背面進攻是指有機化學反應中發生親核取代反應時，親核試劑從離去基團的背面進攻正電性的碳原子。如果該碳原子是具有手性的話，則產物與底物的構型相反。背面進攻一般是發生在雙分子的親核取代反應中，簡稱為SN2反應。
基本介紹
- 中文名：背面進攻
- 外文名：backside attack
- 特徵反應：雙分子親核取代反應
- 特點：手性中心碳原子構型翻轉
釋義,舉例,
釋義
背面進攻是指在雙分子親核取代反應（簡稱SN2）時，親核試劑從離去基團的背面進攻正電性的碳原子，對於具有手性的碳原子來說，生成的產物的構型與底物的構型恰好相反，這種現象叫做瓦爾登翻轉。雙分子親核取代反應的反應速率與親核試劑及底物的濃度呈正比關係。在動力學上稱為二級反應。例如溴甲烷在80%乙醇的水溶液中反應時，反應速率很慢，但在溶液中加入氫氧化鈉後，水解速率隨之增加。並且反應速率與溴甲烷和鹼的濃度成正比。
舉例
氯甲烷在鹼性條件下的水解反應在動力學上是二級反應，說明該反應的速率取決於鹵代烷和氫氧根負離子的碰撞。同時根據一些立體化學的研究結果，英果爾德認為雙分子親核取代反應是按下列反應機制進行的：
氯甲烷發生親核取代反應的機制
在反應中，氫氧根負離子從氯原子的背面接近碳原子，氧原子與碳原子之間的距離逐漸減小，C-Cl鍵逐漸伸長。在過渡態中，中心碳原子是sp2雜化，碳原子和三個氫原子差不多在同一個平面，即將離去的氯和將結合的親核試劑鍵合在同一p軌道的兩側。
過渡態原子軌道狀態
在過渡態中，C-O已經部分形成，C-Cl已部分斷裂。其鍵長都超過了正常鍵長，氧原子和氯原子上都帶有部分負電荷，用δ表示。在此之後，C-O之間的距離進一步縮短，C-Cl之間的距離進一步增加，三個氫原子也偏向氯原子一邊，最後C-O達到正常鍵長的距離，率與阿尼完全離開中心碳原子，稱為氯負離子，同時碳原子恢復四面體構型。
英果爾德假設在SN2反應中，試劑從離去基團的背面進攻中心碳原子。若中心碳原子是手性碳，其構型應會完全翻轉。下面的實驗結果支持了這一假設，當有光學活性的（S）-2-溴丁烷在鹼性條件下水解時，得到構型完全翻轉的產物（R）-2-丁醇。
立體構型翻轉
反應時中心碳原子構型完全翻轉是SN2反應的立體化學特徵。這個現象是瓦爾登（Walden）首先注意到的，因而被稱為瓦爾登轉化，也形象地稱為“傘”型翻轉。這裡所謂的翻轉是指反應中心上四個鍵構成的骨架構型的翻轉。這種翻轉可引起反應物與產物的絕對構型的改變，也可以不發生變化。
