Summary of second-order rate constants ( k N ) for nucleophilicsubstitution reactions of 4-nitrophenyl benzoate 1c and 2-pyridyl ben-zoate 8c with alicyclic secondary amines in H 2 O at 25.0 ± 0.1 o C a entry Amines10 2 k N /M ‒1 s ‒1 1c 8c 1 piperidine 594 3682 3-methylpiperidine - 2803 piperazine 85.2 27.94 1-(2-hydroxyethyl)piperazine 19.5 8.515 morpholine 8.76 3.426 N-formylpiperazine 1.00 0.906
光谱法测定了2-
吡啶基 X-取代
苯甲酸酯8a-e与一系列脂环族仲胺在
$H_2O$中
$25.0\pm}0.1^\circ}C$下的亲核取代反应的二级速率常数
$k_N$。8a-e反应的
$k_N$值略小于相应的4-
硝基苯基 X-取代
苯甲酸酯1a-e的反应(例如,
$kN^1a-e}/k_N^8a-e}$ = 1.1 ~ 3.1),尽管8a-e中的2-
吡啶醇比1a-e中的4-
硝基苯酚大约4.5
$pK_a$单位更基本。8c(X = H)的胺解反应的Br
$\o$nsted型图是线性的,
$\beta_nuc}$ = 0.77,
$R^2$ = 0.991(图1),这是典型的通过逐步机制进行的反应,其中偶极四面体中间体
$T^\pm}$的分解是速率决定步骤(RDS),例如,4-硝基
苯甲酸酯1c的胺解反应。8a-e与
哌啶反应的Hammett图由两条相交的直线组成(图2),即,对于具有供电子基团(EDG)的底物,
$\rho$ = 1.71,而对于具有吸电子基团(EWG)的底物,
$\rho$ = 0.86。传统上,这种非线性的Hammett图被解释为在改变苯甲酰基中的取代基X时RDS发生了变化。然而,有人提出,非线性的Hammett图并不是由于RDS的变化,因为相应的Yukawa-Tsuno图显示出极好的线性相关性,
$\rho$ = 0.85,r = 0.62(
$R^2$ = 0.995,图3)。已经得出结论,基态中底物8a-e的稳定化是导致非线性Hammett图的原因。