求真百科歡迎當事人提供第一手真實資料,洗刷冤屈,終結網路霸凌。

親電取代反應查看源代码讨论查看历史

跳转至: 导航搜索
親電取代反應
圖片來自華人百科

亲电取代反应顾名思义,是亲电试剂[1] 取代其它官能团的化学反应。被取代的基团通常是,但其他基团被取代的情形也是存在的。亲电取代是芳香族化合物的特性之一。芳香烃的亲电取代(Electrophilic aromatic substitution,常缩写为 SEAr)是一种向芳香环系,如环上引入官能团的重要方法。若如此分类,另一种主要的亲电取代反应是脂肪族的亲电取代

芳香烃的亲电取代

亲电芳香取代

这种类型中最重要的反应包括芳香环系的硝化反应卤代反应磺化反应以及傅-克反应

脂肪族的亲电取代

在脂肪族化合物的亲电反应中,亲电试剂取代反应物的一个官能团。该反应与更为常见的脂肪族亲核取代反应类似,只不过进攻基团是亲电试剂而非亲核试剂。脂肪亲电取代反应也可分为两种机制,即SE1SE2,这与脂肪亲核取代反应可分为SN1SN2是类似的。

典型的脂肪族亲电取代反应包括:

原理

親電取代反應主要發生在芳香體系或富電子的不飽和碳上,就本質而言均是較強親電基團對負電子體系進攻,取代較弱親電基團。但對于芳香體系和脂肪體系,由于具體環境不同,其反應歷程亦有所不同,現分述如下。

芳香親電取代(aromatic electrophilic substitution)是芳香體系最重要的有機反應之一,常用于向芳香環系引入官能團,因此研究時間較長,在機理方面已基本達成一致。

芳香系親電取代機理一致,親電基團首先與芳香環電子結合形成π絡合物,之後再過渡到一個中間體σ絡合物。最後當新基團親電能力強于氫離子時,就會從芳香環上脫去氫離子完成反應。

脂肪體系親電取代反應與芳香體系有較大不同,其機理更類似于脂肪族的親核取代反應,一般可分為SE1和SE2,這與脂肪族親核取代機理中的SN1和SN2類似。而卡賓插入反應這樣先插入,再消去的歷程就稱為SE2。

主要反應

對于親電取代反應,其最為主要的反應類型均在芳香體系中產生,所以這裏僅僅對芳香親電取代進行一定的舉例介紹。

硝化反應

硝化反應苯環體系一個重要的反應,其常用于向體系引入硝基或利用硝基引入氨基等其他各種官能團,有很強的泛用性,定位選擇性較好,使用最多。由于硝基有較強氧化性,而有機體系本身又具有一定的還原性,硝基含量較多的體系就很容易成為良好的炸葯材料,其中著名的TNT、苦味酸等就是通過硝化反應製備的。

鹵化反應

有機化合物分子中的氫被鹵素取代的反應稱為鹵化反應,機理上也是親電取代反應。該反應在葯物修飾上比較常見,此外也是製備芳香系格式試劑的前驅反應。

磺化反應

有機化合物分子中的氫被磺酸基取代的反應稱為磺化反應。苯及其衍生物幾乎都可以進行這一反應,其機理也屬于親電取代反應。但是與上述三個反應不同,磺化反應在芳香體系中有比較強的可逆性,一般濃硫酸中發生正反應產生磺酸基;而在稀硫酸中發生逆反應脫去磺酸基,因此常用磺酸基作保護基使用。此外,在早期的化工過程中,該反應也是製造苯酚的前驅反應。

參考文獻

  1. 亲电试剂,知乎