诱导效应和共轭效应汇总

取代基效应
• 取代基效应：取代基不同而对分子性质产生不同的影响。 • 取代基效应可以分为两大类。 • 一类是电子效应，包括场效应和诱导效应、共轭效应。
另一类是空间效应，是由于取代基的大小和形状引起分 子中特殊的张力或阻力的一种效应，空间效应也对化合 物分子的反应性产生一定影响。
1.诱导效应
δ-
δ+
不饱和程度增大，吸电的诱导效应增强。
=O > —OR ≡N > =NR > —NR2
当某个外来的极性核心接近分子时，能够改变 共价键电子云的分布。 由于外来因素的影响引起分子中电子云分布状 态的暂时改变，称为动态诱导效应，用Id表示。
A:
[X]+去去去 B
去[X]+去去去
正常状态(静态)
A:
B[X]+
YA
δδ+
δδδ+
B
C
由于原子或基团电负性的影响沿着分子中 的键传导，引起分子中电子云按一定方向转 移或键的极性通过键链依次诱导传递的效应 称为诱导效应（inductive effects）或I效应。
这种效应如果存在于未发生反应的分子中 就称为静态诱导效应，用Is表示。
诱导效应的传导是以静电诱导的方式沿着单键或重 键传导的，只涉及到电子云密度分布的改变，引起 键的极性改变，一般不引起整个分子的电荷转移、 价态的变化。 这种影响沿分子链迅速减弱，实际上，经过三个原 子之后，诱导效应已很微弱，超过五个原子便没有 了。如：
—OR > —SR > —SeR > TeR ；
—O– > —S– > —Se– > —Te –
带负电荷的元素将具有相对更强的+C效应：
共轭效应的相对强度
C效应分为供电共轭效应（即+C效应）和吸 电共轭效应（即-C效应）。 通常将共轭体系中给出π电子的原子或原子 团显示出的共轭效应称为+C效应，吸引π电子 的原子或原子团的共轭效应称为-C效应。 +C效应
－C效应
（1）+C效应 在同一周期中随原子序数的增大而减弱。
如： —NR2 > —OR > —F 在同一族中随原子序数的增加而减小。 如： —F > —Cl > —Br > —I ；
CH2 CH Cl μ = 1.66
共轭效应的主要表现：
（1）电子密度发生了平均化，引起了键长的平均化
（2）共轭体系的能量降低。各能级之间能量差减小，分子中电
子激发能低，以致使共轭体系分子的吸收光谱向长波方向移
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
辛四烯
淡黄
298
蕃茄红素 红色
起因于电子的离域，而不仅是极性 或极化的效应。
（2）共轭效应只存在于共轭体系中，不象诱导效 应那样存在于一切键中。
（3）诱导效应是由于键的极性或极化性沿σ键传 导，而共轭效应则是通过π电子的转移沿共轭链传 递，是靠电子离域传递；共轭效应的传导可以一直 沿着共轭键传递而不会明显削弱,不象诱导效应削 弱得那么快，取代基相对距离的影响不明显，而且 共轭链愈长，通常电子离域愈充分，体系能量愈低 愈稳定，键长平均化的趋势也愈大。
动态诱导效应的比较
（1）在同一族元素，由上到下原子序数增加，电负性减小，电 子受核的约束减小，电子的活动性、可极化性增加，动态诱导效 应增强。如：
Id ： —I > —Br > —Cl > —F —TeR > —SeR > —SR > —OR
(2)在同一周期中，随着原子序数的增加，元素的电负性 增大，对电子的约束性增大，因此极化性变小，故动态诱 导效应随原子序数的增加而降低。
试剂作用下的状态
动态诱导效应与静态诱导效应的区别
（1）引起的原因不同。静态诱导效应是由于键的永久 极性引起的，是一种永久的不随时间变化的效应，而 动态诱导效应是由于键的可极化性而引起的，是一种 暂时的随时间变化的效应。
（2）对化学反应的影响不同 动态诱导效应是由于外界极化电场引起的，电子转移 的方向符合反应的要求，即电子向有利于反应进行的 方向转移，所以动态诱导效应总是对反应起促进或致 活作用，而不会起阻碍作用。而静态诱导效应是分子 的内在性质，并不一定向有利于反应的方向转移，其 结果对化学反应也不一定有促进作用。
α-氯代丁酸 β-氯代丁酸 γ-氯代丁酸 丁酸
K×104 14.0 0.89 0.26 0.155
诱导效应的强度
主要取决于有关原子或基团的电负性， 与氢原子相比，电负性越大-I效应越强， 电负性越小则+I越强。
-I效应：—F > —OH > —NH2 > —CH3
—F > —C l > —Br > —I
—OR > —SR > —SeR ；
+
+
OR2 > NR3
+I效应：—O- > —S- > —Se- > —Te-
中心原子带有正电荷的比不带正电荷的同类基团 的吸电诱导效应强， 而中心原子带有负电荷的比同类不带负电荷的基 团供电诱导效应要强。
+ -I效应： NR3 > NR2
+I 效应： —O- > —OR
诱导效应对反应活性的影响
1. 对反应方向的影响 [例] 丙烯与卤化氢加成，遵守马氏规则，而3,3,3-
三氯丙烯加卤化氢则按反马氏规则的方向加成。
Cl3C←CH=CH2 + HCl Cl3c—CH2—CH2Cl
在苯环的定位效应中，+N(CH3)3具有强烈的-I效应， 所以是很强的间位定位基，在苯环亲电取代反 应中主要得到间位产物，而且使亲电取代比苯 难于进行。
Id： —CR3>—NR2>—OR>—F
(3) 如果同一元素原子或基团带有电荷，带正电 荷的原子或基团比相应的中性原子或基团对电子 的约束性大，而带负电荷的原子或基团则相反， 所以Id效应随着负电荷的递增而增强。
Id ：—O- > —OR > +OR2； —NR2 > —+NR3 ; —NH2 > —+NH3
2. 共轭效应（ conjugative effects）
由于原子间电负性不同，引起分子中电子密度分布的
不均衡，通过共轭π键传递，而且不论距离远近， 其作用贯穿整个共轭体系中，这样所产生的电子
效应。
CH3 CH2 CH O
CH2 CH CH O
μ = 2.49
μ = 2.88
CH3 CH2 Cl μ = 2.05