UKChO有机机理知识点：亲核试剂

对于想要申请化学生物相关专业的同学而言，UKChO英国化学奥林匹克竞赛则是大家的不二之选。

在之前的推文中，理科竞赛教师——老师，针对UKChO竞赛中的重难点考察知识，为大家带来了系列文章。

（一）亲核试剂nucleophile

亲核试剂是一种通过提供电子对来成键的化学物质。

所有具有孤电子对或至少一个π键的分子或离子都可以充当亲核试剂。

由于亲核试剂提供电子对，因此它们是Lewis碱。

值得一提的是亲核试剂nucleophile在1933年被Christopher Kelk Ingold正式定下下来之前被称之为anionoid（类阴离子），从这个古老的词汇，我们更容易把握他的电性特点。

亲核性Nucleophilic描述了亲核试剂与带正电的原子结合的亲和力。

亲核试剂可参与亲核取代（即亲核试剂被全部或部分正电荷吸引）和亲核加成。

亲核性与碱性听上去很相似。

但两者的区别在于，碱性是一种热力学性质，酸碱强的强弱借助平衡常数Ka，Kb描述，指的是酸碱电离的平衡程度。

而亲核性是一种动力学性质，与化学反应的速率有关。

（二）常见的亲核试剂

最常见的亲核试剂是阴离子，例如上文的氢氧根离子OH-, Br-，因为本身带负电，他对正电的亲和是显而易见的。其他类型的亲核试剂如下文：

两可亲核试剂Ambident Nucleophile

两可亲核试剂是一种可以从两个或多个位置进行攻击，从而产生两种或多种产物的试剂。例如，硫氰酸根根离子(SCN-)可能使用硫或氮的攻击。因此，卤代烷与SCN-的SN2反应常常产生硫氰酸烷基酯(R-SCN)和异硫氰酸烷基酯 (R-NCS)的混合物。

卤素Halogens

虽然卤素分子不是亲核的，但它们的阴离子是良好的亲核试剂。在极性质子溶剂中，氟离子是最弱的亲核试剂，碘离子最强的：在极性非质子溶剂中，该顺序相反。（在UKChO考试中，一般不考察亲核性的强弱）。

碳/碳阴离子Carbanion

碳亲核试剂通常是有机金属试剂，例如在格氏反应、布莱斯反应等涉及有机锂试剂或有机镁试剂和乙炔化物的反应的试剂。这些试剂通常用于进行亲核加成。

烯醇离子Enol

烯醇离子如下图，也是碳亲核试剂。烯醇是两可亲核试剂，但一般来说，α碳原子是亲核的。烯醇常用于缩合反应，包括克莱森缩合和羟醛缩合反应。

烯醇离子的形成经常在碱性条件下脱去羰基邻位碳上的氢离子，如下图：

氧原子类

氧亲核试剂的例子有水（H2O）、氢氧根离子、醇、醇盐离子、过氧化氢和羧酸盐离子。分子间氢键形成过程中不会发生亲核进攻。

硫原子类

在硫亲核试剂中，最常用的是硫化氢及其盐、硫醇RSH、硫醇阴离子RS-、硫醇羧酸阴离子RCOS-等。

一般来说，硫由于其体积大而具有很强的亲核性，这使得它很容易被极化，并且它的孤对电子很容易接近。

氮单元类

氮亲核试剂包括氨、叠氮化物、胺、亚硝酸盐、羟胺、肼、和酰胺。

叠氮化物如下图：

羟胺如下图：

酰胺如下图：

（三）常见亲核试剂亲核性比较

非常感谢老师带来的干货满满的分享。