SN2 反應（SN2 reaction）

想像親核試劑從「後門」悄悄逼近碳原子,正好在離去基團的對面。它一邊擠進來,離去基團就一邊被從「前門」頂出去——整個過程一氣呵成、連續不斷,中間沒有停頓。這種一步完成、協同進行的「舞步」就是 SN2 反應。「2」表示在緩慢的決速步裡有兩個分子(受質和親核試劑)同時參與。

用平實的步驟說明機理:親核試劑從離去基團的對側逼近碳(背面進攻)。在反應的最高點——過渡態——碳同時與五個東西相連:進來的親核試劑、要走的離去基團,以及另外三個基團攤平在一個平面上。隨後,離去基團斷開,新鍵完全形成。由於進攻來自背後,剩下的三個基團會裡外翻轉,就像傘被一陣風吹翻一樣——這就是構型的瓦爾登翻轉(Walden inversion)。由於兩個搭檔在這一步裡同時相遇,反應速率取決於兩者的濃度:速率 = k[受質][親核試劑],即二級動力學。

SN2 通道對碳周圍的擁擠極其敏感。甲基或一級碳幾乎沒什麼阻擋,反應快;二級碳就慢吞吞;而三級碳——被三個大基團圍著——實際上被堵死,因為親核試劑根本搆不著後門。所以 SN2 的速率順序是甲基 > 一級 > 二級 >> 三級。SN2 偏愛好的(強的、常帶負電的)親核試劑和極性非質子溶劑,它是化學家成鍵時乾淨、可預測地翻轉立體化學的可靠工具。