双分子亲核取代反应

脂肪族sp杂化碳原子上的反应
SN2反应(双分子亲核取代反应)是亲核取代反应的一类,其中S代表取代(Substitution),N代表亲核(Nucleophilic),2代表反应的决速步涉及两种分子。与SN1反应相对应,SN2反应中,亲核试剂带着一对孤对电子进攻具亲电性的缺电子中心原子,形成过渡态的同时,离去基团离去。

反应机理

反应最常发生在脂肪族sp杂化的碳原子上,碳原子与一个电负性强、稳定的离去基团(X)相连,一般为卤素阴离子。亲核试剂(
)从离去基团的正后方进攻碳原子,
角度为
,以使其孤对电子与
键的σ反键轨道可以达到最大重叠。然后形成一个五配位的反应过渡态,碳约为sp杂化,用两个垂直于平面的p轨道分别与离去基团和亲核试剂成键。
的断裂与新的
键的形成是同时的,X很快离去,形成含
键的新化合物。
由于亲核试剂是从离去基团的背面进攻,故如果受进攻的原子具有手性,则反应后手性原子的立体化学发生构型翻转,也称“瓦尔登翻转”。这也是
反应在立体化学上的重要特征。反应过程类似于大风将雨伞由里向外翻转。