考研,有机反应反应机理-取代反应0.解说.ppt

6 1,2-环氧化合物的开环反应 环氧乙烷类化合物的三元环结构使各原子的轨道不能正面充分重叠，而是以弯曲键相互连结，由于这种关系，分子中存在一种张力，极易与多种试剂反应，把环打开。酸催化开环反应时，首先环氧化物的氧原子质子化，然后亲核试剂向C?O键的碳原子的背后进攻取代基较多的环碳原子，发生SN2反应生成开环产物。这是一个SN2反应，但具有SN1的性质，电子效应控制了产物，空间因素不重要。碱性开环时，亲核试剂选择进攻取代基较少的环碳原子，C?O键的断裂与亲核试剂和环碳原子之间键的形成几乎同时进行，并生成产物。这是一个SN2反应，空间效应控制了反应。 1, 2- 环氧化合物在酸性条件下开环反应的反应机理 H+ -H+ ?+ ?+ 18 18 1,2 - 环氧化合物碱性开环反应的反应机理 7 赫尔-乌尔哈-泽林斯基反应 在三氯化磷或三溴化磷等催化剂的作用下，卤素取代羧酸α-H的反应称为 赫尔-乌尔哈-泽林斯基反应 RCH2COOH + Br2 PBr3 -HBr RCHCOOH Br 催化剂的作用是将羧酸转化为酰卤，酰卤的α-H具有较高的活性而易于转变为烯醇式，从而使卤化反应发生。所以用10%~30%的乙酰氯或乙酸酐同样可以起催化作用。 控制卤素用量可得一元或多元卤代酸。 碘代酸由α-氯（或溴）代酸与KI反应来制备。 2 反应机理 RCH2COOH PBr3 互变异构 + Br - -HBr RCH2COOH 这步反应不会逆转 芳环上的一个基团被一个亲核试剂取代，称为芳环上的亲核取代反应。 8 芳香亲核取代反应 SN2Ar反应机理 慢 在芳香亲核取代反应中，吸电子基是一个活化的邻对位定位基。 -X -NO2 HX HNO2 应用实例 SN1Ar反应机理 ClF C-X键的断裂是决定反应速率的一步 苯炔中间体机制 BrI 失去质子是决定反应速率的一步 9 芳香自由基取代反应 芳环上的一个基团被一个自由基取代，称为芳环上的自由基取代反应。 实例：普塑尔反应 一些重氮盐在碱性或稀酸条件下发生分子内的偶联反应，这称为普塑尔反应。 碱 Z： CH=CH CH2-CH2 NH C=O CH2 反应机理 -H. Cu -N2 有机反应反应机理 取代反应 反应机理是对一个反应过程的详细描述，在表述反应机理时，必须指出电子的流向，并规定用箭头表示一对电子的转移，用鱼钩箭头表示单电子的转移。 反应机理是根据很多实验事实总结后提出的，它有一定的适用范围，能解释很多实验事实，并能预测反应的发生。如果发现新的实验事实无法用原有的反应机理来解释，就要提出新的反应机理。反应机理已成为有机结构理论的一部分。 取代反应 1 自由基取代反应 2 饱和碳原子上的亲核取代反应 3 酯化反应 4 酯的水解反应 5 芳香亲电取代反应 6 1,2-环氧化合物的开环反应 7 赫尔-乌尔哈-泽林斯基反应 8 芳香亲核取代反应 9 芳香自由基取代反应 1 自由基取代反应 有机化合物分子中的某个原子或基团被其它原子或基团所置换的反应称为取代反应。若取代反应是按共价键均裂的方式进行的，即是由于分子经过均裂产生自由基而引发的，则称其为自由基型取代反应。 自由基反应包括链引发、链转移、链终止三个阶段。链引发阶段是产生自由基的阶段。由于键的均裂需要能量，所以链引发阶段需要加热或光照。链转移阶段是由一个自由基转变成另一个自由基的阶段，犹如接力赛一样，自由基不断地传递下去，像一环接一环的链，所以称之为链反应。链终止阶段是消失自由基的阶段。自由基两两结合成键。所有的自由基都消失了，自由基反应也就终止了。 卤化反应 分子中的原子或基团被卤原子取代的反应称为卤化反应。若卤原子为氯原子，则该卤化反应称为氯化反应。 实例： 甲烷的氯化 反应机理 链引发 链增长 链终止 ?H= 7. 5kJ/mol Ea=16.7 kJ/mol ? H= -112. 9 kJ/mol Ea=8. 3 kJ/mol 2 饱和碳原子上的亲核取代反应 化合物分子中的原子或原子团被亲核试剂取代的反应称为亲核取代反应。用SN表示。在反应中，受试剂进攻的对象称为底物；亲核的进攻试剂称为亲核试剂；在反应中离开的基团称为离去基团；与离去基团相连的碳原子称为中心碳原子；生成物称为产物。在上述反应中，若受进攻的对象是饱和碳原子，则称此类