功了—种激光脉冲式的超高速闪光照相机，它的脉-15s)，可以让人们通过超高速照相机拍摄的“慢动作”观察化冲时间只有几十个飞秒(f s＝10学反应过程中原子与分子的化学键形成和断裂的转变形态，跟踪显示化学反应的全过程。
为研究反应机理和预测化学反应提供了一种新方法，这一成果最先用于研究简单气态分子的化学反应，现在已推广到液态和固态的化学变化，并由此诞生了一门称之为“飞秒化学”的新学科，zewnil 也因其卓越贡献荣获1999 年诺贝尔化学奖。
此外，量子化学的不断发展和超高速大容量计算机的飞速换代也为计算化学反应的全过程提供了可能。
虽然目前用计算机计算和描述化学反应的全过程还比较遥远，但已有了成功的苗头。
1、有机反应分类有机反应的数目和范围十分庞大，根据反应中键的断裂及形成方式可将有机反应分为：自由基反应、离子反应和分子反应。
有机反应也有按照原料和产物之间的关系进行分类，把几乎所有的有机反应分成六类，分别是取代反应、消去反应、加成反应、重排反应、氧化还原反应及几种反应类型的结合。
2、有机反应中试剂分类在有机反应试剂中，除双自由基外绝大部分具有偶数电子的试剂属于离子试剂；另一部分具有奇数电子的试剂则称为自由基试剂。
离子试剂又可进一步分为亲电试剂和亲核试剂。
亲电试剂：在反应过程中接受电子或共享电子(这个电子原属于另一个反应物分子)的试剂称为亲电试剂；亲核试剂：在反应过程中供给电子进攻反应物中带部分正电荷原子的试剂称为亲核试剂。
有机化学基础知识点亲核取代反应的机理和规律
有机化学基础知识点亲核取代反应的机理和规律有机化学是一门研究碳元素的化合物及其反应的学科。
其中，亲核取代反应是有机化学中一类重要的反应类型，它在有机合成、药物开发以及材料科学等领域起着关键性作用。
本文将重点介绍亲核取代反应的机理和规律，帮助读者更好地理解和应用这一有机化学基础知识点。
一、亲核取代反应的基本概念和机理亲核取代反应是一种典型的酸碱反应，即亲核试剂（通常是含有亲核试剂的阴离子）攻击了一个电子亏损的反应物，将其取代出来，形成新的化学键。
这种反应过程中，亲核试剂的亲电性中心与电子亏损的反应物的亲电性中心发生作用，从而实现取代反应。
亲核取代反应的机理可归纳为以下几个步骤：1. 亲核试剂的进攻：亲核试剂中具有亲电性的部分与电子亏损的反应物发生反应，亲核试剂的亲电性中心接近反应物的亲电性中心。
2. 形成临时五元环中间体：亲核试剂与反应物亲电性中心的结合形成一个临时的五元环中间体。
具体形成过程中，亲核试剂中的亲电性碳离子（通常是负离子）与反应物中的亲电性碳离子形成新的化学键。
3. 断裂反应物化学键：在形成临时的五元环中间体过程中，反应物中的一个化学键断裂，释放出一个亲核试剂与离去基团。
4. 形成新的化学键：离去基团离开后，亲核试剂中的亲电性碳离子与反应物中的亲电性碳离子形成新的化学键，得到产物。
二、亲核取代反应的规律和影响因素亲核取代反应的速率和产物选择性受到多种因素的影响。
下面介绍一些常见的规律和影响因素：1. 亲核试剂的选择：不同的亲核试剂具有不同的亲电性中心和亲核性，因此在不同的反应中选择适合的亲核试剂是十分重要的。
2. 电子密度和空间位阻效应：反应物中存在不同的亲电性中心时，选择攻击电子密度较高的中心更有利于反应进行。
此外，反应物或产物中的取代基团的位阻效应也会影响反应速率和选择性。
3. 溶剂选择：不同的溶剂对反应速率和产物选择性有一定影响。
一些溶剂可以稳定或降低亲核试剂的亲电性，从而影响反应速率和选择性。
卤代烃水解制备醇
卤代烃水解制备醇该类反应属于典型的亲核取代反应，按照反应历程分两种类型：单分子的亲核取代反应(S N1)和双分子的亲核取代反应(S N2)。
一、单分子的亲核取代反应(S N1)单分子的亲核取代反应(S N1)历程中反应速度只与反应底物卤代物的浓度有关，与碱的浓度无关。
因此，从动力学上讲它是一个一级反应。
例如溴代叔丁烷的水解：此反应是分两步进行,第一步是反应物在溶剂中首先离解成叔丁基正离子和溴负离子：第二步则是生成的叔丁基碳正离子再与HO-作用,生成叔丁醇：二、双分子的亲核取代反应(SN2)另一类为双分子的亲核取代反应(S N2)，它的水解速度与卤代烃的浓度和碱的浓度成正比，因此该类反应是一个二级反应。
例如溴甲烷的水解：反应过程中C-Br键的断裂与C-O键的形成是同时进行的。
当进攻试剂HO-从离去基团Br的背后进攻中心碳原子时(这是比较有利的进攻方式)。
此时，HO- 、Br和中心碳原子几乎处于同一直线上，形成一个“过渡态”。
而中间碳上的三个H原子则处于垂直于这个直线的平面上，当HO-与中心碳原子进一步接近，最终形成一个稳定的C-O键时，C-Br也彻底断裂，生成Br-离子，同时中心碳上的三个H原子也向后翻转，使碳原子恢复成原来的sp3杂化状态。
从立体化学上来看，在反应过程中发生了构型的转化，使得产物与原来的反应物构型正好相反，这也正是在1893年发现的瓦尔登(Walden)转化。
另外许多反应，卤代物直接水解并不是太好，因此一般先用AcO－取代，而后再水解得到相应的醇。
反应实例一、卤代烃的水解反应制备醇示例Combined the material with 75%DMF, 1.2 equiv of NaOH were stirred for 30 min at room temperature. Andrecrystallized from MeOH to give the colourless needles (95% yield).【.Chem.1982, 47, 4024-4029】二、卤代烃的水解反应制备醇示例Water (100mL) and CaCO3(18g, 180mmol) were added into a solution of 10.5g (35mmol) of1-bromo-2-(bromomethyl)naphthalene in 100mL of p-dioxane ,and the mixture wasrefluxed for 10hrs. The solution was cooled and the dioxane removed underreduced pressure. Methylene chloride (200mL) was added followed by treatmentwith dilute HCl until all solid had dissolved .The organic phase was separated,washed with NaHCO3solution, dried over MgSO4, and filtered. Removalof the solvent left a white solid, which was recrystallizedfrom hexane to give7.9g of (1-bromonaphthalen-2-yl)methanol (95% yield).【.Chem.1986, 51, 3762-3768】三、卤代烃的乙酰氧基取代示例A 150 g portion of thethus obtained 1-chloro-(E,Z)-7,9-dodecadiene was admixed with 150 g ofanhydrous potassium ace-tate and 100 g of acetic acid and the mixture washeated at 160 .deg.C for 6 hours under agitation in an atmosphere of nitrogento convert the chloride into acetate.. After completion of thereaction, the reaction mixture was poured into a large volume of water and theorganic phase taken by phase separation was distilled under reduced pressure togive 80 g of 7,9-dodecadienyl acetate of which the purity of the E,Z-isomer wasat least 75percent.【Patent; Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; Publ.: EP241335 A1 (1987/10/14),Appl.: EP1987-400592 (1987/03/17)】四、酯水解得到相应的醇示例2N sodium hydroxide (40 ml) was added to a solution of 5-(2-acetoxyethyl)-2-methyl-4-phenyloxazole (16.6 g) in methanol (40 ml) and the mixture was stirred for 30 minutes, diluted with water and extracted withethyl acetate..The ethyl acetate layer was washed with water and dried overanhydrous magnesium sulfate.The solvent was thendistilled off and the residue wwas purified by silica gel chromatography(silica gel: 190 g, eluent: isopropyl ether) to give an oil of5-(2-hydroxyethyl)-2-methyl-4-phenyloxazole, yield 11.7 g (84.8percent).NMR(CDCl3) : 2.40 (3H, s), 3.07 (2H, t), 3.20 (1H, broad), 3.97 (2H, broad),7.23-7.80 (5H, m).【Patent;Takeda Chemical Industries, Ltd.; Publ.: US4596816 A1 (1986/06/24), Appl.:US198】用户“哈喽小壮”留言：对于卤代烃水解，特别是分子量很高的卤代烃，直接水解往往发生的是消除反应，经过研究发现，使用甜菜碱，80℃的乙腈溶液中回流24h，可以制备对应的酯，碳酸氢钠60℃水解，即可获得对应醇亲测有效（药明康德）。
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有机化学
简介
SN2立体化学
SN1立体化学
课堂总结
练习
sp3 sp3
四面体结构
E Ea
过渡态
四面体结构
甲基溴
CH3Br + OHCH3OH + Br-
反应一步完成； 2 sp 只经过一个过渡态； 平面结构 反应中无中间体形成 。 甲醇
反应进程
有机化学
简介
SN2立体化学
SN1立体化学
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练习
SN2的立体化学
有机化学
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Ts(1)
Ts(2)
E
Ea1 Ea2
(CH3)3C+ (CH3)3CBr (CH3)3COH
反应分步进行； 经过两个过渡态； 反应中有正碳离子生成。来自反应进程有机化学
简介 SN2立体化学 SN1立体化学 课堂总结 练习
SN1的立体化学
有机化学
SN2立体化学
SN1和SN2反应机制
分子型亲核试剂 Nu： 离子型亲核试剂 Nu-
H2O;ROH;NH3 … OH-;RO-;CN-;X- …
..
..
..
有机化学
简介
SN2立体化学
SN1立体化学
课堂总结
练习
双分子亲核取代 (SN2反应)
反应速率= k [CH3Br][OH-]
单分子亲核取代 (SN1反应)
反应速率= k [(CH3)3CBr]
SN1立体化学
课堂总结
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有机化学
SN2立体化学
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课堂总结
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外消旋化
有机化学
SN2立体化学 SN1立体化学 课堂总结 练习
知识拓展
问：SN1反应的立体化学特征：产物外消旋化， 最后得到的产物会是外消旋体
？
请查阅相关资料，以小论文的形式对上述问题 进行阐述。 (可参考：《March 高等有机化学》)
SN1立体化学
课堂总结
练习
练 习
有机化学
SN2立体化学
SN1立体化学
课堂总结
练习
课堂练习
1 反应？ 下列化合物中哪一个更易进行 SN2
√
√
有机化学
SN2立体化学 SN1立体化学
影响SN2反应 主要是空间效应
影响SN1反应 主要是电子效应
课堂总结
练习
课堂练习
问：根据下列现象，判断卤代烷与NaCN的乙醇溶液
有机化学
SN2立体化学
SN1立体化学
课堂总结
练习
背面进攻中心碳 !
手性中心碳的构型翻转
瓦尔登(Walden)转化
有机化学
SN2立体化学 SN1立体化学 课堂总结 练习
知识拓展
在SN2反应中手性中心碳的R/S构型一定会改变
？
(R-构型)
(R-构型)
Walden 转化
构型翻转 中心碳上四个键构成的骨架构型的翻转
(1)反应分两步进行，旧键先断裂，新键再生成； (2)反应速率只与卤代烷的浓度成正比； (3)反应中有碳正离子产生，产物构型外消旋化， 可能会出现重排产物。
(1)反应一步完成，旧键的断裂和新键的生成同时进行； (2)反应速率与卤代烷和亲核试剂的浓度成正比； (3)反应过程中构型发生瓦尔登转化。
SN2立体化学
的反应，指出它们分别属于那种SN反应？
SN2 SN1 SN1 SN2
有机化学
SN2立体化学
SN1立体化学
课堂总结
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有机化学
SN2立体化学
SN1立体化学
课堂总结
练习
主要产物
重排动力：从相对不稳定的碳正离子转变成更稳定的碳正离子
有机化学
SN2立体化学 SN1立体化学 课堂总结 练习
SN反应机理
总结
有机化学
SN2立体化学
SN1立体化学
课堂总结
练习
亲核取代反应
SN1 反 应 机 理 SN2 反 应 机 理
有机化学