亲核取代英文解释翻译、亲核取代的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 nucleophilic substitution

分词翻译：

亲的英语翻译：

benignity; for oneself; parent; relative

核的英语翻译：

hilum; nucleus; putamen; stone
【医】 caryo-; caryon; core; karyo-; karyon; kernel; nidi; nidus; nuclei
nucleo-; nucleus

取代的英语翻译：

replace; substitute; permute; supersede; supersession; substituent; superlant
【化】 permutation; substitution
【医】 substitution

专业解析

亲核取代（Nucleophilic Substitution）是有机化学中的一类基础且重要的反应，指一个亲核试剂（Nucleophile）进攻带有部分正电荷（通常由吸电子基团或离去基团引起）的碳原子，取代该碳原子上原有的一个原子或基团（离去基团，Leaving Group）的反应过程。其核心特征是亲核试剂提供电子对与底物碳原子形成新的共价键，同时离去基团带着电子对离开。

根据反应机理的不同，亲核取代反应主要分为两大类：

SN2 反应 (双分子亲核取代反应 Bimolecular Nucleophilic Substitution)
- 特点：反应一步完成，亲核试剂从离去基团背面进攻中心碳原子，同时离去基团离开。反应速率与亲核试剂浓度和底物浓度均成正比（二级动力学）。反应过程中中心碳原子的构型发生翻转（瓦尔登翻转）。空间位阻对反应速率影响显著，通常发生在伯碳（甲基、一级碳）上。
- 通式：
```
$$
ce{Nu^{-} + R - L ->[text{一步}] Nu - R + L^{-}}
$$
```
- 示例：溴甲烷与氢氧化钠反应生成甲醇：ce{CH3Br + NaOH -> CH3OH + NaBr}
SN1 反应 (单分子亲核取代反应 Unimolecular Nucleophilic Substitution)
- 特点：反应分两步进行。第一步是底物离解生成碳正离子中间体和离去基团（决速步）；第二步是亲核试剂进攻碳正离子生成产物。反应速率仅与底物浓度成正比（一级动力学）。反应可能伴随碳正离子重排，导致产物结构改变。反应发生在能形成稳定碳正离子的位置（如叔碳、烯丙基碳、苄基碳），产物可能发生外消旋化（若中心碳为手性碳）。
- 通式：
```
$$
ce{R - L <=>[text{慢}] R^{+} + L^{-}}
$$
```
```
$$
ce{R^{+} + Nu^{-} ->[text{快}] R - Nu}
$$
```
- 示例：叔丁基溴的水解生成叔丁醇：ce{(CH3)3CBr + H2O -> (CH3)3COH + HBr}

关键要素：

亲核试剂 (Nucleophile, Nu⁻ or Nu:): 富含电子，能提供电子对形成新键的物种。常见的有：负离子（ce{OH^{-}}, ce{CN^{-}}, ce{RO^{-}}, ce{RS^{-}}, ce{I^{-}}等）、带孤对电子的中性分子（ce{H2O}, ce{ROH}, ce{NH3}, ce{RNH2}等）。
底物 (Substrate): 通常为卤代烃（R-X）、醇的衍生物（如磺酸酯 R-OSO2R'）、或其它含有易离去基团的化合物。
离去基团 (Leaving Group, L⁻): 在反应中带着电子对离开的基团。好的离去基团通常是弱碱（其共轭酸是强酸），如卤素离子（I⁻ > Br⁻ > Cl⁻ > F⁻）、磺酸根（ce{TsO^{-}}, ce{MsO^{-}}）、水（ce{H2O}）等。羟基（ce{HO^{-}}）是强碱，是差的离去基团，通常需要质子化（变成 ce{H2O}）或转化为磺酸酯才能进行亲核取代。
溶剂 (Solvent): 对反应机理有重要影响。质子性溶剂（如水、醇）有利于SN1反应（溶剂化稳定碳正离子和离去基团）；极性非质子溶剂（如DMF, DMSO,丙酮）有利于SN2反应（溶剂化阳离子但不溶剂化亲核试剂，使其保持高活性）。

应用：亲核取代反应在有机合成中应用极其广泛，是构建碳-碳键、碳-杂原子键（C-O, C-N, C-S, C-P等）的关键方法之一，用于合成醇、醚、胺、腈、硫醚、卤代烃等多种化合物，在药物合成、材料科学等领域至关重要。

参考资料来源：

McMurry, J. Organic Chemistry. Cengage Learning. (权威有机化学教材)
IUPAC. Compendium of Chemical Terminology (Gold Book). (国际纯粹与应用化学联合会术语标准)
中国化学会. 《有机化学命名原则》. (国内权威化学命名规范)

网络扩展解释

亲核取代（Nucleophilic Substitution）是有机化学反应中的一种重要类型，指亲核试剂（Nucleophile）进攻带有正电或部分正电的原子（通常是碳原子），取代该原子上的一个离去基团（Leaving Group）的过程。其核心特征是旧键断裂与新键形成同时或分步发生。以下是详细解释：

1.反应机理分类

亲核取代主要分为两种机理：

SN1（单分子亲核取代）
- 步骤：分两步进行。首先，底物解离生成碳正离子中间体；随后亲核试剂进攻碳正离子完成取代。
- 特点：反应速率仅与底物浓度有关（一级反应），易发生重排或外消旋化（因碳正离子平面结构）。
- 适用底物：叔碳底物（如叔卤代烃），因空间位阻小，利于碳正离子稳定。
SN2（双分子亲核取代）
- 步骤：一步协同完成，亲核试剂从离去基团的反方向进攻碳原子，形成过渡态（五配位结构）。
- 特点：反应速率与底物和亲核试剂浓度均相关（二级反应），伴随构型翻转（Walden翻转）。
- 适用底物：伯碳底物（如甲基卤代烃），空间位阻小利于背面进攻。

2.关键参与物

亲核试剂：提供电子对的物质（如OH⁻、CN⁻、NH₃）。
离去基团：易携带电子对离开的基团（如Cl⁻、Br⁻、磺酸酯基）。
溶剂影响：极性溶剂（如水）促进SN1（稳定碳正离子），非极性溶剂利于SN2（减少过渡态溶剂化阻力）。

3.典型反应示例

SN1例：叔丁基溴在乙醇中水解生成叔丁醇。
$$(CH_3)_3CBr rightarrow (CH_3)_3C^+ + Br^-$$
$$(CH_3)_3C^+ + H_2O rightarrow (CH_3)_3COH$$
SN2例：溴甲烷与氢氧化钠反应生成甲醇。
$$CH_3Br + OH^- rightarrow CH_3OH + Br^-$$

4.应用与意义

合成醇、醚、胺等化合物（如药物、高分子材料中间体）。
生物体内酶催化反应中常见类似机理（如DNA烷基化修复）。

5.与亲电取代的区别

亲核取代中，试剂富电子（亲核性）；而亲电取代（如苯环硝化）中，试剂缺电子（亲电性），进攻富电子区域。

通过理解反应机理及条件，可预测产物结构并优化合成路径。