基本介紹
親核取代反應,兩種反應機構,混合機理,
親核取代反應
由於反應物結構和反應條件的差異，SN有兩種機理，即單分子親核取代反應SN1和雙分子親核取代反應SN2。SN1的過程分為兩步：第一步，反應物發生鍵裂(電離)，生成活性中間體正碳離子和離去基團；第二步，正碳離子迅速與試劑結合成為產物。總的反應速率只與反應物濃度成正比，而與試劑濃度無關。S N2為舊鍵斷裂和新鍵形成同時發生的協同過程。反應速率與反應物濃度和試劑濃度都成正比。能生成相對穩定的正碳離子和離去基團的反應物容易發生SN1，中心碳原子空間阻礙小的反應物容易發生SN2 。如果親核試劑呈鹼性，則親核取代反應常伴有消除反應，兩者的比例取決於反應物結構、試劑性質和反應條件。低溫和鹼性弱對SN取代有利。
在有機化學製備中，要把現有的試劑轉化成自己所需要的物質，而該物質只是官能團上有些差別，這時候取代反應便能解決我們的問題，例如工業上製備氯仿，則需要用到甲烷和氯氣，使甲烷上的氫原子被氯原子取代生成氯仿等等，在這裡，氯氣可以看做是親核試劑，其實質就是氯原子取代了氫原子在碳上的位置。所以取代反應是有機化學上一個很重要的內容。下面我就來介紹一下取代反應。
兩種反應機構
單分子親核取代反應（SN1）
對碳正離子生成有利條件：有許多推電子基幫助穩定碳陽離子（苄基型碳正離子、烯丙型碳正離子>三級碳正離子>二級碳正離子>一級碳正離子>甲基正離子），一級碳正離子幾乎不能夠單獨存在，會立刻發生重排，轉化為更穩定的內能更低的碳正離子。 碳正離子的穩定性越高，越有利於SN1反應。
SN1親核取代反應特性
從立體化學觀點來看，該反應的反應物若為光學異構物之一，則產物反轉機率略大於50%。在碳陽離子形成時，整個分子略呈現平面三角形，親核體可以由平面三角形上下兩側進行攻擊，形成新分子。故理論上反轉機率為50%，但因原先脫離的陰離子影響碳陽離子，故親核劑傾向由反側攻擊形成反轉的產物。
該反應適合在高極性稍有質子性溶劑中進行，高極性有助於利用本身極性帶有的部分負電穩定碳陽離子，稍有質子性溶劑提供質子與較強親核劑（通常是被脫離的）化合有助於反應平衡往產物移動。
雙分子親核取代反應（SN2）
常發生於：
碳原子取代較少（如：-CH3），可較容易使SN2反應發生。
SN2親核取代反應特性：
混合機理
SN1和SN2混合機理
在親核取代反應中，含伯烷基的化合物一般為SN2機理，含叔烷基的化合物一般為SNl機理，仲烷基化合物的反應機理還難以有比較明確的說法。
一種觀點認為SN2和SN1是兩種極限情況，它們之間的區域是離子對機理，但另一種意見認為沒有中間區域，取代反應可能是一部分為SN2機理，另一部分為SN1機理。
在少數反應中生成20%～50%的構型保持產物，這類現象可以用離子對說明，不過也有另外的看法。
2-辛醇對溴苯磺酸酯的親核取代反應的實驗結果為：（右邊圖冊）
後面一個反應中構型完全反轉可以很容易地解釋為SN2；前一個反應中有部分的構型保持，當然一種解釋可以是某種離子對階段的外消旋，但不認可離子對機理的人可以解釋為連續的兩個SN2：先由溶劑作親核試劑進行第一次SN2 ，然後水再作親核試劑進行第二次SN2 ，這樣的結果就是構型保持的。
