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(II^-),<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(CC^-,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_3CH2CH3-CH_2CH_3C(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-OHOR-OR(如 OCH3-OCH_3 II^-(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_2NHR-NHRNR2-NR_2(如 N(CH3)2-N(CH_3)_2 II^-(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) II^-(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) II^-(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) II^-(N/O电负性高,诱导吸);CC^-(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) II^-(N电负性高,诱导吸);CC^-(C≡N共轭吸) 吸电子性接近 NO2-NO_2
纯吸电子(中强) COOH-COOHCOOR-COORCHO-CHOCOR-COR II^-(O电负性高,诱导吸);CC^-(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) II^-(S/O电负性高,诱导吸);CC^-(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);CC^-(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
FClBrI-F、-Cl、-Br、-I(卤素) II^-(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=CHClCH_2=CH-Cl):共轭推>诱导吸,显推电子
CH=CH2-CH=CH_2(乙烯基) II^-(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) II^-(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-OHOR-OR 主导共轭推(C+C^+),诱导吸(II^-),综合为推电子;负离子态 O-O^- 共轭推更强。
  • 羰基类(CHO-CHOCOR-CORCOOR-COORCOOH-COOH、酰卤):II^-+CC^-,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(RORR-O-R'):无羰基,仅C+C^+共轭推,整体弱~中等推电子。
  • 醇(ROHR-OH):与醚类似但更强 II^-,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II^-,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