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1、亲电反应和亲核反应讲稿林桂汕一、目的和要求通过本节课的学习，达到：1. 掌掌握共价价键的断断裂方式式2. 掌掌握有机机化学反反应类型型的分类类3. 掌掌握亲电电试剂和和亲核试试剂的概概念4. 掌掌握亲电电和亲核核概念5. 掌掌握亲电电和亲核核反应的的历程要求能够够辨别亲亲电反应应和亲核核反应。引言（提提出问题题）我们说说乙炔和和溴的四四氯化碳碳溶液反反应生成成1，22二溴乙乙烯，进进一步反反应生成成1，11，2，2四溴乙乙烷的反反应为亲亲电加成成，反应应式如下下：同样是是乙炔，在碱的的存在下下，和甲甲醇发生生反应生生成甲基基乙烯基基醚是亲亲核加成成反应，反应式式如下：在有机化化学的学学习过程程
2、中，亲亲电和亲亲核是让让很多同同学困惑惑的概念念，为了了说明亲亲电和亲亲核的概概念，让让我们从从共价键键的断裂裂说起，来阐明明亲核反反应和亲亲电反应应。二、共价价键的断断裂方式式有机化学学反应的的实质是是旧键的的断裂和和新键的的形成过过程。组组成有机机化合物物的化学学键主要要是共价价键，共共价键是是由电子子云重叠叠而成，每根共共价键由由电子对对（2个个电子）构成，共价键键的断裂裂方式有有两种：1 均裂裂 均裂：A：BB AA B即构成共共价键的的电子对对在断裂裂时平均均分配到到两个原原子上，形成带带有单电电子的活活泼原子子或基团团游离离基（又又叫自由由基），这种断断裂方式式称为共共价键的的均裂
3、。2 异裂裂异裂裂：A：B A- BB+（或AA+ B-）即构成共共价键的的电子对对在断裂裂时完全全转移到到1个原原子上，形成正正离子和和负离子子，这种种断裂方方式称为为共价键键的异裂裂。三、有机机反应类类型分类类根据共价价键断裂裂方式分分类根据共价价键的断断裂方式式分类，可分为为协同反反应、自自由基反反应、离离子型反反应：协同反应应：在反反应过程程中，旧旧键的断断裂和新新键的形形成都相相互协调调地在同同一步骤骤中完成成的反应应称为协协同反应应。协同同反应往往往有一一个环状状过渡态态。它是是一种基基元反应应。自由基型型反应：由于分分子经过过均裂产产生自由由基而引引发的反反应称为为自由基基型反应
4、应。自由由基型反反应分链链引发、链转移移和链终终止三个个阶段：链引发发阶段是是产生自自由基的的阶段。由于键键的均裂裂需要能能量，所所以链引引发阶段段需要加加热或光光照。链链转移阶阶段是由由一个自自由基转转变成另另一个自自由基的的阶段，犹如接接力赛一一样，自自由基不不断地传传递下去去，像一一环接一一环的链链，所以以称之为为链反应应。链终终止阶段段是消失失自由基基的阶段段，自由由基两两两结合成成键，所所有的自自由基都都消失了了，自由由基反应应也就终终止了。离子型反反应：由由分子经经过异裂裂生成离离子而引引发的反反应称为为离子型型反应。离子型型反应有有亲核反反应和亲亲电反应应，由亲亲核试剂剂进攻而而
5、发生的的反应称称为亲核核反应，亲核试试剂是对对正原子子核有显显著亲和和力而起起反应的的试剂。由亲电电试剂进进攻而发发生的反反应称为为亲电反反应。亲电试试剂是对对电子有有显著亲亲合力而而起反应应的试剂剂。反应类型型分类如如下表所所示： 自由基取代烷烃卤代、芳烃侧链卤代、烯烃H卤代 自由基反应 自由基加成烯烃的过氧化效应，部分聚合反应 亲电加成烯、炔、二烯烃的加成，脂环烃小环的开环加成反应类型 亲电取代芳环上的取代反应 离子型反应 亲核加成醛、酮的亲核加成、羟醛缩合反应 亲核取代卤代烃、醇的SN1反应，芳环上卤素被取代反应 消除反应卤代烃和醇的E1反应 亲核加成消除反应羧酸衍生物的代表反应 协同反
6、应（反应连续进行，一步完成）双烯合成、SN2、 E2反应在本节课课中，主主要对离离子型反反应中的的亲电反反应和亲亲核反应应相关知知识进行行介绍。要清楚楚亲核反反应和亲亲电反应应，首先先要明确确什么是是反应物物，什么么是试剂剂。四、反应应物和试试剂及试试剂的分分类1反应应物和试试剂反应物(或作用用物)和和试剂之之间并没没有十分分严格的的界限，是个相相对的概概念、习习惯用语语。本来来相互作作用的两两种物质质，即可可互为反反应物，也可互互为试剂剂。但为为了讨论论和研究究问题时时方便，从经验验中人为为的规定定反应中中的一种种有机物物为反应应物，无机物物或另一一种有机机物为试试剂。例例如乙烯烯与溴的的加
7、成反反应，乙乙烯为反反应物，溴为试试剂。苯苯肼与醛醛、酮的的反应，醛、酮酮为反应应物，苯苯肼为试试剂。2试剂剂的分类类有机反应应中的试试剂(无无机试剂剂和有机机试剂)按有机机反应历历程可分分为极性性(或离离子型)试剂和和非极性性(自由由基)试试剂两大大基本类类型。非非极性试试剂是指指自由基基或容易易产生自自由基的的化合物物，极性性试剂是是指含偶偶数电子子的正、负离子子或极性性分子。极性(或或离子型型)试剂剂含偶偶数电子子的正、负离子子或极性性分子试剂（按按有机反反应历程程）非极性(自由基基)试剂剂自由由基或容容易产生生自由基基的化合合物从试剂的的电子结结构来看看，极性性试剂是是指那些些能够接接
8、受和供供给一对对电子以以形成共共价键的的试剂。因此，极性试试剂又分分为两类类，在离离子型反反应中供供给一对对电子与与反应物物生成共共价键的的试剂叫叫做亲核核试剂，而从反反应物接接受一对对电子生生共价键键的试剂剂叫做亲亲电试剂剂。亲核试剂剂供给给一对电电子与反反应物生生成共价价键的试试剂极性(或或离子型型)试剂剂亲电试剂剂从反反应物接接受一对对电子生生共价键键的试剂剂从广义的的酸、碱碱概念的的角度上上来说，路易斯斯碱都是是亲核的的，故为为亲核试试剂；而路易易斯酸都都是亲电电的，则则为亲电电试剂，在一般般的离子子型反应应中，极极性试剂剂的分类类如下表表所示：亲核试剂剂亲电试剂剂（1）所有的负负离子
9、所有的正正离子（2）具有未共共享电子子对的分分子可能接受受未共享享电子对对的分子子（3）烯烃双键键和芳环环羰基双键键（4）还原剂氧化剂（5）碱类酸类（氢氢氟酸例例外）（6）有机金属属化合物物中的烷烷基卤代烷中中的烷基基对试剂有有了规定定以后，所有的的离子型型反应就就可以根根据试剂剂的性质质加以分分类。由由亲核试试剂进攻攻反应物物而引起起的反应应，叫做做亲核反反应。由由亲电试试剂进攻攻而引起起的反应应，叫做做亲电反反应。亲核反应应由亲亲核试剂剂进攻反反应物而而引起的的反应，叫做亲亲核反应应。离子型反反应亲电反应应由亲亲电试剂剂进攻而而引起的的反应，叫做亲亲电反应应。亲核反应应又可进进一步分分为亲
10、核核取代反反应和亲核加加成反应应。亲电反反应分为为亲电取取代反应应和亲电加加成反应应。下面面通过亲亲电加成成、亲电电取代、亲核加加成、亲核取取代的反反应历程程，来进进一步说说明亲电电反应和和亲核反反应。五、亲电电反应历历程1、亲电电加成反反应历程程我们以烯烯烃和卤卤化氢的的加成反反应为例例，说明明亲电加加成的历历程。加成反反应历程程包括两两个步骤骤。第一步步是烯烃烃分子受受HX的的影响，电子云云偏移而而极化，使一个个双键碳碳原子上上带有部部分负电电荷，更更易于受受极化分分子HXX的带正正电部分分（H-X）或质子子H+的攻击击，结果果生成带带正电的的中间体体碳正离离子和HHX的共共轭碱XX-。第
11、二步步是碳正正离子迅迅速与XX-结合合生成卤卤烷。第一步步的反应应速度慢慢，反应应速度由由第一步步决定，而第一一步是由由亲电试试剂的进进攻而发发生的，称亲电电加成反反应。烯烯、炔和和亲电试试剂的反反应，二二烯烃的的加成反反应，脂脂环烃小小环的开开环反应应加成都都是亲电电加成反反应历程程。2、亲电电取代历历程以苯和亲亲电试剂剂反应为为例，说说明亲电电取代历历程。第一步步是亲电电试剂EE+进攻苯苯环，很很快地和和苯环的的电子形形成络合物物，络合物物仍然还还保持苯苯环的结结构。第二步步是络合物物进一步步与苯环环的一个个碳原子子直接连连接，形形成络合物物。第三步步是络合物物碳正离离子失去去而形成成卤苯
12、。该反应应过程是是由亲电电试剂进进攻苯环环而引起起的反应应，称为为亲电取取代反应应历程。在苯环环上发生生的卤化化、硝化化、磺化化、烷基基化和酰酰基化反反应都属属亲电取取代反应应历程。六、亲核核反应历历程1、亲核核加成反反应历程程以醛（或或酮）和和氢氰酸酸（HCCN）反反应生成成氰醇为为例，说说明亲核核加成反反应历程程。第一步步是氢氰氰酸在碱碱的作用用下生成成氰离子子。第二步步是氰离离子进攻攻羰基的的碳原子子。第三步步是氰醇醇负离子子从水中中夺取质质子（HH+），形成成氰醇。在该反反应中，第一步步和第三三步是质质子（HH+）转移移反应，第二步步是氰离离子与羰羰基的加加成，是是决定反反应速度度的步
13、骤骤，该步步骤是亲亲核试剂剂进攻反反应物，所以该该反应是是亲核加加成反应应历程。醛、酮酮和亲核核试剂（氢氰酸酸、醇、亚硫酸酸氢钠、格利雅雅试剂、氨衍生生物）的的加成反反应都属属亲核加加成反应应。2、亲核核取代反反应历程程（1）双双分子亲亲核取代代反应（SN2）以溴甲甲烷在碱碱性水溶溶液中水水解生成成甲醇为为例，说说明双分分子亲核核取代反反应历程程。反应应如下：反应按按以下过过程进行行：反应速速度即与与反应物物的浓度度有关，又与试试剂的浓浓度有关关，反应应中新键键的建立立和旧键键的断裂裂是同步步进行的的，共价价键的变变化发生生在两分分子中，因此称称为双分分子亲核核取代反反应，以以SN2表示示。（
14、2）单单分子亲亲核取代代反应（SN1）以叔丁丁基溴在在碱性溶溶液中水水解为叔叔丁醇为为例，说说明反应应历程，反应如如下：第一步，CBr键解解离：第二步，生成CCO键：在该反应应历程中中，第一一步反应应速度慢慢，所以以该步是是整个反反应的决决速步骤骤，而这这一步的的反应速速度是与与反应物物卤烷的的浓度成成正比，所以整整个反应应速度仅仅与卤烷烷有关，与试剂剂浓度无无关。在在决速步步骤中，发生共共价键变变化的只只有一种种分子，所以称称为单分分子反应应历程。这种单单分子亲亲核取代代反应常常用SNN1表示示。（3）亲亲核取代代反应SN1和和SN2可简简单表示示为：是由亲亲核试剂剂进攻反反应物的的反应，故
15、称亲亲核取代代反应。七、亲电电和亲核核反应总总结1、亲电电试剂和和亲核试试剂的相相对性亲电试剂剂和亲核试剂剂只有相相对的意意义，某某些试剂剂可以随随着反应应条件和和与相互互作用的的物质性性质的不不同，或或者表现现为亲电电性或者者表现为为亲核性性，例如如水（HH2O）和氨氨(NHH3)等少数数无机试试剂。个别有机机试剂也也存在这这种情况况。醇（ROHH）与卤代代烷的成成醚反应应表现为为亲核性性，而醇与与金属有有机化合合物的反反应则表表现为亲亲电性。某些试剂剂既具有有亲电中中心又有有亲核中中心，它它究竟属属于哪种种试剂，一般按按两个中中心的相相对强度度而定。如一个反反应分几几步完成成，究竟竟属于哪哪种反应应，则由由它的定定速步骤骤来决定定。2、亲电电反应和和亲核反反应的相相对性 由于反反应物和和试剂是是人为规规定的相相对概念念，所以以亲电反反应和亲核反反应同样样也具有有相对性性。例如如溴甲烷烷与甲醇醇钠的成成醚反应应：通常认为为此反应应是由亲亲核试剂剂CH33O-引起的的亲核取取代反应应，指的的是CHH30-取代了了CH33Br的的中的BBr-，而不不是Brr-取代了了CH33ONaa中的CCH3O-，可见见是优先先选择与与碳的反反应为标标准，即即以试剂剂取代与与碳直接接相连的的基团为为准。八、知识识应用请判断断下列反反应是亲亲电反应应还是亲亲核反应应。