是有机化学反应中的一种
取代反应
开放分类： 化学、有机化学、化学反应
取代反应
substitution reaction
有机化合物受到某类试剂的进攻,使分子中一个基（或原子）被这个试剂所取代的反应.取代反应可分为亲核取代、亲电取代和均裂取代三类.如果取代反应发生在分子内各基团之间,称为分子内取代.有些取代反应中又同时发生分子重排(见重排反应).
①亲核取代反应.简称SN.饱和碳上的亲核取代反应很多.例如,卤代烷能分别与氢氧化钠、醇钠或酚钠、硫脲、硫醇钠、羧酸盐和氨或胺等发生亲核取代反应,生成醇、醚、硫醇、硫醚、羧酸酯和胺等.醇可与氢卤酸、卤化磷或氯化亚砜作用,生成卤代烃.卤代烷被氢化铝锂还原为烷烃,也是负氢离子对反应物中卤素的取代.当试剂的亲核原子为碳时,取代结果形成碳-碳键 ,从而得到碳链增长产物,如卤代烷与氰化钠、炔化钠或烯醇盐的反应.
由于反应物结构和反应条件的差异,SN有两种机理,即单分子亲核取代反应SN1和双分子亲核取代反应SN2.SN1的过程分为两步：第一步,反应物发生键裂(电离),生成活性中间体正碳离子和离去基团；第二步,正碳离子迅速与试剂结合成为产物.总的反应速率只与反应物浓度成正比,而与试剂浓度无关.S N2为旧键断裂和新键形成同时发生的协同过程.反应速率与反应物浓度和试剂浓度都成正比.能生成相对稳定的正碳离子和离去基团的反应物容易发生SN1,中心碳原子空间阻碍小的反应物容易发生SN2 .如果亲核试剂呈碱性,则亲核取代反应常伴有消除反应,两者的比例取决于反应物结构、试剂性质和反应条件.低温和碱性弱对SN取代有利.
②芳族取代反应.分芳族亲电取代反应SEAr和芳族亲核取代反应SNAr两类,Ar表示芳基.芳烃通过硝化、卤化、磺化和烷基化或酰基化反应,可分别在芳环上引进硝基、卤原子、磺酸基和烷基或酰基,这些都属SEAr.芳环上已有取代基的化合物,取代剂对试剂的进攻有定位作用.苯环上的取代基为给电子基团和卤原子时,亲电试剂较多地进入其邻位和对位；取代 基为吸电子基团时,则以得到间位产物为主.此外,除发生这些正常反应外,有时试剂还可以进攻原有取代基的位置并取而代之,这种情况称为原位取代.
SNAr需要一定条件才能进行.如卤代芳烃一般不易发生SNAr,但当卤原子受到邻或对位硝基的活化,则易被取代.卤代芳烃在强碱条件下也可发生取代.此外,芳香族重氮盐由于离去基团断裂成为稳定的分子氮,有利于生成苯基正离子,也能发生类似SNl的反应.
③均裂取代反应.简称SH.为自由基对反应物分子中某原子的进攻,生成产物和一个新的自由基的反应.这种反应通常是自由基链式反应的链转移步骤.一些有机物在空气中会发生自动氧化,其过程也是均裂取代,如苯甲醛、异丙苯和四氢萘等与氧气作用,可分别生成相应的有机过氧化物