电子效应
tire什么意思-焊条
2023年2月23日发(作者：耶鲁专升本官网)电子效应及其对反应活性的影响
【摘要】：介绍电子效应，通过诱导效应和共轭效应对反应活性产生影响的代表
性实例分析,阐述电子效应对物质反应活性的影响。
【关键词】:电子效应、诱导效应、共轭效应、反应活性
【正文】：一、电子效应
电子效应，包括诱导效应、共轭效应和场效应。电子效应是通过键的极性传递所
表现的分子中原子或基团间的相互影响，取代基通过影响分子中电子云的分布而
起作用。
1、诱导效应
因分子中原子或基团的极性（电负性）不同而引起成键电子云沿着原子链向某一
方向移动的效应称为诱导效应。诱导效应的电子云是沿着原子链传递的，其作用
随着距离的增长迅速下降，一般只考虑三根键的影响。诱导效应一般以氢为比较
标准，如果取代基的吸电子能力比氢强，则称其具有吸电子诱导作用，用-I表示。
如果取代基的给电子能力比氢强，则称其具有给电子诱导效应，用+I表示。
2、共轭效应
单双键交替出现的体系称为共轭体系。在共轭体系中，由于原子间的相互影响而
使体系内的π电子（或P电子）分布发生变化的一种电子效应称为共轭效应。凡
共轭体系上的取代基能降低体系的π电子密度，则这些基团有吸电子的共轭效
应，用－C表示。凡共轭体系上的取代基能增高共轭体系的π电子云密度，则这
些基团有给电子的共轭效应，用+C表示。共轭效应只能在共轭体系中传递，但无
论共轭体系有多大，共轭效应能贯穿于整个共轭体系中。
3、场效应
取代基在空间可以产生一个电场，对另一头的反应中心有影响，这种空间的静电
作用称为场效应。
4、共轭效应与诱导效应的区别
（1）共轭效应起因于电子的离域，而不仅是极性或极化的效应。
（2）共轭效应只存在于共轭体系中，不象诱导效应那样存在于一切键中。
（3）诱导效应是由于键的极性或极化性沿σ键传导，而共轭效应则是通过π电
子的转移沿共轭链传递，是靠电子离域传递；共轭效应的传导可以一直沿着共轭
键传递而不会明显削弱,不象诱导效应削弱得那么快，取代基相对距离的影响不
明显，而且共轭链愈长，通常电子离域愈充分，体系能量愈低愈稳定，键长平均
化的趋势也愈大。
二、电子效应对反应活性的影响
1、诱导效应对反应活性的影响
（1）对反应方向的影响
（a）丙烯与卤化氢加成，遵守马氏规则，而3，3，3-三氯丙烯加卤化氢
则按反马氏规则的方向加成。
Cl3C←CH=CH2+HClCl3—CH2—CH2Cl
（b）在苯环的定位效应中，+N(CH3)3具有强烈的-I效应，所以是很强的
间位定位基，在苯环亲电取代反应中主要得到间位产物，而且使亲电取代比
苯难于进行。
(2)对反应机理的影响
在一些反应中，由于诱导效应等因素可以改变其反应机理。如溴代烷的水解
反应，伯溴代烷如CH3—Br主要按SN2历程进行，而叔溴代烷如(CH3)3C—Br
则主要遵从SN1历程进行。
(3)对反应速率的影响
羰基的亲核加成反应，羰基碳原子的电子云密度越低，就越容易和亲核试剂
发生加成反应，在这种情况下，分子所需要的活化能就比较小，容易进入活
化状态，因而反应速率较大。故取代基的-I效应愈强，愈有利于亲核加成；
取代基的+I效应愈强，对亲核加成愈不利。
如下列化合物发生亲核加成的活性顺序为：
Cl3C—CHO>Cl2CHCHO>ClCH2CHO>CH3CHO
（4）对化学平衡的影响
酸碱的强弱是由其解离平衡常数的大小来衡量的，在酸碱的分子中引入适当
的取代基后，由于取代基诱导效应的影响，使酸碱离解平衡常数增大或减小。
如乙酸中的一个α-氢原子被氯原子取代后，由于氯的-I效应，使羧基离解程
度加大，而且使生成的氯乙酸负离子比乙酸负离子稳定，所以K2>K1：
乙醛的水合反应是可逆的，形成的水化物很不稳定，只能存在于稀水溶液中。
而三氯乙醛的水合反应则比较容易，能生成稳定的水合物并能离析和长期存在。
主要是由于三氯甲基强烈的-I效应使羰基碳原子带部分正电荷，亲核反应容易进
行，同时水合三氯乙醛因形成氢键也增加了稳定性。
2、共轭效应与反应性
Cl
3
CC
O
H
+
H
2
O
Cl
3
C
C
H
OH
OH
Cl
C
C
Cl
Cl
H
O
O
H
H
K
2
K
1
H
3
O
+
ClCH
2
COO
-
H
2
O
H
3
O
+
CH
3
COO
-
H
2
O
+
+
ClCH
2
COOH
+
+
CH
3
COOH
(1)对化合物酸碱性的影响
羧酸的酸性是因为羧酸分子中具有p-π共轭，增大了O-H键的极性，促使氢
容易离解，且形成的羧基负离子共轭效应增强，更稳定。醇一般为中性，苯
酚由于p-π共轭，有一定的酸性。
三硝基苯酚中，由于三个强吸电子硝基的共轭和诱导作用，使其显强酸性，
已接近无机酸的强度。
[如]
烯醇式的1，3-二酮具有微弱的酸性，也是由于p-π共轭作用。
烯醇烯醇负离子
由于p-π共轭效应，芳香胺如苯胺的碱性比脂肪族胺弱，而酰胺则几乎呈中性。
(2)对反应方向和反应产物的影响
在α，β-不饱和羰基化合物分子中，C=0与C=C形成共轭体系，对反应方
向和反应产物带来很大影响，使这些醛、酮具有一些特殊的化学性质。如丙
烯醛与HCN主要发生1，4加成。
(3)对反应速度的影响
共轭效应对化合物的反应速率影响很大。如在卤代苯的邻、对位上连有硝
基，对碱性水解反应活性的影响很大。这是由于—NO2具有很强的－C效应，
当它连在邻、对位时能得到很好的传递，而当它处在间位时，－C效应不能传
递，仅有－I效应，对反应活性的影响不如在邻、对位时大。
Cl
NO
2
+
OH
-
¡æ
NO
2
100
NO
2
NO
2
OH
NaHCO
3
ÈÜÒº
OH
-
Cl
+
Öó·ÐÊýÌì
NaHCO
3
ÈÜÒº
ÎÞ·´Ó¦
..
NH
2
O
CR
..
NH
2
..
..
O=CCHCO
-
HO
CCHO=C
O
-
..
OH
【参考文献】
【1】曾昭琼.李景宁主编.有机化学.高等教育出版社.2004
【2】高振衡.物理有机化学(上册).北京:人民教育出版社,1982
【3】CareyFA,edOrganicChemistry.4thed,NewYork:
PlenumPress,1992
【4】俞凌翀.基础理论有机化学.北京:人民教育出版社,1981
【5】梁思懿,成本诚.高等有机化学.北京:高等教育出版社,1993
【6】何九龄.高等有机化学.北京:化学工业出版社,1987
【7】荣国斌.高等有机化学基础.上海:华东理工大学出版社,1994
【8】SrivastavaS,mSoc,1987,109:5874
【9】恽魁宏等编.高等有机化学.高等教育出版社1988.8
【10】(美)凯里.(美)森德伯格著.高等有机化学人民教育出版社1981.12
【11】荣国斌编著.高等有机化学.华东理工大学出版社2001.6
NaHCO
3
ÈÜÒº
+
OH
-
NO
2
Cl
O
2
N
NO
2
¡æ
35
NO
2
O
2
N
NO
2
OH