反应机理 SN 2反应最常发生在脂肪族 sp3 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（Nu）从离去基团的正后方进攻碳原子，Nu-C-X角度为180°，以使其孤对电子与C-X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sp2 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。C-X的断裂与新的C-Nu键的形成是同时的，X很快离去，形成含C-Nu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SN 2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。
上例中，OH− （亲核试剂）进攻C2 H5 Br （底物）发生SN 2反应，经过不稳定的过渡态，最终Br− 离去 ，得到乙醇 。
SN 2反应也可以在分子内发生，合成的环系一般为五元环、六元环和三元环。分子内的Williamson合成 得到环氧化合物 ，即是这类反应的一个例子。相比下，四元环张力太大，空间上也不利，很难生成；七元、八元之类的大环可以生成，但分子间 反应处于优势，需要将反应物以高稀溶液的形式反应，以增大分子内产物的比例。
SN 2反应一般发生在伯碳 原子上，很难成为有位阻 分子的反应机理，并且取代基 越多，按SN 2机理反应的可能性越小。基团在空间上比较拥挤的分子一般采用SN 1 机理，可以缓解一部分的位阻，也可生成较稳定的碳正离子 （通常为三级碳正离子）。
决定速率的因素 离去基团的碱性 ：离去基团的碱性越强，其离去能力越弱，反之亦然。离子的碱性随着所在周期 的增加而降低。对于卤素离子而言，碘离子 的碱性最弱，因此碘离子是一个很好的离去基团；氟离子 则相反，氟代烃也因此很难发生SN 2反应。 强碱 F− > Cl− > Br− > I− 弱碱 反应速率 慢 F− < Cl− < Br− < I− 快 亲核试剂的亲核性 ：亲核性需要与上面的碱性相区别。碱性是试剂对质子 的亲和能力，而亲核性是试剂形成过渡态时，对碳原子的亲和能力。一般来讲，试剂的电负性、碱性和可极化性 越强，其亲核性也越强，因此反应越快。实际上通常需要综合考虑这几个因素以及溶剂 的影响。 溶剂：SN 2反应在质子溶剂 中进行时，一方面，溶剂化作用有利于离去基团的离去；另一方面，溶剂也会与亲核试剂发生作用，使亲核试剂与底物的接触变得困难。最后的影响是这两种因素的综合结果。相对而言，極性非質子性分子很少包围负离子，因此对SN 2反应是有利的。 空间效应：立體阻礙性（含体积大的取代基）会使亲核试剂的亲核性下降从而导致反应变慢。虽然乙醇 的酸性比叔丁醇 强，但叔丁氧基负离子的亲核性弱于乙氧基负离子，就是因为这个缘故。 空間效應：分子大小。分子越大，位阻 增加，減慢反應。叔碳分子基本上沒可能發生反應。反應速度：（快）伯>仲>叔（慢）
反应动力学 SN 2属于二级反应 ，决速步 与两个反应物的浓度相关：亲核试剂[Nu− ]和底物[RX]。
r = k[RX][Nu− ]与此相对比的是单分子亲核取代反应 —SN 1反应，亲核取代反应的另一种机理。此类反应中，底物中的C-X键首先异裂 为碳正离子 和X− ，是较慢的一步，然后亲核试剂Nu− 立即与碳正离子结合，得到含C-Nu键的产物。因此该反应的速率控制步骤只和底物的浓度有关，称为单分子亲核取代反应。
需要注意的是，SN 1和SN 2只是亲核取代反应的两个比较极端的机理，属于理想情况。在因素如离子对 的影响下，实际中的反应都会或多或少地兼具这两者机理的成分，有些甚至难以归类。至于反应按哪种机理进行的成分多一些，与具体的反应物结构、类型、溶剂、浓度、温度、亲核试剂、离去基团等因素都有很密切的关系。
E2竞争 双分子亲核取代反应的一个副反应是E2 消除反应 ：亲核试剂表现碱性，从底物的β-碳夺取氢离子，底物发生消除反应 生成烯烃 。SN 2反应与E2 反应的共存与竞争可通过以下实验体现：[1]
上述是磺酸盐负离子与溴代烷 在气相发生反应的结果。在水溶液中的趋势是类似的，但还要考虑溶剂效应的影响。当反应物由溴乙烷 变为异丁基 溴时，位阻大大增加，因此产物也主要变为消除产物。此外，试剂的碱性越强，也会使消除反应产物比例增大。若以碱性更弱的苯甲酸根离子与异丁基溴进行上述反应，取代产物为55%，远远高于磺酸盐负离子反应的15%。
另一种机理 2008年时有人提出了SN 2的另一种机理：“迂回机理”（Roundabout mechanism）。化学家在借助于“交叉分子束成像法”观测氯离子和碘甲烷 在气相的反应时发现，当打出的氯离子具有足够的速度时，反应后碘离子的能量总比预期的要少。根据理论分析推测，能量之所以有损失，是因为氯离子与甲基发生碰撞后，甲基围绕碘原子需要进行迂回的转动，之后才有碘离子的离去以及氯甲烷的生成。[2] [3] [4]
参见
参考资料 ^ Gas Phase Studies of the Competition between Substitution and Elimination Reactions Scott Gronert Acc. Chem. Res.; 2003 ; 36(11) pp 848 - 857; (Article) doi :10.1021/ar020042n^ Imaging Nucleophilic Substitution Dynamics J. Mikosch, S. Trippel, C. Eichhorn, R. Otto, U. Lourderaj, J. X. Zhang, W. L. Hase, M. Weidemüller, and R. Wester Science 11 January 2008 319: 183-186 doi : 10.1126/science.1150238 (in Reports) ^ PERSPECTIVES CHEMISTRY: Not So Simple John I. Brauman (11 January 2008) Science 319 (5860), 168. doi :10.1126/science.1152387^ Surprise From SN2 Snapshots Ion velocity measurements unveil additional unforeseen mechanism Carmen Drahl Chemical & Engineering News January 14, 2008 Volume 86, Number 2 p. 9 ，含录像。http://pubs.acs.org/cen/news/86/i02/8602notw1.html （页面存档备份，存于互联网档案馆 ）
双分子亲核取代反应, sn2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, 反应中不生成碳正离子, 速率控制步骤是上述的协同步骤, 反应速率与两种物质的浓度成正比, 因此称为, ch3sh与ch3i发生sn2反应的球棍模型示意图, sn2反应过渡态的结构, 在无机化学中, 常称类型的. 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 反应中不生成碳正离子 速率控制步骤是上述的协同步骤 反应速率与两种物质的浓度成正比 因此称为双分子亲核取代反应 CH3SH与CH3I发生SN2反应的球棍模型示意图 SN2反应过渡态的结构 在无机化学中 常称双分子亲核取代反应类型的反应机理为 交换机理 目录 1 反应机理 2 决定速率的因素 3 反应动力学 4 E2竞争 5 另一种机理 6 参见 7 参考资料反应机理 编辑SN2反应最常发生在脂肪族sp3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 Nu 从离去基团的正后方进攻碳原子 Nu C X角度为180 以使其孤对电子与C X键的s 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sp2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 C X的断裂与新的C Nu键的形成是同时的 X很快离去 形成含C Nu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SN2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 溴乙烷与氢氧根离子发生SN2生成乙醇和溴离子 上例中 OH 亲核试剂 进攻C2H5Br 底物 发生SN2反应 经过不稳定的过渡态 最终Br 离去 得到乙醇 SN2反应也可以在分子内发生 合成的环系一般为五元环 六元环和三元环 分子内的Williamson合成得到环氧化合物 即是这类反应的一个例子 相比下 四元环张力太大 空间上也不利 很难生成 七元 八元之类的大环可以生成 但分子间反应处于优势 需要将反应物以高稀溶液的形式反应 以增大分子内产物的比例 SN2反应一般发生在伯碳原子上 很难成为有位阻分子的反应机理 并且取代基越多 按SN2机理反应的可能性越小 基团在空间上比较拥挤的分子一般采用SN1机理 可以缓解一部分的位阻 也可生成较稳定的碳正离子 通常为三级碳正离子 决定速率的因素 编辑离去基团的碱性 离去基团的碱性越强 其离去能力越弱 反之亦然 离子的碱性随着所在周期的增加而降低 对于卤素离子而言 碘离子的碱性最弱 因此碘离子是一个很好的离去基团 氟离子则相反 氟代烃也因此很难发生SN2反应 强碱 F gt Cl gt Br gt I 弱碱 反应速率 慢 F lt Cl lt Br lt I 快亲核试剂的亲核性 亲核性需要与上面的碱性相区别 碱性是试剂对质子的亲和能力 而亲核性是试剂形成过渡态时 对碳原子的亲和能力 一般来讲 试剂的电负性 碱性和可极化性越强 其亲核性也越强 因此反应越快 实际上通常需要综合考虑这几个因素以及溶剂的影响 溶剂 SN2反应在质子溶剂中进行时 一方面 溶剂化作用有利于离去基团的离去 另一方面 溶剂也会与亲核试剂发生作用 使亲核试剂与底物的接触变得困难 最后的影响是这两种因素的综合结果 相对而言 極性非質子性分子很少包围负离子 因此对SN2反应是有利的 空间效应 立體阻礙性 含体积大的取代基 会使亲核试剂的亲核性下降从而导致反应变慢 虽然乙醇的酸性比叔丁醇强 但叔丁氧基负离子的亲核性弱于乙氧基负离子 就是因为这个缘故 空間效應 分子大小 分子越大 位阻增加 減慢反應 叔碳分子基本上沒可能發生反應 反應速度 快 伯 gt 仲 gt 叔 慢 反应动力学 编辑SN2属于二级反应 决速步与两个反应物的浓度相关 亲核试剂 Nu 和底物 RX r k RX Nu 与此相对比的是单分子亲核取代反应 SN1反应 亲核取代反应的另一种机理 此类反应中 底物中的C X键首先异裂为碳正离子和X 是较慢的一步 然后亲核试剂Nu 立即与碳正离子结合 得到含C Nu键的产物 因此该反应的速率控制步骤只和底物的浓度有关 称为单分子亲核取代反应 需要注意的是 SN1和SN2只是亲核取代反应的两个比较极端的机理 属于理想情况 在因素如离子对的影响下 实际中的反应都会或多或少地兼具这两者机理的成分 有些甚至难以归类 至于反应按哪种机理进行的成分多一些 与具体的反应物结构 类型 溶剂 浓度 温度 亲核试剂 离去基团等因素都有很密切的关系 E2竞争 编辑双分子亲核取代反应的一个副反应是E2消除反应 亲核试剂表现碱性 从底物的b 碳夺取氢离子 底物发生消除反应生成烯烃 SN2反应与E2反应的共存与竞争可通过以下实验体现 1 上述是磺酸盐负离子与溴代烷在气相发生反应的结果 在水溶液中的趋势是类似的 但还要考虑溶剂效应的影响 当反应物由溴乙烷变为异丁基溴时 位阻大大增加 因此产物也主要变为消除产物 此外 试剂的碱性越强 也会使消除反应产物比例增大 若以碱性更弱的苯甲酸根离子与异丁基溴进行上述反应 取代产物为55 远远高于磺酸盐负离子反应的15 另一种机理 编辑2008年时有人提出了SN2的另一种机理 迂回机理 Roundabout mechanism 化学家在借助于 交叉分子束成像法 观测氯离子和碘甲烷在气相的反应时发现 当打出的氯离子具有足够的速度时 反应后碘离子的能量总比预期的要少 根据理论分析推测 能量之所以有损失 是因为氯离子与甲基发生碰撞后 甲基围绕碘原子需要进行迂回的转动 之后才有碘离子的离去以及氯甲烷的生成 2 3 4 参见 编辑取代反应 单分子亲核取代反应 亲核芳香取代反应 亲核酰基取代反应 分子内亲核取代反应 邻基参与效应 Finkelstein反应参考资料 编辑 Gas Phase Studies of the Competition between Substitution and Elimination Reactions Scott Gronert Acc Chem Res 2003 36 11 pp 848 857 Article doi 10 1021 ar020042n Imaging Nucleophilic Substitution Dynamics J Mikosch S Trippel C Eichhorn R Otto U Lourderaj J X Zhang W L Hase M Weidemuller and R Wester Science 11 January 2008 319 183 186 doi 10 1126 science 1150238 in Reports PERSPECTIVES CHEMISTRY Not So Simple John I Brauman 11 January 2008 Science 319 5860 168 doi 10 1126 science 1152387 Surprise From SN2 Snapshots Ion velocity measurements unveil additional unforeseen mechanism Carmen Drahl Chemical amp Engineering News January 14 2008 Volume 86 Number 2 p 9 含录像 http pubs acs org cen news 86 i02 8602notw1 html 页面存档备份 存于互联网档案馆 取自 https zh wikipedia org w index php title 双分子亲核取代反应 amp oldid 62141077, 维基百科，wiki ，书籍，书籍，图书馆，
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