乙硫氨酯

亲核试剂：在反应过程中供给电子进攻反应物中带部分正电荷原子的

试剂称为亲核试剂。

常见的亲电试剂与亲核试剂如下：

酯与胺反应生成酰胺

双分子亲核取代反应

SN2反应（双分子亲核取代反应）是亲核取代反应的一类，其中S代

表取代（Substitution），N代表亲核（Nucleophilic），2代表反应

的决速步涉及两种分子。与SN1反应相对应，SN2反应中，亲核试剂带

着一对孤对电子进攻具亲电性的缺电子中心原子，形成过渡态的同

时，离去基团离去。反应中不生成碳正离子，速率控制步骤是上述的

协同步骤，反应速率与两种物质的浓度成正比，因此称为双分子亲核

取代反应。

反应机理

SN2反应最常发生在脂肪族sp3杂化的碳原子上，碳原子与一个电负性

强、稳定的离去基团（X）相连。亲核试剂（Nu）从离去基团的正后

方进攻碳原子，Nu-C-X角度为180°，以使其孤对电子与C-X键的σ

*反键轨道可以达到最大重叠。然后形成一个五配位的反应过渡态，

碳约为sp2杂化，用两个垂直于平面的p轨道分别与离去基团和亲核

试剂成键。C-X的断裂与新的C-Nu键的形成是同时的，X很快离去，

形成含C-Nu键的新化合物。

由于亲核试剂是从离去基团的背面进攻，故如果受进攻的原子具有手

性，则反应后手性原子的立体化学发生构型翻转，也称“瓦尔登翻转”。

这也是SN2反应在立体化学上的重要特征。反应过程类似于大风将雨

伞由里向外翻转。

例如溴乙烷与氢氧根离子发生SN2生成乙醇和溴离子。

上例中，OH−（亲核试剂）进攻C2H5Br（底物）发生SN2反应，经过不

稳定的过渡态，最终Br−离去，得到乙醇。

SN2反应一般发生在伯碳原子上，很难成为有位阻分子的反应机理，

并且取代基越多，按SN2机理反应的可能性越小。基团在空间上比较

拥挤的分子一般采用SN1机理，可以缓解一部分的位阻，也可生成较

稳定的碳正离子（通常为三级碳正离子）。

影响因素

离去基团的碱性：离去基团的碱性越强，其离去能力越弱，反之

亦然。氨是碱性物质，但当氨分子中的氢原子被酰基取代后则碱性减

弱，它不能使石蕊变色，一般认为是中性化合物。这是由于酰胺中氮

原子上未共用电子对与碳氧双键形成p，π-共轭，从而使氮原子上

电子云密度降低，因此减弱了它接近质子的能力，故碱性大大降低。

与此同时，氮氢键的极性又有所增强，从而又表现了微弱的酸性。所

以，是一个很好的离去基团，有利于反应的进行。

亲核试剂的亲核性：亲核性需要与上面的碱性相区别。碱性是试

剂对质子的亲和能力，而亲核性是试剂形成过渡态时，对碳原子的亲

和能力。一般来讲，试剂的负电性、碱性和可极化性越强，其亲核性

也越强。实际上通常需要综合考虑这几个因素以及溶剂的影响。而亲

核性：I-

溶剂：SN2反应在质子溶剂中进行时，一方面，溶剂化作用有利于

离去基团的离去；另一方面，溶剂也会与亲核试剂发生作用，使亲核

试剂与底物的接触变得困难。最后的影响是这两种因素的综合结果。

相对而言，极性非质子性分子很少包围负离子，因此对SN2反应是有

利的。而DMF，DMSO都是极性疏质子性溶剂，也有利于实验的进行。

空间效应：立体阻碍性（含体积大的取代基）会使亲核试剂的亲

核性下降。空间效应基本上与链长短无关，主要与碳原子上的取代基

多少有关，如果取代基越多，那各取代基的空间位置基本固定，键就

无法自由旋转，所以我们说空间效应比较大。而与链长无关。

NHSesterreactionschemeforchemicalconjugationtoaprimaryamine.(R)reprentsalabeling

reagentoroneendofacrosslinkerhavingtheNHSesterreactivegroup;(P)reprentsaprotein

orothermoleculethatcontainsthetargetfunctionalgroup(i.e.,primaryamine).

综上反应条件

1、CalculaterequiredamountofNHSester:

NHS_ester_weight[mg]=8×amino_compound_weight[mg]×

NHS_ester_molar_weight[Da]/amino_compound_molar_weight[Da].

2、DissolveNHSesterin1/10reactionvolumeofDMForDMSO.

Amine-freeDMFispreferredsolvent.

3、Dissolvebiomoleculein9/10reactionvolumeofbufferwithpH

ctionofNHSesterswithaminesisstronglypH-dependent:at

lowpH,theaminogroupisprotonated,

higher-than-optimalpH,hydrolysisofNHSesterisquick,andmodification

lpHvalueformodificationis8.3-8.5.

配制100mlpH8．34的磷酸缓冲液(PBS)配制方法可以这样配制：

1/15mol/LNa2HPO4溶液的配制：准确称取Na2HPO4•12H2O2.3876g，用水溶解，定容至100

mL；

1/15mol/LKH2PO4溶液的配制：准确称取KH2PO40.4540g，用水溶解，定容至100mL；

再取上述1/15mol/LNa2HPO4溶液97.5ml＋l/15mol/LKH2PO4溶液2.5ml即得

lternatives

are0.1MTrisbuffer(althoughTrishasaminogroup,itishinderedand

doesnotreactwithNHSesters),is

risisprimaryamineisnotcompatible,

becauitcompetesforreaction;however,insomeprocedures,itis

ufultoaddTrisorglycinebufferattheendofaconjugationprocedure

toquench(stop)thereaction.

4、AddNHSestersolutiontothesolutionofbiomolecule,andvortexwell.

Keeponiceovernight,oratroomtemperatureduringatleast4hours.

5、Purifytheconjugateusingappropriatemethod:gel-filtrationfor

itationandchromatographyis

cimpurities(suchasN-hydroxysuccinimide,

NHSester,acidproducedbyhydrolysis)arealmostalwayasily

teinsandnucleicacids,ethanoloracetoneprecipitation

canbeud.