亲电取代反应亲核取代反应通过重氮离子进行的取代反应
芳环的取代反应
芳环上的取代反应：（1）亲电取代反应（2）亲核取代反应 一、芳环的亲电取代反应 A 、芳环上的亲电取代历程：芳香族与亲电试剂作用时，亲电试剂先与离域的π电子结合，生成π络合物，接着亲电试剂从苯环的π体系中得到两个π电子与苯环的一个碳原子形成σ键，生成σ络合物。
此时这个碳原子由sp2杂化变成sp3杂化，苯环中的六个碳原子形成的闭合共轭体系被破环，变成四个π电子离域在五个碳原子上。
根据共轭共振论的观点，σ络合物是三个碳正离子共振结构的共振杂化体，其能量比苯环高，不稳定。
它很容易从sp3杂化碳原子上失去一个质子，碳原子由sp3杂化变成sp2杂化，再形成六个π电子离域的闭合共轭体系——苯环，从而降低了苯环的能量，产物比较稳定，生成取代苯。
1、亲电试剂的产生HNO 3＋2H 2SO4NO 2+＋H 3O +＋2HSO 4-亲电试剂2、π－络合物的形成＋NO 2π－络合物23、σ－络合物的形成NO 2+HNO2σ－络合物硝基所在碳为sp 3杂化 4、消去－H ++NO 2H NO 2快B 、苯环上亲电取代反应的定位规律：从反应速度和取代基进入的位置进行考虑1、 第一类定位基(邻，对位定位基)：（除卤素外，卤素对芳环有致钝作用）具有+I 或是＋C 效应，其作用是增大芳环的电子云密度。
致活基NH 2NHR2OHORNHCROPhR致钝基F Cl BrI2、 第二类定位基（间位定位基）：具有－I 或－C 效应，使芳环上的电子云密度降低，均为致钝基NO 2NR 3COOHCOORSO 3HCNCHOCROCCl 3C 、影响亲电取代的因素：（1）芳环上取代基对于E +进入芳环位置的影响第一类定位基－邻对位定位基第二类定位基－间位定位基共振式越多， 正电荷分散程度越大，芳正离子越稳定。
（2） 动力学控制与热力学控制： α位取代－动力学控制产物； β位取代－热力学控制产物。
（3） 邻位和对位定向比：a 亲电试剂的活性越高，选择性越低。
有机化学基础知识亲核取代反应和亲电取代反应
有机化学基础知识亲核取代反应和亲电取代反应有机化学是研究含有碳元素的化合物的科学，其中涉及了许多的反应类型和机理。
亲核取代反应和亲电取代反应是其中两种重要的反应类型，它们在有机合成中具有广泛的应用。
本文将详细介绍亲核取代反应和亲电取代反应的基本概念、机理和应用。
一、亲核取代反应亲核取代反应是指一个亲核试剂与一个电子亏损的化合物之间的反应，亲核试剂中的亲核物质与电子亏损的原子或官能团发生亲电子进攻，形成新的化学键。
亲核取代反应的机理一般分为两步骤：亲核物质的亲电子进攻和原有官能团的离去。
在亲核取代反应中，亲核试剂可以是阴离子（如氢氧根离子、溴根离子等）或中性分子（如水、醇等）。
而被取代的官能团通常是卤代烃、羰基化合物等。
亲电子进攻的位置取决于取代基的取向效应、立体效应等因素。
亲核取代反应有许多经典的例子，如Sn2反应、醇的酸性取代反应、酯的加水分解等。
Sn2反应是最典型的亲核取代反应之一，其中亲核试剂（通常为阴离子）直接在反应过渡态中与受保护的碳原子发生亲电子进攻。
亲核取代反应在有机合成中具有重要的应用价值。
它们可以用于制备具有特定官能团的化合物、构建碳碳或碳氧化合物的键等。
二、亲电取代反应亲电取代反应是指一个亲电试剂与一个电子富余的化合物之间的反应，亲电试剂中的亲电子物种与电子富余的原子或官能团发生亲电子进攻。
亲电取代反应通常可分为两个阶段：亲电子进攻和亲电子离去。
在亲电取代反应中，亲电试剂可以是正离子（如卤素离子、硫酸酯离子等）或中性分子（如酮、卤代烃等）。
而被取代的官能团通常是亲合电子能力较强的原子或官能团，如羟基、氨基等。
亲电取代反应有很多经典的例子，如卤代烃的取代反应、羟基的酸性取代反应等。
卤代烃的取代反应中，亲电试剂中的亲电子物种会与卤代烃中的卤素原子发生亲电子进攻，从而取代卤素。
亲电取代反应在有机合成中也有广泛的应用。
它们可以用于制备具有特定官能团的化合物、构建碳碳或碳氧化合物的键等。
【高中化学】有机化合物取代反应的三种类型
【高中化学】有机化合物取代反应的三种类型有机化合物分子中某一原子或基团被其他原子或原子团(直接连接碳原子的原子或原子团)所取代的反应称取代反应。
取代反应可分为亲核取代、亲电取代和均裂取代三类。
假如取代反应发生在分子内各基团之间，称为分子内取代。
有些取代反应中又同时发生分子重排(见重排反应)。
① 亲核取代反应。
缩写为Sn（英文中s表示“替换”，N表示“亲核”，均取第一个大写字母）。
饱和碳上有许多亲核取代反应。
例如，卤代烷烃可分别与氢氧化钠、乙醇钠或苯酚钠、硫脲、硫醇钠、羧酸盐和氨或胺进行亲核取代反应，生成醇、醚、硫醇、硫醚、羧酸酯和胺。
酒精可以与氢卤酸、磷卤化物或亚砜氯化物反应生成卤代烃。
卤代烃通过氢化铝锂还原为烷烃，氢化铝锂也是反应物中卤素被负氢离子取代的产物。
当试剂的亲核原子为碳时，取代会形成碳-碳键，从而获得碳链生长产物，例如卤代烷烃与氰化钠、炔钠或烯酸钠的反应。
由于反应物结构和反应条件的差异，sn有两种机理，即单分子亲核取代反应sn1和双分子亲核取代反应sn2。
sn1的过程分为两步：第一步，反应物发生键裂[1](电离)，生成活性中间体正碳离子和离去基团；第二步，正碳离子迅速与试剂结合成为产物。
总的反应速率只与反应物浓度成正比，而与试剂浓度无关。
sn2为旧键断裂和新键形成同时发生的协同过程。
反应速率与反应物浓度和试剂浓度都成正比。
能生成相对稳定的正碳离子和离去基团的反应物轻易发生sn1，中心碳原子空间阻碍小的反应物轻易发生sn2。
假如亲核试剂呈碱性，则亲核取代反应常伴有消除反应，两者的比例取决于反应物结构、试剂性质和反应条件。
低暖和碱性弱对sn取代有利。
② 芳香取代反应。
可分为芳香亲电取代反应和芳香亲核取代反应snar（s代表取代，n代表亲核，AR代表芳香）。
Ar代表芳基。
芳烃通过硝化、卤化、磺化和烷基化或酰化反应，分别在芳环中引入硝基、卤素原子、磺酸基和烷基或酰基，属于密封。
对于芳香环上带有取代基的化合物，取代基可以确定试剂的攻击位置。
芳环的亲电取代、亲核取代反应及芳环取代基的反应
两个钝化基存在时，则弱钝化基决定定位） —— 活性作用大小接近时，获得混合物 —— 空阻大的位置难进入
多取代苯的定位效应：
多取代苯的定位效应：
位阻较大
多取代苯的定位效应：
二、取代基对芳环亲电取代反应的影响
总反应机理如下：
E
+E
H
Step 1: 亲电试剂进攻苯环的
键，形成碳正离子
Nu
E 取代产物具有芳香性
E
Nu
加成产物失去芳香性
Nu
Step 2: 脱去一个质子， 回复芳香稳定结构
一、芳环的亲电取代反应及机制
2. Reaction coordinate diagrams:
一、芳环的亲电取代反应及机制
HCl
Cu HBr
N2+ Cl - 1) Cu, Na2SO3 2) H+
Cu
Cl Br
SO3H
四、芳环取代基的反应
5、 芳香重氮盐的偶联反应（与胺或酚反应）
——芳香重氮盐作为亲电试剂与非常活泼的芳香化合酚类或胺 类发生反应，生成偶氮化合物。
HO HO
+
CH3 +
N2+ Cl-
Br N2+ Cl-
particu larly s ta bl e
CH3
pa ra -
EH
m e ta-
CH3
E H
particu larly s ta bl e CH3
EH CH3 E H
CH3
EH CH3 E H
OH, OR；NH2, NHR, NR2：强致活基，邻对位定位基。
吲哚的重氮化反应 -回复
吲哚的重氮化反应-回复根据您的要求，我将为您详细解释吲哚的重氮化反应。
吲哚的重氮化反应是一种有机合成的重要方法，可以生成具有重要生物活性的新化合物。
下面，我将为您逐步解析这个反应的过程及机理。
第一步：吲哚的重氮化反应介绍吲哚（indole）是一种重要的螺环体系，具有广泛的生物活性，并且存在于多种天然产物中。
吲哚的重氮化反应是通过引入重氮基（N₂）到吲哚分子中，从而形成重氮吲哚化合物。
这种反应不仅可以生成有价值的中间体，还可以为进一步的功能团修饰和合成提供重要的化学工具。
第二步：吲哚的重氮化反应机理吲哚的重氮化反应一般使用亚硝酸钠（NaNO₂）和酸性条件来实现。
在酸性条件下，亚硝酸钠会与酸反应生成亚硝酸（HONO）。
亚硝酸能够通过氧化亲电试剂产生重氮亚硝酸酯，它是重氮基的一个有效源。
然后，重氮亚硝酸酯通过亲电取代反应与吲哚分子中的亲核位点反应，生成重氮吲哚化合物。
第三步：重氮亚硝酸酯的生成重氮亚硝酸酯是吲哚重氮化反应的关键中间体，它是由亚硝酸与亲电试剂反应生成的。
亲电试剂通常选择氯甲酸酯（R-O-Cl）或磺酰氯（R-SO2-Cl）等。
第四步：重氮亚硝酸酯的亲核取代反应重氮亚硝酸酯和吲哚分子之间的亲核取代反应主要发生在吲哚分子的2位、3位或7位位置。
亚硝酸基团的重氮键中央的氮原子是一个亲电位点，而吲哚分子中的氮原子是一个亲核位点。
在酸性条件下，重氮键中央的氮原子会被吲哚分子中的氮原子攻击，从而形成重氮吲哚化合物。
第五步：重氮吲哚的后续反应生成的重氮吲哚化合物可以通过多种后续反应进行修饰，打开一个关键中间体或者合成具有目标生物活性的化合物。
例如，重氮吲哚化合物可以通过加热、光照或其他激活条件来发生环丙烷重排反应，形成具有异构体结构的产物。
此外，重氮吲哚化合物可以通过与亲核试剂（如惰性气体）或亲电试剂（如汞齐）发生反应，生成具有生物活性的目标化合物。
第六步：应用和发展吲哚的重氮化反应在有机合成中具有广泛的应用。
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。
芳香亲电和亲核取代反应
8.5 芳环上的亲核取代反应
一．SNAr2历程
例：
Cl
Cl Nu
Nu
Nu-
-Cl-
NO2
NO2
Cl
+ NaOH
360℃ 高压
NO2 OH
Cl NO2 + NaHCO3 130℃
OH NO2
8.5 芳环上的亲核取代反应
一．SNAr2历程
Cl NO2 + NaHCO3 100℃
常见取代基定位效应
类别 邻 对 位 取 代 基
间位取代基
性质 致 活
致钝 致 钝
取 最强 强 中 弱 弱
强
最强
代
NR2
O NHC R
CH3
F
NO2 CN
NHR O CR3 Cl SO3H
基 O NH2 OC R
OH OR
Br CHO
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
NR3
I COCH3
COON
COOCH3
CONH2
电子 +I 效应 +C
二．亲电取代反应历程 三．亲电取代反应活性和定位效应
8.1 芳香亲电取代反应
卤代
+
X2
FeX3 或 Fe
X + HX
卤苯
硝化 磺化
反应活性 CI2＞Br2＞I2
+HNO3 浓50H~62S0O。4C
NO2+ H2O
硝基苯
+
HO-SO3H
70-80。C 。 或发烟 H2SO4 25 C
SO3H + H2O
反应速度与重氮盐的浓度成正比，而与亲核试剂 的浓度无关，
重氮和偶氮.习题
14 重氮化合物和偶氮化合物13-1.命名下列化合物或写出结构式1. N2HS O4-+2.N2Cl-CH3CONH*3. :CCl24. H3C N=N OH*5. 1-叠氮基丁烷【主要提示】重氮化合物中两个氮原子位于分子末端，偶氮化合物中的两个碳原子位于分子碳链中间，而叠氮化合物中含有一个由三个氮原子组成的叠氮基团。
【参考答案】1. 重氮苯酸式硫酸盐2. 氯化对乙酰氨基重氮苯3. 二氯碳烯4. 4-甲基-4`-羟基偶氮苯5. CH3CH2CH2CH2N3【相关题目】*1. CH2N2 *2. CH3CH2CHCH33 3.H3C N=N N(CH3)24.NHNHCH3H3C 5. 溴化对甲基重氮苯答案：⑴重氮甲烷⑵ 2-叠氮基丁烷⑶ 4-甲基-4`-(N,N-二甲基氨基）偶氮苯⑷ 2,2`-二甲基氢化偶氮苯⑸N2Br-H3C13-2.完成下列反应1.NH2H3CNaNO22.NH2NaNO2+HClKI①②△3.NH2NaNO2+HClHBF4①②△4.NH2H3C2( )( )5.HNO2H3PO2NH2H3C【解题思路】芳香伯胺与亚硝酸在低温下能生成重氮化合物，受热后会失去N2，发生亲核取代反应，被卤素、氰基、羟基等取代，该类反应也称为去氮反应，总结如下：【参考答案】1.N2+Cl-H3C2.I3.F4.N2+Cl-H3C，CNH3C5. H3C【相关题目】*(1)N2+Cl-O2N+CH2=CHCN CuCl( )△(2)NH2224 CH3(3)NaNO2/H2S O4 O2NNH2(4)NaNO 2/H 2S O 44BrH 2N△(5) NaNO 2/H 2S O 4H 2NNO 2KI答案：⑴O 2NCH 2-CHClCN，O 2NCH=CHCN⑵CH 3Br⑶NO 2Br⑷Br F⑸ IO 2N13-3.完成下列反应1. N 2Cl-+ClSnCl 2 + HCl2. OHClNaOH H 2O+N ≡N +Cl -*3.*4.+ CH 2N 2*5.CH 3CH 2CH 2CH 2Br +NaN 3( )4①②H 2O ( )32【解题思路】重氮离子带正电荷，具有弱的亲电能力，能对活泼芳环，即芳胺类或酚类进行亲电取代反应，这种反应的产物中保留N 2的存在， 这类反应属于留氮反应中的偶联反应。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
常用的Lewis酸的活性顺序如下：AlCl3 > SbCl5 > FeCl3 > SnCl4 >ZnCl2。醇或醚作烃化剂时，常用BF3催化，因 为它强烈地与氧络合。烯、醛和酮作催化剂时，通常以
质子酸催化。常用的质子酸有氢氟酸、磷酸和浓硫酸。
浓硫酸通常不采用，因为它有形成磺化副产物的可能。
第六章 芳香族 化合物的取代反应
付－克反应 可分为付克烷基化反应和付克酰基化反应。
1
第六章 芳香族 化合物的取代反应
一、亲电取代反应
1 概述 2 重要的反应实例
氯甲基化反应 Gattermann-Koch甲酰化 Gattermann甲酰化 Hoesch酰基化反应 Vielsmeyer甲酰化
Department of Material and Engineering, Soochow Univer一、亲电取代反应
1 概述
1 概述
1 2 34 56
磺化反应 常用的试剂有5－20％的发烟硫酸、浓硫酸和 吡啶－三氧化硫的络合物。后者适于与对酸敏 感的化合物。在芳核上引入磺酸基。
2 重要的反应实例
氯甲基化反应 Gattermann-Koch甲酰化 Gattermann甲酰化 Hoesch酰基化反应 Vielsmeyer甲酰化
2 重要的反应实例
123
氯甲基化反应 用甲醛和氯化氢在Lewis酸存在下，把氯甲基引入到芳环 上的反应叫氯甲基化反应。
（1）反应不易控制在一取代阶段。为了获得一取代 产物，必须使用大大过量的芳烃；
（2）当引入的烷基含3个或3个以上碳原子时，反应 中有烷基的异构化发生；
（3）通常的烷基化条件下反应得到动力学控制的产 物。但由于反应的可逆性，如提高反应温度，延长反应 时间，则可得到热力学控制的产物。由于这些原因，付 －克烷基化反应的产物变得复杂。
第六章 芳香族化合物的取代反应
一、亲电取代反应 二、亲核取代反应 三、通过重氮离子进行的取代反应
本章导航
第六章 芳香族 化合物的取代反应
一、亲电取代反应
Department of Material and Engineering, Soochow University
1 概述
1 2 34 56
芳香族亲电取代反应有卤代、硝化、磺化和付－克反应等。
一、亲电取代反应
Department of Material and Engineering, Soochow University
1 概述
1 2 34 56
付－克反应 付－克烷基化反应有以下特点：
1 概述
2 重要的反应实例
氯甲基化反应 Gattermann-Koch甲酰化 Gattermann甲酰化 Hoesch酰基化反应 Vielsmeyer甲酰化
Department of Material and Engineering, Soochow University
第六章 芳香族化合物的取代反应
芳核上的取代反应从历程上可分为芳香亲电取代、芳香亲 核取代和芳香游离基取代三种类型。 本章重点介绍各类反应的条件以及它们在合成中的应用。
Department of Material and Engineering, Soochow University
1 概述
1 2 34 56
付－克反应
付－克酰基化试剂通常用酰卤和酸酐。付－克酰基化反 应与烷基化反应有许多显著不同：
（1）烷基化所用的Lewis酸是催化量的，因为在反应中
Lewis酸可再生。在以酰卤为酰化试剂的酰化反应中Lewis 酸的用量应超过酰卤的摩尔数，因为酰化产物与Lewis酸
络合。如果以酸酐为酰化试剂，除酰化产物要与Lewis酸 络合之外，反应产生的酰氧负离子也要消耗一摩尔Lewis 酸，因此，Lewis酸的用量必须超过2摩尔。
第六章 芳香族 化合物的取代反应
一、亲电取代反应
1 概述 2 重要的反应实例
氯甲基化反应 Gattermann-Koch甲酰化 Gattermann甲酰化 Hoesch酰基化反应 Vielsmeyer甲酰化
Department of Material and Engineering, Soochow University
2
第六章 芳香族 化合物的取代反应
一、亲电取代反应
1 概述 2 重要的反应实例
氯甲基化反应 Gattermann-Koch甲酰化 Gattermann甲酰化 Hoesch酰基化反应 Vielsmeyer甲酰化
Department of Material and Engineering, Soochow University
1 概述
1 2 34 56
付－克反应
凡使芳核电荷密度增大的基团都有利于付－克反应的 进行；而带吸电子基的硝基苯就不能进行付－克反应。 因此，付－克反应可用硝基苯作溶剂。
付－克烷基化反应催化剂的选择依赖于芳香化合物和 烃化剂的活性。卤代烷的活性次序是：叔卤代烷 > 仲卤 代烷 > 伯卤代烷 > 卤甲烷。
第六章 芳香族 化合物的取代反应
一、亲电取代反应
1 概述
1 概述
1 2 34 56
付－克反应 付－克反应不仅能在分子间发生，也能在分 子内进行环化反应。环化常用多聚磷酸 （PPA）、硫酸、Lewis酸催化。
2 重要的反应实例
氯甲基化反应 Gattermann-Koch甲酰化 Gattermann甲酰化 Hoesch酰基化反应 Vielsmeyer甲酰化
（2）因引入的酰基使芳环钝化，酰化反应不存在多取 代问题。这使酰化反应比烷基化反应更容易得到满意结果。
（3）酰化试剂与Lewis酸形成的络合物体积较大，故一 取代芳烃的酰化产物以对位异构体为主。
Department of Material and Engineering, Soochow University
卤代反应 在芳核上引入氯、溴、碘原子。
1 概述
2 重要的反应实例
氯甲基化反应 Gattermann-Koch甲酰化 Gattermann甲酰化 Hoesch酰基化反应 Vielsmeyer甲酰化
硝化反应 常用的试剂有浓硝酸/浓硫酸、发烟硝酸/醋酐、 硝酸/冰醋酸、稀硝酸。
Department of Material and Engineering, Soochow University