【基础有机】芳香亲核取代反应
由于H-并非好的离去基团,导致亲核取代在取代基“不好”的芳环上不可能发生。但当芳环上的取代基合适同时有能使亲核取代发生的活化基团,那么这种反应可以发生。
一.SNAr机理
如果苯环上有着强吸电子基和好的离去基团,则亲核取代甚至可在非常温和的条件下进行。
这种机理一般被认为是加成-消除机理,其中存在一个带负电的σ络合物(Meisenheimer complex)。


在动力学上,SNAr一般是二级反应(v=k2[ArX][Nu-])。实际上SNAr的动力学公式可以表示为:v=k1k2[ArX][Nu-]/(k-1 +k2)

而当苯环上的离去基团X较差时,k-1>>k2,此时Nu-的碱性乃至加入的碱都可能对速率方程产生影响,这里本文不再赘述。
可以简单地认为在质子溶剂中,亲核试剂的进攻和离去基的离去都可能是决速步,但是在非质子溶剂中,一般离去基的失去是决速步。
对于离去基团的好坏对速率的影响,如果无碱催化,它们不影响反应速率。值得注意的是,与SN1和SN2反应不同的是,卤素作为离去基团时的速率F>>Cl>Br>I。这是由于强的电负性使得所在的碳原子更容易被进攻,同时也有利于形成的络合物的稳定。
Reaction:

