有机化学

SN1/SN2 取代、E1/E2 消除

比较协同与分步的取代、消除机理，并预测其速率、立体化学和产物分布。

直觉直觉：离去基团的竞争反应路径

亲核试剂可取代碳上的离去基团；碱也可在离去基团脱离时夺取邻位碳上的质子。底物、试剂、溶剂与温度共同决定优势路径。

改变底物级数、亲核性/碱性、溶剂和温度，比较反应路径。

定义: 亲核取代

亲核试剂取代与亲电碳相连的离去基团。

消除反应从相邻两个碳上移去原子并形成碳—碳π键。取代改变碳上连接的基团；消除通常增加不饱和度。

\ce{R-Br + OH^- -> R-OH + Br^-}

机理	速率方程	主要立体化学结果
SN2	k[RX][Nu⁻]	背面进攻；构型反转
SN1	k[RX]	平面碳正离子；常部分消旋
E2	k[RX][base]	优选反式共平面构型
E1	k[RX]	碳正离子中间体；可能重排

\ce{CH3CH2Br + OH^- -> CH2=CH2 + H2O + Br^-}

例题

仲烷基溴在乙醇中加热与强而位阻大的碱反应，倾向于哪种机理和产物？

解答

强碱且位阻大的碱亲核性较弱，因此 E2 占优并生成烯烃；位阻效应常使取代较少的 Hofmann 产物比例上升。具体选择性取决于底物和条件。

SN2 需要从背面接近 C—离去基团的 σ* 轨道，反应碳取代越多通常越慢。SN1/E1 经历电离；极性质子溶剂常稳定离子，但亲核试剂活性与离子对也很重要。E2 要求 C—H 键与离去基团取向适合；环构象会限制被夺取的 β-氢。