亲核取代 (SN1/SN2)
离去基团(leaving group)
当亲核试剂硬挤进来抢占这个碳时,总得有东西离开——而且不是凭空消失,而是要把原来成键的电子一起带走。离开的那一块就是离去基团。可以想象抢椅子游戏:被淘汰离场的人必须把椅子搬走;离去基团离开时也带着那对电子,变成阴离子(有时是中性分子)。
怎样才算好的离去基团?它带上负电荷后必须稳定——换句话说,它必须是弱碱。最好的离去基团是强酸的共轭碱:碘离子、溴离子、氯离子(来自 HI、HBr、HCl),以及甲苯磺酸酯(tosylate)、甲磺酸酯(mesylate)这类主力磺酸酯。弱碱乐于守着自己的电子,所以会爽快地放开碳。而强碱如氢氧根(OH-)、烷氧根(RO-)、氨基负离子(NH2-)是糟糕的离去基团——它们死抓电子不放,拒绝离开。
这就是为什么实际上你无法靠简单取代把醇上的 OH 踢掉:氢氧根碱性太强,不肯离去。化学家的办法是先把 OH 变成好的离去基团——把它质子化成 OH2(+)(于是离去的是弱碱水),或把它转成甲苯磺酸酯。“离去能力”与酸强度同向:离去阴离子越稳定,离去基团越好,取代(和消除)反应就越快。
甲苯磺酸根(TsO-,磺酸的共轭碱,pKa 约 -3)是最好的离去基团之一;而氢氧根(水的共轭碱,pKa 约 15.7)是最差的之一。
其共轭酸的 pKa 越低 = 碱性越弱 = 离去基团越好。
好的离去基团是强酸的共轭碱,所以是弱碱——别把它和亲核试剂混淆,后者是进来的那个富电子搭档。
又称
另见