簡介
在苯和1,3-丁二烯等對稱分子中,由於靜態效應引起鍵的平均化,因此並不存在電子云分布的極性交替現象。但受到試劑電場影響時,共軛鏈上會出現電子云密度的交替分布,這種現象叫極性交替現象。舉例如下圖:
另外,缺電子或富電子共軛體系也出現極性交替現象。例如,烯丙基正碳離子或負碳離子,其正電荷或負電荷主要集中在碳原子1和3上,而不能轉移到碳原子2上。
取代基定位效應解釋
取代基定位效應的解釋親電取代反應是分三步進行的。
親電試劑E 進攻苯環,與苯環的π電子作用生成絡合物,緊接著E 從苯環π體系中獲得兩個電子,與苯環的一個碳原子形成σ鍵,生成σ絡合物,這一步反應比較慢,σ絡合物內能高不穩定,生成的活性中間體迅速脫去H ,轉變成取代產物,這一步反應比較快。
由於苯環上的取代反應是親電取代,所以當環上連有供電子基(鄰、對位定位基)時,能使環上電子云密度增加,更有利於親電試劑進攻,反應容易進行;當苯環上連有吸電子基(間位定位基)時,能使環上電子云密度降低,不利於親電試劑的進攻,反應較難進行。
由於供電子基對π電子云的極化作用,使苯環上出現極性交替現象。供電基的鄰位和對位上帶有部分負電荷,電子云密度較大;而其間位上則帶有部分正電荷,電子云密度較小。因此再取代時,反應主要發生在供電基的鄰位和對位。
同樣是由於出現極性交替現象,使吸電基的鄰位和對位帶有部分正電荷,電子云密度較低;而間位則帶有部分負電荷,相對來說電子云密度較高。因此再取代時,反應主要發生在間位。
共軛體系
極性交替現象沿共軛鏈傳遞,當共軛體系受到外界試劑進攻時,形成共軛鍵的原子上的電荷會發生正負極性交替現象,這種現象可沿共軛鏈傳遞而不減弱。
例如,1,3-丁二烯分子受到試劑進攻時,發生極化:
由於分子中的極性交替現象,使共軛二烯烴的加成反應既可以發生在C和C(或C和C)上,也可以發生在C和C上。