取代基定位效应解析

苯取代基的定位效应
苯取代基的定位效应，指的是苯环上的取代基会对反应发生在苯上的位置产生一定的影响。

一、电子效应
苯环上的取代基会改变苯环的电子密度，这种改变就被称为电子效应。

电子效应可分为两种类型：电子给体效应和电子吸引效应。

1. 电子给体效应
取代基为电子给体时，它的存在会使得苯环上的电子云对它起较为弱的吸引作用，从而导致其周围苯环中的电子云较为密集。

这样，反应发生的位置往往会在给体基团的邻位或对位上。

例如，当苯环上有一个甲基（Me）取代的时候，甲基是一个电子给体，可以加强邻位或对位上的电子密度。

因此，向苯环中加入亲电试剂时，它们会在邻位或对位上进行反应。

2. 电子吸引效应
这是指苯环上的取代基为电子吸引体时，会使得周围的电子云相对稀薄。

在这种情况下，反应发生的位置通常是取代基所在的位置，即在本实例中为对位。

例如，在苯环上含有强电子吸引基硝基（NO2）时，它会强烈吸引邻位和对位上的电子云，从而使得苯环上其他位置的电子云相对稀薄。

因此，亲电试剂会选择在取代基的位置进行反应。

二、立体效应
苯环上的取代基还会影响苯上的反应位置，具体原因是取代基存在时，它们周围的空间有一定的障碍，绕过取代基需要消耗的能量会增加，因此会影响反应进展的位置。

例如，在β-溴苯乙酸甲酯的加成反应中，苯环上存在一个甲基时，它会在邻位和对位上形成立体障碍，使得反应发生在较远的对位上，从而形成β-溴苯乙酸甲酯。

总之，苯取代基的定位效应可以使得我们更加准确地设计和控制反应的位置，从而提高反应效率和成品产率。

取代定位规则的理论解释★★★ → 间位定位基的影响这类取代基的特点是对苯环有吸电子效应，使苯环电子云密度下降，这种正碳离子中间体能量比较高，稳定性低，不容易生成，因此使苯环钝化。

但是间位定位基对苯环的不同位置的影响也是不同的。

例如，硝基对苯环吸电子诱导效应（-Ⅰ）和共轭效应（-C），两者都使苯环上的电子云密度降低。

当硝基苯在受亲电试剂进攻时，形成的中间体正碳离子可以用下列共振结构表示：在硝基苯的邻位和对位受到进攻时所生成的正碳离子共振结构中，（Ⅲ）和（Ⅴ）带有正电荷的碳原子都直接和强吸电子的硝基相连，使正电荷更加集中，能量特别高，不稳定而不容易形成。

但在亲电试剂进攻间位的共振结构时，带正电荷的碳原子都不直接和硝基相连，因此进攻硝基间位生成的正碳离子中间体比进攻邻、对位生成的正碳离子中间体的能量低，比较稳定。

所以在硝基间位上发生的亲电取代反应要比在邻对位上快得多，取代产物也以间位为主。

因此硝基苯进行亲电取代反应的速度比苯慢。

如图8-6所示。

取代定位规则的理论解释★★★ → 邻、对位定位基的影响这类取代基的特点是对苯环有斥电子效应，从而使苯环电子云密度增加。

（1）甲基。

甲基与苯环相连时，可以通过它的诱导效应（+Ⅰ）和超共轭效应（+C）把电子云推向苯环，使整个苯环的电子云密度增加。

甲基的这种斥电子性，有利于中和正碳离子中间体的正电性，同时使自身也带有部分正电荷，这一电荷的分散作用使正碳离子获得了稳定性。

因此甲基可使苯环活化，所以甲苯比苯容易进行亲电取代反应。

但亲电试剂进攻甲基的邻、对位与进攻间位相比，生成的正碳离子的稳定性是不同的。

进攻邻位时，生成的正碳离子从共振观点看，它是正碳离子（Ⅰ）、（Ⅱ）和（Ⅲ）三种共振结构的杂化体：三种共振结构式中，（Ⅲ）是叔正碳离子，而且带正电荷的碳原子和甲基直接相连，虽然甲基的斥电子效应是遍及整个苯环的，但这个碳上的正电荷可直接被中和而分散，因此这个共振结构具有较低的能量，是一个特别稳定的结构，由于它的贡献，使邻位取代物容易生成。

同学们，大家好。

今天要讲的是定位效应的解释。

通过上节课的学习，我们已经知道，有些基团会使苯环的亲电取代反应活性增大，称为活化基；有些基团会使苯的亲电取代反应活性减小，称为钝化基；苯环上的基团还会影响取代位置，根据定位效果分为邻对位定位基和间位定位基。

苯环上原有基团为什么会影响亲电取代活性和取代位置呢？今天我们就来分析并解释这一问题。

大家都知道，苯亲电取代时，亲电试剂靠近苯环生成σ-络合物是整个反应的决速步骤。

同样，取代苯反应的决速步骤也生成σ-络合物，如图，决速步骤中苯与亲电试剂的成键能力与苯环上电子密度有关。

若原有基团是供电子基，苯环电子密度增大，容易受到亲电试剂的进攻，则亲电取代活性增大，该基团就是活化基。

若原有基团是吸电子基，会使苯环电子密度减小，吸引亲电试剂的能力减小，则反应活性减小，该基团是钝化基。

因此判断一个基团是活化基还是钝化基，只需要分析基团与苯环间的电子效应（包括诱导效应和共轭效应）来确定该基团是供电子基还是吸电子基即可。

那么如何分析判断一个基团是邻对位定位基还是间位定位基呢？从反应式可以看出，决速步骤中生成了三种σ-络合物：邻位、间位、对位，这三个平行反应的相对速度决定了最终产物的多少，即决定了取代位置。

这三个平行反应的相对速度可以从两个角度比较。

一方面可以从反应物中邻、间、对三个位置上碳的电子密度相对大小分析。

基团与苯环间的电子效应使邻间对位碳上电子密度不同，电子密度大的碳自然容易受到亲电试剂的进攻而表现出较大的反应活性。

另一方面也可以从三个σ-络合物的稳定性比较。

σ-络合物越稳定，能量越低，生成时经历的过渡态能量越低，反应的活化能越小，反应速度快，相应的σ-络合物生成的就多。

通过以上讲解，大家脑海中要有这样几个概念：第一，分析基团与苯环间的电子效应可以判断基团是供电子基还是吸电子基，从而来确定基团使苯环活化还是钝化；第二，分析基团与苯环间的电子效应可以比较邻间对位碳的电子密度大小，以此判断基团的定位效果；第三，分析σ-络合物的稳定性也可以判断基团的定位效果。

苯环上亲电取代反应的定位规律基本概念：定位基：在进行亲电取代反应时，苯环上原有取代基，不但影响着苯环的取代反应活性，同时决定着第二个取代基进入苯环的位置，即决定取代反应的位置。

原有取代基称做定位基。

一、两类定位基在一元取代苯的亲电取代反应中，新进入的取代基可以取代定位基的邻、间、对位上的氢原子，生成三种异构体。

如果定位基没有影响，生成的产品是三种异构体的混合物，其中邻位取代物 40%（2/5）、间位取代物 40%（2/5）和对位取代物 20%（1/5）。

实际上只有一种或二种主要产品。

例如各种一元取代苯进行硝化反应，得到下表所示的结果：宇文皓月排在苯前面的取代硝化产品主要是邻位和对位取代物，除卤苯外，其它取代苯硝化速率都比苯快；排在苯后面取代硝化产品主要是间位取代物，硝化速率比苯慢得多。

归纳大量实验结果，根据苯环上的取代基（定位基）在亲电取代反应中的定位作用，一般分为两类：第一类定位基又称邻对位定位基：—O-，—N(CH3)2，—NH2，—OH，—OCH3，—NHCOCH3，—OCOCH3，—F，—Cl，—Br，—I，—R，—C6H5等。

第二类定位基又称间位定位基：—N+(CH3)3，—NO2，—CN，—SO3H，—CHO，—COCH3，—COOH，—COOCH3，—CONH2，—N+H3等。

两类定位基的结构特征：第一类定位基与苯环直接相连的原子上只有单键，且多数有孤对电子或是负离子；第二类定位基与苯环直接相连的原子上有重键，且重键的另一端是电负性大的元素或带正电荷。

两类定位基中每个取代基的定位能力分歧，其强度次序近似如上列顺序。

苯环上亲电取代反应的定位规律二、定位规律的电子理论解释在一取代苯中，由于取代基的电子效应沿着苯环共轭链传递，在环上出现了电子云密度较大和较小的交替分布现象，因而环上各位置进行亲电取代反应的难易程度分歧，出现两种定位作用。

也可以从一取代苯进行亲电取代反应生成的中间体σ络合物的相对稳定性的角度进行考察，当亲电试剂 E+进攻一取代苯时，生成三σ络合物：Z 分歧，生成的三种σ 络合物碳正离子的稳定性分歧，出现了两种定位作用。

吡啶取代基定位效应
吡啶取代基定位效应是指在吡啶分子中，取代基的位置受到其他取代基的影响，从而发生取代基定位偏好的现象。

吡啶分子中取代基的位置可以有2、4、6三个位点，分别对应着2号位、4号位和6号位。

在吡啶分子中，取代基的位置受
到以下几个因素的影响：
1. 电子效应：吡啶环上的取代基可以通过共轭作用影响相邻原子的电子密度。

具有电子吸引性取代基（如羰基、硝基）的存在会导致吡啶环的电子密度增加，使得取代基更易于出现在对应的位置上（如2号位）；而具有电子供体性质的取代基（如甲基、乙基）的存在会导致吡啶环的电子密度减少，使得取代基更容易出现在其他位置上（如4号位或6号位）。

2. 空间位阻效应：吡啶分子中，取代基的位置还受到周围取代基的空间位阻效应影响。

当一个位点已被较大的取代基占据时，其他取代基则更倾向于出现在未被阻碍的位置上。

综上所述，电子效应和空间位阻效应共同影响着吡啶取代基的定位效应。

在具体情况中，可以通过实验方法和理论计算来确定吡啶分子中取代基的定位。

取代基定位效应
嘿，兄弟姐妹们！今儿个咱得聊聊取代基定位效应这档子事儿！你知道吗，这取代基定位效应，就好比给咱们的化学反应来了一场“大变活人”的魔术，让反应速度蹭蹭往上涨！
现在有个取代基定位效应的优惠活动，那可真是喜大普奔的好消息啊！你想啊，本来这化学反应就够复杂的了，现在有了这个效应，不仅能提高效率，还能省下不少成本。

这优惠活动，简直就是雪中送炭，让人心里暖洋洋的！
你看那实验室，平常忙忙碌碌的，一旦有了这个优惠活动，那实验员们都乐开了花！为啥呀？不就是为了能让实验更顺利，成果更显著嘛！这就跟咱们去商场买打折商品一样，谁不想花更少的钱，办更大的事儿呢！
取代基定位效应优惠活动，就像是一股清新的风，吹进了我们的科研生活，让人神清气爽。

那些搞研究的科学家们，日夜兼程，就盼着能找到提高效率的方法。

这优惠活动一出来，他们肯定喜出望外，仿佛找到了科研的“金钥匙”。

你再想想，如果没有这个优惠活动，那搞研究得多费劲呀！时间和经费都像流水一样哗哗地流走。

现在有了这个优惠，感觉就像给科研之路装上了加速器，让咱的成果来得更快、更猛！
你说这取代基定位效应优惠活动是不是超级给力？咱可不能让这个机会从指尖溜走呀！赶紧加入吧，让咱的实验也能“跑得飞快”，成果丰硕！别再犹豫啦，错过了这个村，可就没这个店啦！这优惠活动就像一场及时雨，滋润了我们这些科研工作者的心田。

还等啥呀，快去享受这科研的盛宴吧！。

苯环上的定位效应:苯环上新引入的取代基所占的位置决定于原有取代基的性质,按它们的定位效应分成两类：
第一类叫邻、对位定位基.这类取代基在苯环上能使新引入的取代基主要定位于它的邻、对位属这类取代基的有（按定位效能从强到弱排列）：—O-（氧负离子）、—N（CH3）2（二甲胺基）、—NH2（氨基）、—OH （羟基）、—OCH3甲氧基）、—NHCOCH3（乙酰胺基）、—CH3 甲基）、—OCOCH3（乙酰氧基）、—Cl（氯）、—Br（溴）、—I（碘）、—C6H5（苯基）等.
第二类叫间位定位基.这类取代基在苯环上能使新引入的取代基主要定位在它的间位.属于这类取代基的有（按定位效能从强到弱排列）：—N+（CH3）3（三甲胺基正离子）、—NO2（硝基）、—CN（氰基）、—SO3H（磺基）、—CHO（醛基）、—COCH3（乙酞基）、—COOH（羧基）、—COOCH3（甲氧羰基）、—CONH2（氨基甲酰基）等.
当苯环上已有两个取代基时,第三个取代基引入的位置,一般可根据原有两个取代基的性质来判断.当两个取代基的定位效应一致时,仍由上述的定位规则来决定.当原有两个取代基的定位效应不一致时,如果取代
基属于同一类,则第三个取代基引入的位置主要决定于定位作用强的取代基.如果两个取代基分属两类,则第三个取代基引入的位置,一般由邻、对位定位基起主要作用.。

揭示了取代基效应
基效应是有机化学中一个重要的概念，它表示在一个有机分子中，官能团或原子的相对位置对反应速率或产物构成的影响。

而取代基效应是基效应中的一种特殊形式，即取代基对反应的速率或产物构成产生的影响。

具体来说，取代基效应可以表现在以下三个方面：
第一，阻碍效应。

取代基的引入可能导致阻碍效应，即原子团或官能团所在的位置阻碍了化学反应，从而降低反应速率。

第二，共轭加效应。

一些取代基能够增强有机分子的电子共轭性，使得分子更加稳定，反应速率也会更快。

第三，取代基的选择性。

不同的取代基对反应的选择性也有影响，从而影响产物的构成。

但是除了这些影响外，取代基还可能对分子的构象造成影响。

因为取代基会影响分子中化学键的角度，使得分子的构象发生改变。

而这种构象的改变可能会影响反应的展开情况，从而影响反应速率和产物的构成。

近年来，随着化学实验技术和理论手段的不断发展，取代基效应的具体机理正逐渐被揭示。

而这些机理的揭示不仅有助于更好地理解有机反应的本质，还可以为理性设计和合成新型有机分子提供参考。

总的来说，取代基效应在有机化学中具有广泛的应用和重要的意义。

对其深入研究可以为化学界的发展带来新的思路和方向。

第三课取代基对药物性质的影响一、苯环反应中的定位基效应苯环的取代反应苯环：能和Br2，Cl2，HNO3，H2SO4发生亲电取代反应，分别生成下列产物：取代基对反应速率的影响相对反应速率取代苯的定位规律-NO2属于间位定位基，-OH属于邻对位定位基。

格列本脲又名优降糖，第二代磺酰脲类口服降糖药，比第一代吸收更快，血浆蛋白结合率更高，作用更强，毒性更低。

二、取代基的吸电子和给电子效应由于成键原子间电负性不同或共轭效应，使成键电子对偏向一方而发生极化，产生了吸电子基团或供电子基团。

基团没有连接在双键上（无共轭效应）：吸电子基：-NO2 > -N+（CH3）3 > -CN > -F > -Cl> -Br > -I > -OCH3 > -C6H5 > -H供电子基：-C（CH3）3 > -CH（CH3）2 >-CH2CH3 > -CH3 >-H基团直接连接在双键上（有共轭效应）：吸电子基顺序参照苯环邻对位、间位取代基。

局麻药的构效关系：苯环是局麻作用的必需结构，可为芳环或芳杂环，以苯环作用最常见且作用较强。

脂类药物苯环上对位引入供电子基团，如氨基、烷氧基时，局麻作用增强，反之减弱。

三、取代基的亲脂性和亲水性中药化合物的亲脂性和亲水性1. 生物碱：一类存在于生物体内分子中含有氮原子的有机化合物的总称；一般具有碱性，可与酸成盐。

游离生物碱具亲脂性；生物碱盐具亲水性。

2. 苷类：一类经水解后可产生糖和非糖两部分的化合物。

非糖部分叫苷元。

苷具亲水性，苷元具亲脂性。

3. 挥发油：一类可随水蒸气蒸馏出来的与水不相混溶的油状液体的总称。

具有香味或特殊气味的中药往往都含有挥发油。

挥发油具亲脂性。

以上三类为主要的有效成分类型。

4. 糖类：中药中普遍存在的成分类型，包括单糖、低聚糖、多糖。

单糖是糖的基本单位；低聚糖、多糖是由多个单糖脱水缩合而成的，它们的亲水性都很好。

伯奇反应不同取代基的定位嘿，你知道伯奇反应里那些取代基的定位就像一场超级有趣的抢座位游戏。

那些不同的取代基就像是一群性格各异的小怪兽，都在争着在反应里找到自己的最佳位置呢。

先说说甲基这个小老弟吧，它就像个有点害羞但又很机灵的小老鼠。

在伯奇反应中，它的定位就比较低调，不会太过于抢占风头，往往是规规矩矩地在它该在的地方“落座”，就好像小老鼠找到自己的小角落，不声不响但又稳稳当当。

再看硝基这个家伙，那可不得了，简直就是个霸道的大恐龙。

它一出现，就会对反应中的定位产生超级强烈的影响，就像大恐龙走到哪里都要把其他小动物挤开一样，它的存在会让整个伯奇反应的定位变得很有它自己的“脾气”，而且影响力超大，把其他取代基的定位都搅得有点乱套。

羟基呢，就像是一个温柔的小仙女。

它在伯奇反应里的定位是那种比较优雅的，它不会强行改变太多，而是像小仙女用魔法轻轻地引导着反应朝着某个和谐的方向发展，让周围的取代基也能跟着沾点“仙气”，找到比较合适的位置。

卤原子就像一群调皮捣蛋的小精灵。

它们在伯奇反应里的定位有时候会很出乎人意料，就像小精灵们时不时搞点小恶作剧。

有时候它们会在这里蹦跶一下，让定位变得很有趣，就好像在原本整齐的座位排列里突然放了几个会动的小玩具。

氨基这个小可爱就像一个充满活力的小太阳。

它在伯奇反应中的定位有着很强的积极性，会散发着自己的“热量”，让周围的取代基都感受到它的活力，然后整个定位就像是被它照亮了一样，朝着充满生机的方向发展。

羧基就像一个严肃的老管家。

它在伯奇反应里的定位是很有原则的，就像老管家管理着一个大宅子，一切都得按照它的规矩来，其他取代基在它面前都得乖乖听话，它的存在让整个定位有了一种有条不紊的秩序感。

醛基像是一个穿着华丽礼服的贵族。

它在伯奇反应中的定位有点高高在上，它会影响周围的取代基就像贵族影响着身边的人一样，它的那种高贵的“气质”会让整个反应的定位有那么一丝与众不同的优雅和讲究。

氰基就像一个神秘的小刺客。