推电子基(给电子基,EDG)与吸电子基(吸电子基,EWG)整理

核心说明

官能团的推/吸电子性由诱导效应(II) 和共轭效应(CC) 共同决定:

  • 诱导效应(II):原子电负性差异导致电子偏移,电负性>C(2.5)则诱导吸电子(I−I^-),<C则诱导推电子(I+I^+);
  • 共轭效应(CC):π电子共轭离域,含孤对电子的杂原子(O/N等)易给出电子(C+C^+,推电子共轭),含不饱和缺电子键(C=O、NO₂等)易吸引电子(C−C^-,吸电子共轭);
  • 最终性质由“诱导+共轭”的综合效应判定。

一、推电子基(EDG)

推电子基的核心特征:综合效应使反应位点(如苯环、双键)电子云密度升高,分为两类:

类别 官能团 电子效应分析 备注
纯推电子(烷基) −CH3-CH_3、−CH2CH3-CH_2CH_3、−C(CH3)3-C(CH_3)_3 等烷基 I+I^+(诱导推),无共轭效应(无π键) 烷基越支链化,推电子性越强
诱导吸/共轭推(主导推) −OH-OH、−OR-OR(如 −OCH3-OCH_3) I−I^-(O电负性3.5>C,诱导吸);C+C^+(O孤对电子与π体系共轭,推电子) 共轭推>诱导吸,整体推电子
诱导吸/共轭推(主导推) −NH2-NH_2、−NHR-NHR、−NR2-NR_2(如 −N(CH3)2-N(CH_3)_2) I−I^-(N电负性3.0>C,诱导吸);C+C^+(N孤对电子与π体系共轭,推电子) N的共轭推>诱导吸,推电子性强于 -OH
诱导吸/共轭推(主导推) −O−-O^-(酚氧负离子) I−I^-(诱导吸);C+C^+(负电荷共轭推) 推电子性远强于中性 -OH
弱推电子 −Ph-Ph(苯基) I−I^-(轻微诱导吸);C+C^+(苯环π电子共轭推) 仅在非共轭体系旁显弱推电子

二、吸电子基(EWG)

吸电子基的核心特征:综合效应使反应位点电子云密度降低,分为两类:

类别 官能团 电子效应分析 备注
纯吸电子(强) −NO2-NO_2(硝基) I−I^-(N/O电负性高,诱导吸);C−C^-(π键共轭吸) 双效应均吸,吸电子性极强
纯吸电子(强) −CN-CN(氰基) I−I^-(N电负性高,诱导吸);C−C^-(C≡N共轭吸) 吸电子性接近 −NO2-NO_2
纯吸电子(中强) −COOH-COOH、−COOR-COOR、−CHO-CHO、−COR-COR I−I^-(O电负性高,诱导吸);C−C^-(C=O共轭吸) 羰基类,吸电子性中等偏强
纯吸电子(中) −SO3H-SO_3H(磺酸基) I−I^-(S/O电负性高,诱导吸);C−C^-(S=O共轭吸) 常见于苯环磺化反应
诱导推/共轭吸(主导吸) −COPh-COPh(苯甲酰基) I+I^+(苯基轻微诱导推);C−C^-(C=O共轭吸) 共轭吸>诱导推,整体吸电子

三、需分类讨论的官能团(诱导/共轭效应相反)

这类官能团的推/吸电子性需结合连接位置或反应类型判断,核心是两种效应方向相反,综合效应随场景变化:

官能团 电子效应分析 分类讨论结论
−F、−Cl、−Br、−I-F、-Cl、-Br、-I(卤素) I−I^-(电负性:F(4.0)>Cl(3.2)>Br(3.0)>I(2.7)>C(2.5),诱导吸);C+C^+(卤素孤对电子与π体系共轭,推电子) 1. 对苯环:诱导吸>共轭推,整体弱吸电子(吸电子性:F>Cl>Br>I);
2. 对饱和碳(如烷基):无共轭效应,仅诱导吸电子;
3. 对缺电子烯烃(如CH2=CH−ClCH_2=CH-Cl):共轭推>诱导吸,显推电子
−CH=CH2-CH=CH_2(乙烯基) I−I^-(轻微诱导吸);C+C^+(π-π共轭推) 1. 与苯环共轭(如苯乙烯):共轭推>诱导吸,显弱推电子;
2. 与饱和碳连接:无共轭,仅轻微诱导吸
−NR3+-NR_3^+(季铵基) I−I^-(正电荷强诱导吸);无共轭效应(N无孤对电子) 无分类讨论,强吸电子基(正电荷主导,与取代位无关)

补充:常见官能团吸/推电子性强弱排序

含氧基团吸/推电子规律(速记)

  • 只有孤对电子、无π缺电子:−OH-OH、−OR-OR 主导共轭推(C+C^+),诱导吸(I−I^-),综合为推电子;负离子态 −O−-O^- 共轭推更强。
  • 羰基类(−CHO-CHO、−COR-COR、−COOR-COOR、−COOH-COOH、酰卤):I−I^-+C−C^-,稳定的强/中强吸电子。
  • 酯/酸酐:羰基吸电子主导,酯氧有孤对电子但被羰基牵制,整体仍吸电子。
  • 醚(R−O−R′R-O-R'):无羰基,仅C+C^+共轭推,整体弱~中等推电子。
  • 醇(R−OHR-OH):与醚类似但更强 I−I^-,净效应比醚弱一些;去质子生成 −O−-O^- 后推电子显著增强。
  • 羟基对饱和碳:无共轭,仅I−I^-,整体吸电子;对芳环/烯烃:C+C^+ 主导,表现为推电子活化。
  • 口诀视角:sp3^3氧若能共轭通常显推(共轭推盖过−I-I),纯饱和体系上只剩−I-I显弱吸;sp2^2羰基氧参与C=O,随羰基一起−I-I/−C-C强吸。带负电−O−-O^-推电子最强。

吸电子性(EWG)从强到弱

−NO2>−CN>−SO3H>−COOH>−COOR>−CHO>−COR>−F>−Cl>−Br>−I-NO_2 > -CN > -SO_3H > -COOH > -COOR > -CHO > -COR > -F > -Cl > -Br > -I

推电子性(EDG)从强到弱

−NR2>−NHR>−NH2>−O−>−OH>−OR>−Ph>−CH3>−CH2CH3>−C(CH3)3-NR_2 > -NHR > -NH_2 > -O^- > -OH > -OR > -Ph > -CH_3 > -CH_2CH_3 > -C(CH_3)_3