亲电反应

更新时间:2024-09-10 10:50

亲电反应指缺电子(对电子有亲和力)的试剂进攻另一化合物电子云密度较高(富电子)区域引起的反应。

简介

亲电反应 electrophilic reaction

亲电反应属于离子型反应(ionic reaction)的一种,是有机化学的基本反应之一。

在相互作用的两个体系之间,由于一个体系对另一个体系的电子的吸引所引起的化学反应。这些反应属于离子反应。反应试剂在反应过程中,从与之相互作用的原子或体系得到或共享电子对者,称为亲电试剂(E+)。

凡由亲电试剂如HNO3H2SO4Cl2、Br2等与有机分子相互作用而发生的取代反应,称为亲电取代反应(SE):

E++RX─→RE+X+

式中R为烷基。上述类型的正离子取代反应属于SE类型反应。例如,CH3:MgBr与溴反应时,溴分子的正电荷部分(相当于上式中的E+)与带着一对电子的甲基反应:

CH3:|MgBr+Br+|:Br-─→CH3Br+MgBr2

芳香族化合物亲电取代反应中,亲电试剂进攻芳香环,生成σ络合物,然后离去基团变成正离子离开,离去基团在多数情况下为质子:

一般,第二步的速率比第一步高(k2>k1,k-1)。

由亲电试剂进攻所引起的加成反应称为亲电加成反应。在没有光照和自由基引发的条件下,烯烃卤素的加成反应是亲电加成反应,例如:

CH3CH=CH2+Br2─→CH3CHBrCH2Br

反应在非极性溶剂中进行时,极性物质如极性容器壁,极性的溶质如氯化氢、水等都具有催化作用,使反应速率加快。加成速率与烯烃的结构密切相关,双键连有给电子基团者加溴就快,连有吸电子基团者加溴就慢。

在大多数情况下,亲电加成反应是反式加成,加成中间体为溴桥正离子,反应是分步进行的:

反应物

在亲电反应过程中,从与之相互作用的原子或体系得到或共享电子对反应物,称为亲电试剂(electrophiles E);与亲电试剂作用的反应物称为亲核试剂(nucleophile Nu)。最常见的亲核试剂是卤代烃(halohydrocarbon)和酰卤(acyl halide),亲电试剂是路易斯酸(Lewis acid),因而亲电试剂的亲电性与其酸性有关,一般而言,酸性强的亲电试剂亲电性强,但二者没有定量关系,特例也有不少。

机理

亲电反应在机理上可分为三类,有所不同,故请参阅对应条目

·亲电加成反应(electrophilic addition )

·亲电取代反应(electrophilic substitution)

·亲电重排反应(electrophilic rearrangement

相关

·周环反应(pericyclic reaction)

·亲核反应(nucleophilic reaction)

·游离基反应(free radical reaction)

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