朱荣秀，王小莫，郭今心，张冬菊

山东大学化学与化工学院，济南 250100

1 前言

双分子亲核取代反应(SN2)是有机化学中最基本、最具代表性的经典反应类型，用于将一个官能团置换为另一个官能团，在有机合成领域有重要应用。如式(1)所示，SN2反应是一个一步反应，亲核试剂从离去基团的背面进攻亲电碳原子，经历瓦尔登(Walden)型过渡态形成相应的构型反转产物[1]。

亲核试剂的亲核性强弱对SN2反应有重要影响,其亲核性越强，反应越容易发生。研究表明，亲核试剂的亲核性不仅取决于其本身的结构，而且与反应溶剂密切相关。溶剂类型及极性大小对亲核试剂的反应活性有很大的影响，阐明不同溶剂对亲核试剂亲核性的影响是化学类各专业有机化学教学中的重要内容[2,3]。CH3O-和CH3S-是一类重要的亲核试剂，有机化学教材中强调[3]，其亲核能力受溶剂影响显著，在极性质子溶剂中，亲核性是CH3S-＞ CH3O-；而在极性非质子溶剂中，亲核性则是CH3S-＜ CH3O-。教材中通常通过比较两种亲核试剂的可极化程度、与溶剂形成氢键能力的强弱等解释其亲核能力的变化，缺少定量、直观的信息。本文以CH3O-/CH3S-与CH3Cl的SN2反应为例，探讨溶剂对CH3O-和CH3S-亲核性的影响，以期加深学生对相关内容的理解，探讨计算化学在有机化学教学中的应用。

2 模型反应与计算方法

本文研究的模型反应如式(2)、式(3)所示。基于密度泛函理论计算首先研究了气相中的反应，继而采用隐含溶剂模型以及显含+隐含溶剂模型方法探讨了溶剂对反应性能的影响。……