親電取代反應也可分為兩種機制，即單分子親電取代SE1和雙分子親電取代SE2，這與脂肪親核取代反應可分為SN1和SN2是類似的。SE1反應是分步進行的，反應物首先離解成碳負離子和帶正電荷的離去基團，反應需要能量（活化能），形成C-中間體，這是控制反應速率的一步。由於決定反應速率的一步是過渡態勢能最高的一步，即C—X鍵的離解，此步只涉及到一種分子，因此，反應稱單分子親核取代反應。
基本介紹
- 中文名：單分子親電取代
- 外文名：unimolecular electrophilic substitution
- 屬性：取代反應
- 學科：化學
定義,背景知識,有機反應類型分類,反應物與試劑,親電取代反應,親電取代機理,親電取代立體化學,反應舉例,影響因素,與雙分子親電取代差異性比較,
定義
親電取代反應也可分為兩種機制，即單分子親電取代SE1和雙分子親電取代SE2，這與脂肪親核取代反應可分為SN1和SN2是類似的。
背景知識
有機反應類型分類
根據共價鍵斷裂的方式，有機化學反應可以分為協同反應，自由基反應，離子型反應。
協同反應：在反應過程中，舊鍵的斷裂和新鍵的形成都相互協調地在同一步驟中完成的反應稱為協同反應。協同反應往往有一個環狀過渡態。它事一種基元反應。
自由基型反應： 由於分子經過均裂產生自由基而引發的反應稱為自由基型反應。自由基型反應分鏈引發、鏈轉移和鏈終止三個階段。
離子型反應：出分子經過異裂生成離子而引發的反應稱為離子型反應 。 離子型反應有親核反應和親電反應。 由親核試劑進攻而發生的反應稱為親核反應，親核試劑是對正原子核有顯著親和力而起反應的試劑。由親電試劑進攻而發生的反應稱為親電反應。而親核以及親電反應又可以進一步分為加成反應和取代反應。
反應物與試劑
反應物和試劑之間沒有十分嚴格的界限，是個相對的概念、 慣用語。本來相互作用的兩種物質，即可互為反應物， 也可互為試劑。但為了討論和研究問題時方便，從經驗中人為的規定反應中的一種有機物為反應物，無機物或另一種有機物為試劑。
親電取代反應
凡由親電試劑如HNO3、H2SO4、Cl2、Br2等與有機分子相互作用而發生的取代反應，稱為親電取代反應（SE）： E++RX─→RE+X+
式中R為烷基。上述類型的正離子取代反應屬於SE1類型反應。
親電取代反應是一種親電試劑取代其它官能團的化學反應，這種被取代的基團通常是氫，但其他基團被取代的情形也是存在的。親電取代是芳香族化合物的特性之一。芳香烴的親電取代是一種向芳香環系，如苯環上引入官能團的重要方法。其它另一種主要的親電取代反應是脂肪族的親電取代。
脂肪族的親電取代 ：在脂肪族化合物的親電反應中，親電試劑進攻並取代反應物的一個官能團。該反應與更為常見的脂肪族親核取代反應類似，只不過進攻基團是親電試劑而非親核試劑。脂肪親電取代反應也可分為兩種機制，即SE1和SE2，這與脂肪親核取代反應可分為SN1和SN2是類似的。 典型的脂肪族親電取代反應包括： 酮上α-氫的鹵代反應，卡賓對碳-氫鍵的插入反應。
親電取代機理
SE1機理：SE1反應是分步進行的，反應物首先離解成碳負離子和帶正電荷的離去基團，反應需要能量（活化能），形成C-中間體，這是控制反應速率的一步。當分子解離後，C-立即與親電試劑結合，生成產物，此步反應極快。C—X鍵的離解需要較高能量，當達到能量最高點時，形成第一個過渡態Ts1[R3C…..X]，然後快速解離成C-中間體， C-與Nu+成鍵也需要一定的能量，經過[R3C….Nu]過渡態Ts2形成產物。由於決定反應速率的一步是過渡態勢能最高的一步，即C—X鍵的離解，此步只涉及到一種分子，因此，反應稱單分子親核取代反應。
親電取代立體化學
SE1反應的立體化學：
在SE1反應中，C-離子的形成是決定整個反應速率的步驟。C-離子為sp2雜化的平面結構，帶負電荷的碳原子有一個空的p軌道。親電試劑與C-離子反應時，可從C-平面的兩邊進入，反應幾率相等，結果得到外消旋化的產物。即50%構型保持和50%的構型轉化。完全理想的SE1反應只是一種極限情況，在大多數情況下，產物並非完全的外消旋化，往往是一部分外消旋化，一部分構型轉化，構型轉化量大於構型保持量。如（R）—2—溴辛烷在鹼性水溶液中水解得到83%的構型轉化產物，17%的構型保持產物，即發生了34%的外消旋化。為了解釋這種SE1反應中的部分外消旋化現象，溫斯坦（Weinstein.S）用離子對機理進行了解釋。
比較SN2和E2，SN2反應中，鹼進攻中心碳原子，試劑的親核性強，有利於進行SN2反應；而E2反應中，鹼進攻β—H，β—H的數目多、酸性強、鹼的鹼性強有利於E2反應。因此，SN2和E2常常同時發生。
反應舉例
1）有羰基的碳氫化合物的鹼催化的反應
2）在鹼催化的互變異構中的氫—重氫交換反應
在這個反應里重氫交換速度和消旋速度一樣，並且有同位素效應。
影響因素
1底物效應
SE1反應，給電子基團降低反應速度，吸電子基團提高反應速度。取決於碳負離子的穩定性。
2離去基團效應
對於SE1機理和二級機理，C-X鍵的極性越大，則帶著正電荷離去的基團越容易脫掉。對於金屬有機化合物RHgW，W電負性增大，C-Hg極性減小，HgW+穩定性下降， HgW脫掉能力降低。RHgR’>RHgCl。
研究報導表明：碳作為脫掉的基團通常是SE1機理，而金屬作為脫掉的基團，機理幾乎完全是SE2或SEi。
3溶劑效應
溶劑的極性升高，提高離子機理的可能性（SE1機理）。
與雙分子親電取代差異性比較
與SE1反應相對應，SE2反應中，親電試劑進攻具親核性的富電子中心原子，形成過渡態的同時，離去基團離去。反應中不生成碳正離子，速率控制步驟是上述的協同步驟，反應速率與兩種物質的濃度成正比，因此稱為雙分子親電取代反應。無機化學中，常稱雙分子親電取代反應類型的反應機理為“交換機理”。SE2反應一步完成。單分子親電取代反應分兩步進行，雙分子親電取代反應只有一步，他們都有構型翻轉或保持。
需要注意的是，SE1和SE2隻是親電取代反應的兩個比較極端的機理，屬於理想情況。在因素如離子對的影響下，實際中的反應都會或多或少地兼具這兩者機理的成分，有些甚至難以歸類。
