《醫(yī)用化學》 七、誘導效應

有機化合物的性質，不僅決定于分子中原子的組成、連接順序和方式，而且決定于分子中原子間的相互影響和空間排布。一般把原子間的相互影響歸結為電子效應和空間效應。電子效應說明改變分子中電子云的分布對物質所產生的影響；空間效應說明分子中的空間結構對性質的影響。電子效應又可分為誘導效應和共軛效應。

在一個分子中引入一個原子或原子團以后，與這個原子或原子團相連的原子之間鍵的極性，將影響到分子中的其它部分，使分子的電子云密度分布發(fā)生一定程度的改變。這表現(xiàn)在分子中發(fā)生了σ電子的轉移。這種轉移是由成鍵原子的電負性不同引起的，并通過靜電誘導作用沿著原子鏈中的σ鍵向某一方向傳遞下去，原子間的這種相互影響叫做誘導效應（I效應）。

誘導效應的方向以C-H鍵作為比較標準（I效應=0）。當其它原子或原子團（X或Y）取代C-H的氫原子后，成鍵的電子云密度分布不同于C-H鍵。如果X的電負性大于氫原子，則當X取代氫后，C-X鍵的電子偏向X，產生偶極：

箭頭指的方向是電子偏移的方向。與氫相比，X具有吸電子性，我們把它們叫做吸電子基。由它們所引起的誘導效應叫做吸電子誘導效應或親電誘導效應，一般用-I表示。如果Y的電負性小于氫原子，則當Y取代后，C-Y鍵的電子向碳偏移。與氫相比，Y具有斥電子性，我們把它們叫做斥電子基。由它們所引起的誘導效應叫做斥電子誘導效應，或叫供電誘導效應，用+I表示。

在多原子分子中，+I或-I誘導效應都可以沿著分子中原子的鏈（σ鍵）由近及遠地傳遞下去。例如：

但是，誘導效應將隨著傳遞距離的增加而迅速地減弱，一般經過3～4個鍵以后，影響已經很小了。

誘導效應只是使共價鍵中的電子云密度由于電負性的差異而引起的定向偏移，并不改變各原子的電子層結構，故只產生局部的正負電荷。

根據實驗結果，一些原子或原子團電負性大小的次序如下：

在H前面的原子或原子團是吸電子基，在H后面的是斥電子基。

上面所述的誘導效應是由分子內的靜電作用產生的永久性的效應，由物質分子的結構所決定的，與外界條件無關，又叫做靜態(tài)誘導效應。

馬氏規(guī)則還可以用甲基的誘導效應來解釋。丙烯是不對稱烯烴，與乙烯不同。乙烯的雙鍵的兩個碳原子各連兩個氫，其分子中π電子云的分布是均勻的。丙烯雙鍵的兩個碳原子中，有一個連兩個氫，另一個連著氫和甲基。由于氫與甲基的電負性不同，氫的電負性大，甲基的電負性小，所以，丙烯分子中碳碳雙鍵上的電子云密度比乙烯的大，同時π電子云的分布也不均勻：

式中的彎箭號“

”表示一對π電子的轉移方向，δ+及δ-表示雙鍵兩個碳原子上電荷的分布不均勻。因而，當親電試劑H+向丙烯發(fā)動進攻時,其攻擊部位是丙烯分子中帶部分負電荷的碳。這樣,生成的中間體是

，加成的主要產物是

,符合馬氏規(guī)則。