R OH2
R
Br + H2O
6.5.3 试剂的影响
试剂的亲核性对 SN1 几乎无影响，对 SN2 影响较大。
（1）亲核性越大，越有利于SN2；
（2）亲核试剂的体积越小越有利于SN2； （3）强亲核试剂导致产物构型反转，弱亲核试剂导
致产物部分外消旋化。
6.5.4 溶剂的影响
1. SN1反应
增加溶剂极性和溶剂的离子 - 溶剂化能力，导致反应
Nu+R L δ － δ + (Nu R L) 电荷分离 Nu R + L-
溶剂极性增大，不利于反应；极性减小，有利于反应。
Nu + R L δ + (Nu R δ － L) Nu R + L-
极性增加
溶剂极性增大，有利于反应
Nu- + R L+
δ+ δ(Nu R L)
极性降低
Nu
R+L
溶剂极性增大，不利于反应
第六章 脂肪族亲核取代反应
谢斌 教授
R L + Nu
底物
6.1
-
+ R Nu L
离去基
亲核试剂
试剂与亲核性
具有亲核性的试剂叫亲核试剂，亲核性是指试剂 与正电性碳原子的成键能力，亲核试剂可以是中性
分子和离子。
不同亲核试剂的亲核性不同，亲核试剂均为路易斯
碱。
碱性(质子理论)是指试剂与质子的结合能力，多数 情况下二者的强度一致。
Br Br
(2S,3S)
meso
CH3
手性中间体
6.4.2 π参与 1．C=C的参与
H
OTs
构型不变
AcOAcOH
H
OAc
反式
-TsO-
反式
AcO-
+
H
OTs
H
OTs
k乙酸解
1011
1
H
ONB
H
ONB
H
ONB
H3C
H3C CH3
O
148
k乙酸解
1
13.2
NB： C
NO2
π供电性增加，速度增加
2．苯基参与
态为五配位的三角双锥构型。
R Nu- + R1 R2
R
C
δ+
X
δ-
慢
δδ[Nu C X ] R1 R2
R Nu C R2 R1 + X
-
TS
特点： 动力学上为二级反应; 协同反应（一步完成，无中间体）； 产物的构型翻转。
6.2.2单分子亲核取代反应历程（SN1）
动力学上为一级反应，反应速度只与反应底物有关 而与亲核试剂的性质和浓度无关。 v = k1[RX]
Et C HO Me H
-Cl-
Et
OH-
Et Cl
-
Et C C Cl Me H
C
O
Et
OH
-
Et C
Et C O
Et C H 2 Me
1
-
C OH O Me H 3
邻基参与，构型翻转
SN2反应，构型翻转
3和1与底物构型相同，邻基参与和SN2反应的总结果为构型保持。
Br H Me C C O O
慢
R
C R'
张力得到了释放
sp2
（3）苯基或乙烯基取代的卤甲烷按SN1进行
R Cl + CH3CH2OH
R k相对
SN1
R OC2H5 + HCl
CH3CH2- CH2=CH-CH2- PhCH2- PhCH(CH3)0.04 0.08 1 1.2×10-4
(4)当杂原子如O,N,S等原子直接与中心碳相连时， 按SN1进行
-
-Br
-
H Me C O C
O
HO
OH-
O C C O-
构型翻转
H
构型翻转
Me
2．硫参与
ClCH2CH2 S CH2 Cl ClCH2CH2 S
总结果为构型保持
CH2
OH-
CH2
邻基参与
CH2
SN2
ClCH2CH2S
CH2OH CH2
3．卤素参与
CH3
H + CH3
H
CH3
HBr
H Br Br H
凡是能稳定C+的各种因素均有利于SN1的进攻，中心 碳原子上连接的供电基团，能分散碳正离子上的正电 荷，提高碳正离子的稳定性。 （1）电子因素
稳定性： 3°R+ > 2°R+ > 1°R+
烷基：+I和+C’效应
SN1的速度：3°RX > 2°RX > 1°RX (2)空间因素 R''
R R'' R' sp3 C X
Ph H CH3 C C H
+
CH3
-OTs
-OTs
(2S,3R) meso
苏式(2R,3S)
OAc-
Ph
进攻C2
H CH3
C
C
H CH3 OAc
50%
(2R,3S)
苏式dl
Ph C H CH3
H CH3
进攻C3
C
OAc
(2S,3R)
50%
50%构型转化，50%构型翻转，结果为外消旋化。
6.4邻基参与 如果亲核试剂与离去基共处于同一分子中，则发 生分子内SN2。
HO CH2 CH2Cl
Ca(OH)2
Cl CH2 OCH2
CH2 O
CH2
ClCH2CH2CH2CH2
NH2
KOH H2O
N H
离去基Cl-的离去是由氧负离子（或氮原子）的帮助 下完成的，通常称为邻基协助，邻基参与或邻基效 应（分子内的SN2）。
C2H5 O k相对 109
+C>-I，有利于 碳正离子的形成
CH2 Cl CH3CH2CH2CH2 1
Cl C2H5O CH2CH2 Cl 0.2
有-I，无+C，不利 于碳正离子的形成
杂原子上的孤对电子与中心碳的空p轨道交盖形
成离域π键，使碳正离子稳定。 （5）卤原子位于桥头碳上时，只能按SN1进行，但反应速度极慢。
条件：当邻近基团具有未共用电子对时，在与反应中
心的距离适当时，就能发生邻基参与。
结果：①生成环状化合物或环状中间体，②限制产物
的构型，③反应速度异常增大。 6.4.1 n参与
1．氧参与
O O- ,
MeO
O C-OR , CHO ,
O CAr
OH ,
OCH3 ,
OTs
OCR ,
Me
CH3COO-
OAc
妨碍了Nu-从离去基的方向进攻，主要得构型反转的产
物；
（2）如果试剂浓度低，碳正离子稳定性大，可顺利成 为自由离子，与离去基X-分开后才接受Nu-进攻，这时 产物为外消旋化； （3）如果进攻试剂的浓度较高，被X-遮蔽的碳正离子
受试剂背面进攻的机会增加，构型反转比例增加。
在SN1反应中，有一些产物不是从自由的碳正离子中间
3. 同族元素原子的亲核性大小与碱性相反，即原子
半径较小者，碱性较大，而亲核性则较小。 亲核性(质子性溶剂中)： PhSe- > PhS- > PhO4. 空间效应 I- > Br- > Cl- > F-
碱性: CH3O- < (CH3)3CO亲核性: CH3O- > (CH3)3COR + CH3I N N CH3 R I-
3
CH3
Br H CH3 C C
Br-
H CH3
OH2
(2S,3S)
(2S,3S)
H
(2R,3S)
CH3 CH3 + Br Br H (2S,3S) H
Br Br H
CH3 CH3
(2R,3R)
Br H CH3 H OH2 (2R,3S) CH3
Br
-H2O
CH3
C H CH3
CH3 H
C
Br-
H H
k 反 /k 顺 ＝ 6
反式的产物构型保持不变
MeO
OTs
反式
Me O+
AcO-
MeO
OAc
反式
H H CH3COOCH3COOH H OAc
k1=2.9× 10－7L.mol-1.S-1
OAc H OAcOTs SN2历程，由于AcO-的吸电子使得碳正离子的形成较困难。
OAc H
CH3COOCH3COOH
Me3CBr k相对 1 10-3
Br
Br 10-7
Br 10-13
桥头碳难于形成平面碳正离子，刚性越大（桥原子数
越小），反应速度越小。
2．SN2的影响 主要影响因素为空间效应
R Nu- + R'' R' C X
慢
δ (Nu
-
R
δ C X) R'
R Nu C R'' R' + X-
R''
过渡态为五配位，张力增大
1. 亲核原子相同时，亲核性大小与碱性一致。 RO- > HO- > ArO- > RCOO- > ROH > H2O
CH3 > OO> OCl > ONO2
取代基的供电性越强，亲核性和碱性越强。 2. 亲核性原子为同周期元素的原子时，其亲核性与碱 性大致一致。