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在亲核反应过渡态中，为了满足轨道的有效交盖而成键，对于不同杂化情况的亲电中心，亲核试剂的有效进攻角度是不同的。对于sp3杂化的亲电中心（σ-亲电体，SN2反应），试剂进攻与基团离去呈180°角；对于sp2杂化的亲电中心（C=O, C=N, C=C)，亲核试剂从与双键105±5°方向进攻；对于sp杂化的碳亲电中心，亲核试剂的最佳进攻角度是120°，此即Burgi-Dunitz轨道角。
Burgi-Dunitz轨道角最常用的应用是亲核试剂对羰基碳的亲核进攻角度的确定，此角度被称为Burgi-Dunitz角。这个角是以其主要研究者H. B. Burgi和J.D. Dunitz的名字命名的【H. B. Burgi, J. D. Dunitz, J. M. Lehn, G. Wipff Tetrahedron, 1974, 30, 1563】。Burgi-Dunitz角与亲核试剂的性质无关，而是与羰基中心的固有性质有关。最初模糊地描述为105±5°，后来被认为是107°。这个结果是SCF-LCAO-MO计算的产物，非常接近于四面体角(109.5°)，这也支持了这类反应中存在四面体中间态。羰基化合物的亲核加成反应是羰基的LUMO轨道和亲核试剂的HOMO重叠的结果。羰基化合物的LUMO轨道是异相重叠，由于氧原子的强电负性，两边是互相排斥的，这就导致轨道方向与C=O平面并不是垂直的，而是呈一定的角度，在这个角度的基础上，羰基的HOMO轨道的电子对亲核试剂的HOMO轨道电子的排斥作用以及羰基的LUMO轨道的C=O平面的氧原子上方的轨道相位与亲核试剂的轨道相位相反的排斥作用，最终导致亲核试剂的进攻方向会与C=O呈107°左右。
甲醛的LUMO轨道（图片来源于浅白的天空bilibili专栏）
Burgi-Dunitz角对于理解对α手性羰基化合物的羰基中心亲核加成的立体控制是非常重要的指导理论，也是完善Cram-Felkin-Anh (Nguyen)模型的一个重要因素。亲核试剂与2，2-二甲基丁二酸酐反应时主要对位阻较大C-1羰基进行进攻，根据Burgi-Dunitz轨道理论，从107°方向对C-4进行进攻时，受到2-位取代基的位阻更大。【J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1982, 458】
一、《有机人名反应、试剂与规则》，黄培强等编著，P421。
二、浅白的天空bilibili专栏：https://www.bilibili.com/read/cv4719381/
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