亲电体
化学术语
亲电体(英语:Electrophile)为一化学术语,是一种电子对受体,在化学反应中能够接受电子,与含有可成键电子对的原子或分子即亲核体(nucleophile)结合。
定义
对电子具有亲合力的试剂叫做亲电试剂(E+)(electrophilic reagent)或称为亲电体(electrophiles)。
亲电试剂一般都是带正电荷的试剂或具有空的p轨道或者d轨道,能够接受电子对的中性分子。
亲电试剂由于缺少电子,容易进攻反应物上带部分负电荷的位置,由这类亲电试剂进攻而发生发反应称为亲电反应。
因为亲电试剂可以接受电子,所以它们是路易斯酸(见酸碱反应理论)。大多数亲电试剂为正电性,有一个原子带正电,或有一个原子不具备八隅体电子。
分类
亲电试剂进攻亲核试剂上电子集中的部位。有机化学中常见的亲电子试剂有阳离子(如H+ 和 NO2+)、极性分子(如氯化氢卤代烃酰卤羰基化合物)、可极化中电性分子(如Cl2 和 Br2)、氧化剂(如有机过氧酸)、不具备八隅体电子的试剂(如卡宾和自由基)、以及某些路易斯酸(如 BH3 和 DIBAL)。
常见的例子有:有机磷化合物,碘代乙酸和环氧化物等,前者包括二异丙基氟磷酸和甲基氟磷酸异丙酯。
亲电反应
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。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+)。
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的反应物,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)。最常见的亲电试剂是卤代烃(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。
亲电取代反应
凡由亲电试剂如HNO3、H2SO4、Cl2、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。
亲电取代反应是一种亲电试剂取代其它官能团的化学反应,这种被取代的基团通常是氢,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。芳香烃的亲电取代是一种向芳香环系,如苯环上引入官能团的重要方法。其它另一种主要的亲电取代反应是脂肪族的亲电取代。
脂肪族的亲电取代 在脂肪族化合物的亲电反应中,亲电试剂进攻并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SE1和SE2,这与脂肪亲核取代反应可分为SN1和SN2是类似的。 典型的脂肪族亲电取代反应包括: 酮上α-氢的卤代反应,卡宾对碳-氢键的插入反应。
亲电加成反应
亲电加成反应是烯烃的加成反应,是π电子与实际作用的结果。π键较弱,派电子受核的束缚较小,结合较松散,因此的作为电子的来源,给别的反应物提供电子。反应时,把它作为反应底物,与它反应的试剂应是缺电子的化合物,俗称亲电试剂。这些物质又酸中的质子,极化的带正电的卤素。又叫马氏加成,由马可尼科夫规则而得名:“烯烃与氢卤酸的加成,氢加在氢多的碳上”。广义的亲电加成亲反应是由任何亲电试剂与底物发生的加成反应。
在烯烃的亲电加成反应过程中,氢正离子首先进攻双键(这一步是定速步骤),生成一个碳正离子,然后卤素负离子再进攻碳正离子生成产物。立体化学研究发现,后续的卤素负离子的进攻是从与氢离子相反的方向发生的,也就是反式加成。马氏规则的原因是,取代基越多的碳正离子越稳定也越容易形成。这样占主导的取代基多的碳就优先被负离子进攻。水、硫酸、次卤酸等都可以进行亲电加成。
参考资料
最新修订时间:2023-11-27 16:43
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