有機化學中親核反應與親電反應的真正判斷標準是什麼?
我的理解中判斷標準是親核反應是負電性試劑向正電性底物的進攻,親電反應是正電性試劑向負電性底物的進攻。但是假設反應本身是兩種反應物混合的話,難道是憑藉加入順序和用量來判斷哪個是底物還是試劑進而判斷出親核反應還是親電反應?恐怕不是吧,我認為以下的判斷標準是不是更合理:涉及到單原子孤對電子對的移動的是親核反應(如孤對電子對羰基的加成);涉及到雙原子π電子的移動的是親電反應(如親電取代中芳環與鹵離子,活化芳環與重氮鹽的偶聯)
是這個樣子的。合成嘛,一般都是在不斷地「修剪」某個底物,就像這樣:
個人見解,只作參考。
題主的問題很好,並且有很深入的思考,結論有趣且合理。我是這樣想的:
所有的有機反應並無真正的親核親電之分。一個親核反應,我們描述成親核試劑進攻底物,底物有可能為羰基等不飽和極性鍵【親核加成】,也可能是單純的極性單鍵【親核取代】。這裡面,親核試劑進攻的位點,帶正電,有親電性。同樣的過程,我們也可以描述成親電試劑(之前的底物)接近底物(之前的親核試劑),進行親電進攻。底物帶負電,有親核性。造成我們對於親核親電有誤解的原因,是我們通常認為,親核試劑是攻,親電試劑是受。攻有孤對電子,我們叫做親核反應,這時他是一個強攻,相應的受就是弱受;攻有pi電子,我們叫做親電反應,這時他是一個弱攻,相應的受是強受。而實際上他們都在搞來搞去,所以沒什麼區別。
三步走。
1、【反應主體】確定研究的問題的主體——我們主要看的是哪個對象的變化:一切不指明研究主體的判斷都是耍流氓。——李名揚
例1:加成反應「
不飽和的物質+加上去的物質→變得飽和了的物質+殘渣(誒)
」裡面,肯定是「
不飽和的物質→變得飽和了的物質
」這個轉化是主體;
例2:氧化反應「
還原劑+氧化劑→氧化物+還原物
」中,因為我們研究的是「氧化反應」(剛才剛說的嘛~),所以當然是「
還原劑→氧化物
」是正茬。
2、【進攻體】人們約定這麼一種說法:顯負電荷的那個物質是「進攻體」,它去「進攻」那個顯正電的物質。
永遠是「(帶)負電荷(的物質)」去進攻「(帶)正電荷(的物質)」,因為(不僅看試劑顏色的時候眼睛有問題、而且思考問題的時候還腦洞大開的化學家們認為/人為規定)「給予電子」是一種進攻行為——顯示在機理反應式里就是,從顯負電荷的位置向顯正電荷的位置畫一條箭頭。總結一下:
「顯負電」 給e- 是進攻體 是還原劑 被氧化(去還原) 變成氧化產物
「顯正電」 接e- 被進攻體 是氧化劑 被還原(去氧化) 變成還原產物
- 親核反應的例子:在acid→amide的反應中,「相對(我們所研究的變化過程的主體【acid→amide】來說)外來的」反應物amine,利用自己N原子上的lone e- pair 來「進攻」acid上的H atom——它是個親核物質,那麼我們就稱這個過程是一個親核反應。
- 親電反應的例子:在親電加成反應中(參見Electrophilic addition),如C=C+X-Y,「進攻體」是作為的C=C:其雙鍵上的一對e-去進攻相對X-Y(X-Y:「我招誰惹誰了…T_T」)。又因為我們主要研究的「主體物質」就是這個C=C,那麼那個外來物質X-Y就是electrophile,所以這個反應稱作是electrophilic addition。
親電反應就是有舉席參與的反應嘛。親電!你們啊!不要想著搞個大新聞,說現在已經親電了!naive!
《有機化學(第二版)》,第25頁,高等教育出版社底物和試劑是相對而言的,一般把能轉換為所需產物的有機化合物看成底物。因此,親核和親電這兩個概念所使用的對象也是相對而言的,但也有許多反應和試劑已經約定俗成,有了通用的親核或親電的定義。
親電反應親核反應並無絕對,都是約定俗成的概念。個人認為要看反應的驅動力(driving force)來自哪裡,如果是因為有孤對電子的分子或者負離子親核試劑引起反應,那就是親核反應。如果是底物在反應過程中形成了正離子引起的,那就是親電反應。當然,會有很多兩者皆有的情況,這時候一般歸為親電反應不會錯。舉個例子,碘甲烷和醇鈉反應生成醚,屬於親核反應,因為驅動力來自醇負離子。苄醇和鹽酸生成苄氯,則是親電反應,儘管反應中的氯離子也是有孤對電子的親核試劑,但是過渡態的苄正離子才是推動反應進行的關鍵,。
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