對立統(tǒng)一規(guī)律在鹵代烷親核取代和消除反應(yīng)機(jī)理中的教學(xué)思考

摘要：鹵代烷的取代、消除反應(yīng)機(jī)理類型復(fù)雜，影響因素眾多，是有機(jī)化學(xué)教學(xué)和學(xué)習(xí)中的一大難點(diǎn)。采用對立統(tǒng)一規(guī)律指導(dǎo)和分析鹵代烷親核取代反應(yīng)和消除反應(yīng)的機(jī)理及其影響因素，有助于加深對有機(jī)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的理解和學(xué)習(xí)，能起到事半功倍的效果。

關(guān)鍵詞：鹵代烷；親核取代反應(yīng)；消除反應(yīng)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）02-0196-04

有機(jī)化學(xué)存在內(nèi)容多、反應(yīng)類型多樣等特點(diǎn)，易使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒[1]。鹵代烴一章，包含鹵代烷的親核取代反應(yīng)、消除反應(yīng)等內(nèi)容，其反應(yīng)機(jī)理是有機(jī)化學(xué)的重要基礎(chǔ)知識，在整個教學(xué)體系中非常重要[2]；但鹵代烷的親核取代和消除反應(yīng)是一對競爭性反應(yīng)，親核取代反應(yīng)中又存在SN1、SN2的競爭，消除反應(yīng)中存在E1、E2的競爭，內(nèi)容繁雜，屬于有機(jī)化學(xué)的難點(diǎn)[3]。

一、鹵代烷的親核取代反應(yīng)和消除反應(yīng)

鹵代烷中，與鹵原子直接相連的碳原子易被親核試劑進(jìn)攻，結(jié)果是鹵原子以X-的形式離去，原來與鹵原子相連的碳原子結(jié)合了親核試劑形成新的穩(wěn)定化合物，表觀看來，就是親核試劑取代了原來鹵代烷中的鹵素，這就是鹵代烷的親核取代反應(yīng)。鹵代烷在強(qiáng)堿性試劑的進(jìn)攻下，可以生成產(chǎn)物烯烴。這種從一個分子中脫去兩個原子或基團(tuán)的反應(yīng)稱為消除反應(yīng)。

1.鹵代烷的親核取代反應(yīng)與機(jī)理。鹵代烷的親核取代反應(yīng)用一個通式（圖1）表達(dá)如下：

式中，Nu表示親核試劑，一般帶有負(fù)電荷或未共用電子對，對正電中心有親和力；L表示離去基團(tuán)，在此類型反應(yīng)中，通常是指被取代的鹵原子，以X-形式離去。

在此反應(yīng)中，舊鍵（R—L）的斷裂與新鍵（R—Nu）的生成可能有兩種情況：

（1）舊鍵斷裂后新鍵生成，即反應(yīng)分兩步進(jìn)行（圖2）：

研究發(fā)現(xiàn)，這類反應(yīng)的反應(yīng)速率只與反應(yīng)物的濃度有關(guān)，其反應(yīng)速率表達(dá)式為v=k1[R—L]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這是因為反應(yīng)式（圖2）中，第二步反應(yīng)是在第一步反應(yīng)后進(jìn)行的，第一步反應(yīng)中，離去基團(tuán)L的離去速率慢，是總反應(yīng)的決速步，導(dǎo)致總反應(yīng)速率只與第一步反應(yīng)有關(guān)。這樣的反應(yīng)機(jī)理被稱為SN1反應(yīng)歷程，即單分子反應(yīng)歷程。SN1反應(yīng)歷程，第一步產(chǎn)生了碳正離子中間體，其中心碳原子是sp2雜化，具有平面構(gòu)型，使得第二步反應(yīng)中親核試劑從碳正離子平面的兩側(cè)進(jìn)攻，導(dǎo)致取代產(chǎn)物中構(gòu)型保持與構(gòu)型轉(zhuǎn)化幾率相近；同時，碳正離子中間體受結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響，常伴有重排現(xiàn)象。

（2）舊鍵的斷裂和新鍵的生成同時進(jìn)行，即反應(yīng)一步完成（圖3）：

這類反應(yīng)的速率表達(dá)式是v=k2[R—L][Nu-]，即反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度和親核試劑濃度都有關(guān)系，被稱為雙分子反應(yīng)歷程，即SN2反應(yīng)歷程。SN2反應(yīng)歷程的特點(diǎn)是反應(yīng)一步完成，舊鍵的斷裂與新鍵的生成同時進(jìn)行，過渡態(tài)的中心碳上連接有5個原子或基團(tuán)，能量高，不穩(wěn)定；反應(yīng)的最終結(jié)果是Nu從另一側(cè)“擠走”（取代）L基團(tuán)，反應(yīng)物分子發(fā)生Walden轉(zhuǎn)化，即構(gòu)型翻轉(zhuǎn)。大多數(shù)同學(xué)反映：SN1、SN2歷程容易理解，可一旦牽涉到具體反應(yīng)，推測反應(yīng)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)時，就亂成“一鍋粥”。這主要是因為SN1、SN2反應(yīng)歷程間存在對立統(tǒng)一關(guān)系，同學(xué)們在學(xué)習(xí)時未能很好把握這對競爭歷程的轉(zhuǎn)化及其影響因素：烷基結(jié)構(gòu)、離去基團(tuán)、親核試劑以及溶劑極性等條件的影響。

2.鹵代烷的消除反應(yīng)與機(jī)理。與取代反應(yīng)類似，消除反應(yīng)的機(jī)理也有兩種：雙分子消除反應(yīng)（E2）和單分子消除反應(yīng)（E1）。

（1）α-C—X鍵和β-C—H鍵同時斷裂，反應(yīng)一步完成，脫去HX形成烯烴。如圖4所示，強(qiáng)堿OH-逐漸接近β-H，與之結(jié)合；同時，X帶著一對鍵合電子逐漸離開中心碳原子（α-C），在此期間電子云逐漸重新分配，最后舊鍵完全斷裂，新鍵完全生成，形成烯烴。這個反應(yīng)是一步完成的，動力學(xué)研究表明，其反應(yīng)速率與反應(yīng)物的濃度和強(qiáng)堿的濃度都成正比，故稱為雙分子消除反應(yīng)歷程（E2）。實驗表明，在按E2進(jìn)行的消除反應(yīng)中，一般發(fā)生反式消除。

（2）α-C—X鍵首先斷裂生成活性中間體碳正離子，然后在堿的作用下，β-C—H鍵斷裂生成烯烴，消除反應(yīng)分兩步完成。如圖5所示，鹵代烷在堿性水溶液中解離為碳正離子，隨后OH-進(jìn)攻：若進(jìn)攻中心碳原子則生成取代產(chǎn)物，若進(jìn)攻β-氫原子則發(fā)生消除反應(yīng)生成烯烴。

第一步反應(yīng)是慢步驟，第二步是快步驟，消除反應(yīng)總速率由第一步?jīng)Q定，故稱為單分子消除反應(yīng)歷程（E1）。由于存在碳正離子中間體過程，E1反應(yīng)也常發(fā)生重排反應(yīng)。至于E1、E2消除反應(yīng)中多個β-氫原子的選擇性問題，主要與最終產(chǎn)物烯烴的穩(wěn)定性有關(guān)。但教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，因影響E1、E2消除反應(yīng)機(jī)理的因素與親核取代反應(yīng)類似，也包括：烷基結(jié)構(gòu)、鹵原子、進(jìn)攻試劑以及溶劑極性等，容易造成混淆；再加上鹵代烷的親核取代（SN）反應(yīng)與消除反應(yīng)（E）之間還存在競爭，學(xué)生在學(xué)習(xí)時難以把握。要從根本上改變學(xué)生對鹵代烷取代、消除反應(yīng)機(jī)理的學(xué)習(xí)態(tài)度，有必要采用對立統(tǒng)一規(guī)律指導(dǎo)和分析各影響因素對鹵代烷反應(yīng)規(guī)律的影響，使學(xué)生明確取代反應(yīng)（SN）和消除反應(yīng)（E）的對立統(tǒng)一、取代反應(yīng)中SN1與SN2的對立統(tǒng)一，消除反應(yīng)中E1與E2的對立統(tǒng)一，總體把握鹵代烷的化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，加深對具體條件下哪種機(jī)制占優(yōu)的理解，達(dá)到掌握和運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)規(guī)律解決實際問題的目的。

二、對立統(tǒng)一規(guī)律在親核反應(yīng)機(jī)理中的體現(xiàn)與應(yīng)用

1.矛盾普遍性的體現(xiàn)。鹵代烷發(fā)生親核取代反應(yīng)、消除反應(yīng)而言，其中存在矛盾的普遍性是指鹵代烷的結(jié)構(gòu)。鹵代烷分子與其他有機(jī)物一樣，是典型的共價鍵分子，即原子間通過共用一對電子結(jié)合成鍵，成鍵電子為兩個成鍵原子所共有。在鹵代烷中，由于鹵原子F、Cl、Br、I的電負(fù)性依次為4.0、3.0、2.8、2.6，皆大于碳原子的電負(fù)性2.5，使得C—X共價鍵中的共用電子對偏向于鹵原子，從而使鹵原子帶部分負(fù)電荷，碳原子帶部分正電荷，C—X共價鍵是一種極性共價鍵。正因為C—X鍵是極性共價鍵，斷裂方式一般是異裂：成鍵的一對電子完全成為成鍵原子中的一個原子或基團(tuán)所占有，異裂后形成負(fù)電性的X-離子和正電性的碳中心基團(tuán)（圖6）。

該正電性的碳中心基團(tuán)恢復(fù)電中性的途徑有兩條：一條途徑是X-離去的同時，與另一個負(fù)電性基團(tuán)Nu-（即親核試劑）結(jié)合，鹵代烷分子維持了電中性，結(jié)果是鹵代烷發(fā)生了親核取代反應(yīng)（圖1）。另一條途徑是繼續(xù)失去一個正電性基團(tuán)：由于鹵原子電負(fù)性大，產(chǎn)生的靜電誘導(dǎo)效應(yīng)沿分子鏈的傳遞，使鹵代烷中的β-氫原子表現(xiàn)出一定的正電性，即使β-氫原子表現(xiàn)出一定的活潑性，在強(qiáng)堿性試劑的進(jìn)攻下容易離去，即在碳鹵鍵斷裂后形成的正電性的碳中心基團(tuán)的基礎(chǔ)上，再失去一個正電性基團(tuán)（H+），形成電中性的烯烴產(chǎn)物，總的結(jié)果是鹵代烷發(fā)生了消除反應(yīng)（圖7）。

上述反應(yīng)歷程說明，鹵代烷分子中，碳鹵鍵成鍵時電子對共用與斷鍵時電子對獨(dú)占的矛盾，即碳鹵極性鍵的異裂是發(fā)生鹵代烷親核取代和消除反應(yīng)的根本原因。在碳鹵鍵異裂形成正電性的碳中心基團(tuán)時，受到親核試劑（Nu-）和強(qiáng)堿（B-）的進(jìn)攻，由于親核試劑和強(qiáng)堿都是帶有未共用電子對的基團(tuán)，都對正電性中心具有親和作用：親核試劑Nu-親和鹵代烷反應(yīng)物分子中的部分正電性的α-碳中心，發(fā)生取代反應(yīng)；或是強(qiáng)堿B-親和鹵代烷反應(yīng)物分子中帶微弱正電性的β-氫原子，發(fā)生消除反應(yīng)，這也就導(dǎo)致了鹵代烷的親核取代反應(yīng)和消除反應(yīng)的競爭。

2.內(nèi)部矛盾與外部矛盾特殊性的體現(xiàn)。在鹵代烷的親核取代反應(yīng)及消除反應(yīng)中，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（碰撞）的兩分子：反應(yīng)物與進(jìn)攻試劑的結(jié)構(gòu)是內(nèi)因，而反應(yīng)條件，如溫度、溶劑等因素是外因[1]。

（1）親核取代與消除反應(yīng)的競爭。如上所述，發(fā)生碰撞的兩分子：反應(yīng)物與進(jìn)攻試劑的結(jié)構(gòu)是內(nèi)因，決定反應(yīng)發(fā)展的趨勢和方向；溶劑和反應(yīng)溫度是外因，通過對內(nèi)因的作用而影響反應(yīng)的取向。

①反應(yīng)物結(jié)構(gòu)。反應(yīng)物結(jié)構(gòu)依據(jù)鹵素連接的碳原子不同而分為：伯、仲、叔鹵代烷，就是鹵代烷的α-碳原子上連有支鏈多少的不同：α-碳原子上連有支鏈越多，進(jìn)攻試劑遇到的阻礙越大，難以發(fā)生親核取代反應(yīng)；反之，α-碳原子上連有支鏈，增加了消除時生成類似烯烴的過渡態(tài)雙鍵碳原子上的烷基而相對穩(wěn)定[2]，有利于消除反應(yīng)。簡而言之，就是3°鹵代烷易發(fā)生消除反應(yīng)，1°鹵代烷和鹵代甲烷易發(fā)生親核取代反應(yīng)，也是金屬炔化物進(jìn)行烷基化合成高級炔烴、Williamson合成醚反應(yīng)中采用伯鹵代烷的原因。

②進(jìn)攻試劑。如上節(jié)所述，不論是親核試劑，還是強(qiáng)堿性進(jìn)攻試劑，一般都是帶有未成鍵電子對的基團(tuán)。但是，若進(jìn)攻試劑的堿性強(qiáng)，則有利于消除反應(yīng)；若進(jìn)攻試劑的堿性弱，親核性強(qiáng)，C+的能力，則有利于取代反應(yīng)。不同基團(tuán)的親核能力的比較詳見上文。

③溶劑的極性。根據(jù)Hughes-Ingold的假定，溶劑對反應(yīng)的影響可總結(jié)為[3-4]：如果中間體/過渡態(tài)比起始反應(yīng)物分子具有更大的電荷密度，則溶劑極性的增加將使這些反應(yīng)的速率加快，反之，溶劑極性的增加將使這些反應(yīng)的速率降低。如果從反應(yīng)物分子到中間體/過渡態(tài)的轉(zhuǎn)變過程，電荷密度變化很小或者沒有變化，則溶劑極性的改變對這類反應(yīng)速率的影響可以忽略。對于雙分子反應(yīng)，SN2和E2反應(yīng)歷程的過渡態(tài)分別見圖3和圖4，雖然兩種過渡態(tài)與反應(yīng)物分子比較，負(fù)電荷比較分散，但SN2過渡態(tài)中負(fù)電荷分散于三原子中心，E2過渡態(tài)中負(fù)電荷分散于五原子中心，相對而言，消除反應(yīng)E2歷程過渡態(tài)電荷分散程度更大，故強(qiáng)極性溶劑不利于消除反應(yīng)，弱極性溶劑對消除反應(yīng)比對取代反應(yīng)更有利。如2-溴丙烷和堿在乙醇和水的混合溶液中進(jìn)行反應(yīng)時，極性比乙醇強(qiáng)的水含量增加時，消除反應(yīng)產(chǎn)物——烯烴的生成量減少。若反應(yīng)按單分子歷程進(jìn)行，不論取代還是消除反應(yīng)，第一步都是生成碳正離子（慢步驟），電荷密度更大，極性溶劑有利；再分析考察第二步反應(yīng)，即由碳正離子生成產(chǎn)物時的過渡態(tài)的溶劑穩(wěn)定化作用：與雙分子反應(yīng)類似，SN1過渡態(tài)電荷分散程度比E1過渡態(tài)小，故增加溶劑的極性更不利于E1反應(yīng)。綜合來看，溶劑極性這一外因主要是通過對中間體或過渡態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性這一內(nèi)因的作用來影響反應(yīng)歷程的，這也解答了同學(xué)們在學(xué)習(xí)過程中對于鹵代烷與強(qiáng)堿（如1-溴丁烷與氫氧化鈉）反應(yīng)，水溶液反應(yīng)生成醇，而醇溶液反應(yīng)生成烯烴的困惑。

④反應(yīng)溫度。溫度對反應(yīng)歷程的影響主要體現(xiàn)在舊鍵斷裂環(huán)節(jié)。反應(yīng)就是舊鍵斷裂和新鍵生成，舊鍵斷裂需要能量，因此，升高溫度都是有利的。但仔細(xì)比較兩種反應(yīng)就會發(fā)現(xiàn)：從反應(yīng)總體來看，消除反應(yīng)需要斷裂C—X鍵和C—H鍵，取代反應(yīng)只要斷裂C—X鍵，消除反應(yīng)需要的能量更多；或是從反應(yīng)歷程分析，不論是單分子歷程，還是雙分子歷程，消除反應(yīng)中舊鍵斷裂或拉長所需的能量也必然高于取代反應(yīng)，故升高溫度對消除反應(yīng)更有利。這也就是在進(jìn)行取代反應(yīng)操作時，要注意控制反應(yīng)溫度，避免溫度過高產(chǎn)生過多的消除產(chǎn)物烯烴的原因。

（2）親核取代反應(yīng)中SN1和SN2歷程的競爭。鹵代烷親核取代SN1和SN2歷程的影響因素，也有內(nèi)因外因之分，內(nèi)因包括：烷基結(jié)構(gòu)、離去基團(tuán)、親核試劑，外因主要是溶劑的影響。

①烷基結(jié)構(gòu)。烷基結(jié)構(gòu)對親核取代歷程的影響主要體現(xiàn)在中間體或過渡態(tài)的穩(wěn)定性上。對SN1歷程而言，反應(yīng)分兩步，第一步是慢步驟，生成碳正離子中間體（圖2），中間體越穩(wěn)定則越容易生成。對于碳正離子而言，其電荷分散程度決定其穩(wěn)定性順序是3°C+>2°C+>1°C+>CH■■，因此，發(fā)生SN1親核取代的鹵代烷的活性次序是：叔鹵代烷>仲鹵代烷>伯鹵代烷>CH3X。對SN2歷程（圖3）而言，若α-碳原子上連接的氫原子被體積較大的基團(tuán)（如R）取代，反應(yīng)物和過渡態(tài)的擁擠程度都會增加，但連接5個原子/基團(tuán)的過渡態(tài)顯然比連接4個原子/基團(tuán)的反應(yīng)物的擁擠程度增大更多。也就是說，在CH3X→伯鹵代烷→仲鹵代烷→叔鹵代烷的變化過程中，α-碳原子上連接的大體積基團(tuán)（如R）越來越多，由此帶來：a.親核試劑進(jìn)攻α-碳原子受到的阻礙越來越大；b.過渡態(tài)的擁擠程度越來越大，越來越不穩(wěn)定。由此導(dǎo)致反應(yīng)的活化能越來越高，即由CH3X→伯鹵代烷→仲鹵代烷→叔鹵代烷，發(fā)生SN2歷程親核取代反應(yīng)越來越困難。同理，β-碳原子上連接的大體積基團(tuán)（如R）越多，發(fā)生SN2歷程親核取代反應(yīng)也會越來越困難。由此可以看出，3°鹵代烷容易發(fā)生SN1親核取代反應(yīng)，1°鹵代烷和CH3X則容易發(fā)生SN2親核取代反應(yīng)，SN1和SN2的對立統(tǒng)一在仲鹵代烷中表現(xiàn)得特別突出，具體歷程還要分析其他條件，這充分體現(xiàn)了“一切矛盾著的東西，互相聯(lián)系著，不但在一定條件下共處于一個統(tǒng)一體中，而且在一定條件下互相轉(zhuǎn)化”。[5-6]

②離去基團(tuán)。鹵代烷發(fā)生親核取代反應(yīng)，舊鍵的斷裂就是鹵負(fù)離子的離去，故容易離去的鹵負(fù)離子對鹵代烷的親核取代反應(yīng)是有利的。鹵負(fù)離子離去的難易可以從兩方面來看，一是比較C—X鍵斷裂的難易，即比較相應(yīng)的鍵能大小，二是分析鹵負(fù)離子的穩(wěn)定性，即比較負(fù)電荷的分散程度。以鹵代甲烷為例，碳鹵鍵的鍵能依F、Cl、Br、I的順序不斷減小，碳鹵鍵越來越容易斷裂，這主要是鹵原子半徑和碳鹵鍵鍵長增大的原因。也正是由于鹵原子半徑和體積的增大，使得相應(yīng)的鹵負(fù)離子電荷分散程度增大，鹵負(fù)離子穩(wěn)定性增加。綜合地看，鹵代烷發(fā)生親核取代反應(yīng)的活性順序如下：RI>RBr>RCl>RF。進(jìn)一步仔細(xì)分析，對SN2歷程而言，其過渡態(tài)生成的難易不僅與C—X鍵拉長（斷裂趨勢）有關(guān)，還受到親核試劑的影響；而SN1歷程的碳正離子中間體形成的難易則只與C—X鍵斷裂的難易程度有關(guān)。也就是說，鹵負(fù)離子離去的難易程度對SN1歷程的影響更大。

③親核試劑。親核取代反應(yīng)中新鍵的生成就是親核試劑與α-碳原子的結(jié)合，也就是說，親核試劑的親核能力強(qiáng)對鹵代烷的親核取代反應(yīng)是有利的。親核能力的體現(xiàn)就是親核試劑的未共用電子對與α-碳正中心的結(jié)合成鍵能力，通俗地講，就是未共用電子對“給出去”的難易程度，主要與原子的電負(fù)性和可極化性有關(guān)，可簡單歸納為：①親核原子相同時，在極性溶劑（如水、醇、酸等）中，試劑的堿性越強(qiáng)，親核性越強(qiáng)。②親核原子同族時，在極性質(zhì)子溶劑中，試劑的可極化度越大，親核性越強(qiáng)。③親核原子同周期時，原子序數(shù)越大，電負(fù)性越強(qiáng)，親核性越弱。

④溶劑。溶劑是影響親核取代反應(yīng)的外因之一，它對SN1和SN2歷程的影響，通過對中間體、過渡態(tài)、離去基團(tuán)、親核試劑等溶劑化穩(wěn)定作用體現(xiàn)出來。

結(jié)合SN1歷程（圖2）分析，極性溶劑有利于碳正離子和鹵負(fù)離子的溶劑化，也就是有利于第一步反應(yīng)中生成的碳正離子和鹵負(fù)離子的穩(wěn)定，促進(jìn)第一步反應(yīng)（慢反應(yīng)）的進(jìn)行，故極性溶劑有利于SN1歷程，極性越強(qiáng)越有利。至于極性溶劑對親核試劑Nu-的溶劑化穩(wěn)定作用會導(dǎo)致其親核能力的降低，與SN1歷程中的第一步反應(yīng)（慢反應(yīng)）無關(guān)，故親核能力降低不會影響SN1歷程。溶劑極性變化對SN2歷程中親核試劑及反應(yīng)過渡態(tài)的影響如下：SN2歷程中體系的極性通常沒有變化，只是發(fā)生了電荷的分散（圖3），增加溶劑極性對過渡態(tài)的穩(wěn)定化作用不明顯，但對親核試劑的穩(wěn)定化作用大，也就是降低了親核試劑的親核能力（進(jìn)攻能力），故溶劑極性增加不利于SN2歷程。簡單來說，極性小的溶劑或非極性溶劑有利于SN2反應(yīng)，極性大的溶劑有利于SN1反應(yīng)。值得注意的是，在極性溶劑中，質(zhì)子溶劑與正離子通過離子-偶極作用溶劑化，與負(fù)離子通過氫鍵溶劑化；但在非質(zhì)子溶劑中，正離子可通過離子-偶極作用溶劑化，負(fù)離子因不能形成氫鍵而被溶劑化的程度很小。也就是說，極性非質(zhì)子溶劑對親核試劑Nu-的溶劑化作用小，相對而言，極性非質(zhì)子溶劑比極性質(zhì)子溶劑對SN2反應(yīng)有利。

（3）消除反應(yīng)中E1和E2歷程的競爭。對E1反應(yīng)歷程而言，由于反應(yīng)的慢步驟是碳鹵鍵斷裂，生成碳正離子和鹵負(fù)離子，因此，碳正離子和鹵負(fù)離子的穩(wěn)定性對E1的影響很大，而進(jìn)攻試劑對E1基本無影響。而溶劑極性增加，有利于碳鹵鍵的異裂和碳正離子、鹵負(fù)離子的穩(wěn)定，即極性溶劑對E1有利；對E2歷程而言，雖然碳鹵鍵的斷裂對E2反應(yīng)也有促進(jìn)作用，但這只是影響E2反應(yīng)歷程的一個方面，另一主要影響因素是進(jìn)攻試劑，其堿性越強(qiáng)或濃度越大就越有利于E2反應(yīng)。即當(dāng)使用濃的強(qiáng)堿進(jìn)行消除反應(yīng)時，通常按E2機(jī)理進(jìn)行。相對而言，溶劑極性對E2消除影響不如E1。

三、結(jié)論

1.鹵代烷的親核取代反應(yīng)和消除反應(yīng)機(jī)理類型多，互相之間既有差別，又有聯(lián)系，需要從總體把握，熟悉各種反應(yīng)機(jī)理的具體過程。

2.鹵代烷的親核取代反應(yīng)和消除反應(yīng)是一對對立統(tǒng)一的反應(yīng)機(jī)理，碳鹵極性鍵的異裂是使鹵代烷發(fā)生親核取代和消除反應(yīng)的根本原因。

3.鹵代烷的親核取代反應(yīng)與消除反應(yīng)的競爭，親核取代反應(yīng)中SN1和SN2反應(yīng)歷程的競爭，消除反應(yīng)中E1和E2反應(yīng)歷程的競爭，都受到相關(guān)反應(yīng)分子的結(jié)構(gòu)這一內(nèi)因的影響，而反應(yīng)溫度、溶劑等外因則是通過對內(nèi)因的作用而影響反應(yīng)規(guī)律。

掌握和運(yùn)用對立統(tǒng)一規(guī)律來指導(dǎo)和分析鹵代烷的親核取代反應(yīng)、消除反應(yīng)的機(jī)理及其影響因素，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)和理解相關(guān)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，幫助他們將反應(yīng)物結(jié)構(gòu)、進(jìn)攻試劑、離去基團(tuán)、反應(yīng)溫度、溶劑等因素對不同反應(yīng)機(jī)理的影響這些零散的知識歸納整理成線，連成面，編成知識網(wǎng)絡(luò)，加深對有機(jī)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的熟悉和應(yīng)用，也有利于進(jìn)一步培育和鞏固學(xué)生的馬克思主義世界觀。

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Applying the Law of the Unity of Opposites in the Teaching of the Reaction Mechanisms of Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

LIU Jun

（College of Aerospace Science and Engineering，National University of Defense Technology，Changsha，Hunan 410073，China）

Abstract：The mechanisms of nucleophilic substitution and elimination reactions of the alkyl halides is complicated，and can be affected by many factors. Hence，it is one of the most difficult problems in the teaching and learning of organic chemistry. Applying the law of the unity of opposites in the teaching of the reaction mechanisms and its influencing factors will be beneficial to the learning and understanding of the reaction rules in organic chemistry.

Key words：alkyl halides；nucleophilic substitution reactions；elimination reactions