🧪【為什麼三級鹵代烷幾乎不會發生 SN2？】

分享：

【為什麼三級鹵代烷幾乎不會發生 SN2？】位阻效應（Steric Effects）才是關鍵！

在有機合成中，SN2（Substitution Nucleophilic Bimolecular） 是最經典的親核取代反應之一，也是許多藥物、天然物及精細化學品合成的重要步驟。與 SN1 不同，SN2 是一步完成（Concerted Reaction）的反應機構，親核試劑（Nu⁻）必須從離去基（Leaving Group）的背面進攻（Backside Attack），才能形成新的化學鍵，同時使離去基離開。因此，只要反應中心附近變得「太擁擠」，親核試劑便難以接近，反應速率便會明顯下降，這就是化學家常說的位阻效應（Steric Hindrance）。

一、為什麼位阻會影響 SN2？

SN2 的過渡態需要形成一個暫時性的五配位結構（Pentacoordinate Transition State），此時：

✓ 親核試劑正在形成新鍵
✓ 離去基正在斷鍵
✓ 必須維持接近 180° 的背面攻擊角度

若反應中心附近存在大型取代基，便會：

✗ 阻擋親核試劑靠近
✗ 提高活化能（Activation Energy）
✗ 降低軌域重疊效率
✗ 大幅降低反應速率

二、位阻影響程度

① α-位取代（Alpha Substitution） 影響最大。取代基直接位於反應碳上，會大幅阻礙背面進攻，因此反應速率下降最明顯。
② β-位取代（Beta Substitution） 影響中等。取代基雖然距離反應中心一個碳，但仍會造成空間擁擠，使親核試劑較難靠近。
③ γ 位以上（Remote Steric Effects） 影響較小。通常只會透過分子構形（Conformation）間接影響反應效率。
④ 更遠位置（ε 位以後） 幾乎沒有明顯位阻效應。距離增加後，對親核試劑的影響已十分有限。

三、SN2 反應活性排序

由於位阻逐漸增加，因此 SN2 反應性通常遵循：

Methyl Halide > Primary Alkyl Halide > Secondary Alkyl Halide >>> Tertiary Alkyl Halide

其中三級鹵代烷（Tertiary Alkyl Halides）因反應中心周圍過於擁擠，幾乎無法進行 SN2，反而較容易走 SN1 或 E2 機構。

四、文中可能涉及的重要化學試劑（CAS 快速搜尋）

點擊下方試劑的 CAS 號碼，即可自動導向景明化工官網進行規格檢索與詢價：

■ 烷基鹵化物（反應底物）

Bromoethane (Ethyl Bromide) 溴乙烷（一級鹵代烷）
CAS No.：74-96-4
1-Bromopropane (n-Propyl Bromide) 1-溴丙烷（一級鹵代烷）
CAS No.：106-94-5
2-Bromopropane (Isopropyl Bromide) 2-溴丙烷（二級鹵代烷）
CAS No.：75-26-3
tert-Butyl Bromide (2-Bromo-2-methylpropane) 叔丁基溴（三級鹵代烷）
CAS No.：507-19-7

■ 常見親核試劑

Sodium Hydroxide 氫氧化鈉（親核試劑）
CAS No.：1310-73-2
Sodium Methoxide 甲醇鈉（親核試劑）
CAS No.：124-41-4
Sodium Ethoxide 乙醇鈉（親核試劑）
CAS No.：141-52-6
Sodium Azide 疊氮化鈉（親核試劑）
CAS No.：26628-22-8
Potassium Iodide 碘化鉀（親核試劑）
CAS No.：7681-11-0

■ 極性非質子溶劑

Dimethyl Sulfoxide (DMSO) 二甲基亞碸（極性非質子溶劑）
CAS No.：67-68-5
N,N-Dimethylformamide (DMF) N,N-二甲基甲醯胺（極性非質子溶劑）
CAS No.：68-12-2
Acetonitrile 乙腈（極性非質子溶劑）
CAS No.：75-05-8

註：上述化學品僅作為 SN2 反應機構與有機合成教學示例，實際反應條件應依受質、親核試劑、溶劑及實驗設計進行調整，並遵循相關安全規範。

景明小知識：在有機合成設計中，若目標反應需要走 SN2 機構，除了選擇適合的親核試劑與溶劑（例如 DMSO、DMF、Acetonitrile 等極性非質子溶劑）外，也應盡量避免反應中心周圍具有過大的立體位阻，才能有效提升反應速率與產率。

一句話記住：位阻越大，SN2 越慢；背面進攻，才是 SN2 成功的關鍵。

景明化工 ECHO Chemical