如果您无法下载资料,请参考说明:
1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币
2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费
3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开
接下来的授课内容及形式以典型反应为基础,以结构、反应、机理开展讨论,在相应的章节介绍一些基本知识,如,反应类型反应机理(ReactionMechanism)1.SN1机理2.SN2机理三.立体化学1.SN2反应2.SN1反应1.1什么是亲核取代反应1.2亲核取代反应的重要性大家有疑问的,可以询问和交流1.3机理的研究2.亲核取代反应机理2.1常见亲核取代反应的几种形式醚2.中性底物+负离子亲核体(neutralsubstrate+anionicnucleophile)153.正离子底物+中性亲核体(cationicsubstrate+neutralnucleophile)Formamidine(脒基)4.正离子底物+负离子亲核体(cationicsubstrate+anionicnucleophile)192.2双分子亲核取代反应(SN2)SN2反应机理及立体化学例如:1.3按双分子历程反应的势能图SN2反应是受动力学控制,反应为二级,反应速度取决于进攻试剂(亲核试剂)的浓度和底物的浓度。1.4影响SN2反应的因素(1)底物的分子结构对于-C上支链越多,也会使SN2速度减慢。例如:b.-C是不饱和碳,SN2很难发生。象乙烯基卤化物和芳基卤化物都很难水解。c.若-C上连有C=O、CN等吸电子基团,SN2速度大大加快。如,以Z代表这类基团,则ZCH2Cl与I反应的相对速度如下:RCH3CH2CH2=CHCH2C6H5CH2相对速度140120e.-C是桥头碳,分子的立体结构使亲核试剂没有从背面进攻的可能,所以这样的化合物不能按SN2反应历程进行反应。(2)离去基团(L)的性质从上列的顺序可以看出:OH、OR、NH2都不是好的离去基团,因为它们的相应负离子OH、OR、NH2等都是强碱;OSO2R是很好的离去基团,因为它的负离子OSO2R是强酸(磺酸)的负离子,非常稳定。醇、醚发生羟基或烷氧基被其它亲核试剂取代的反应时,H+能起催化作用使ROH先质子化,把不太容易离去的基团OH或OR转变成易于离去的+OH2或+OR,从而使反应得以加速进行。例如,卤代烷在水醇中的反应活性比是:RClRBrRI=150100在DMF中则是:15003000这是因为在质子溶剂中,卤原子X离去后所形成的负离子X可以通过氢键稳定化,而非质子溶剂中,负离子失去以氢键稳定化的条件。这种条件变化使负离子稳定性产生差异的影响,对于不同的卤素,影响程度是不同的。卤原子愈小,影响程度愈大。所以RCl、RBr和RI在DMF中的相对活性差距,与醇水溶液中的差距相比就大了。(3)亲核试剂的性质:亲核试剂的亲核性愈强,浓度愈高,反应速度愈快a.试剂中亲核原子相同时,亲核性大小次序是:c.亲核原子是同族元素的亲核试剂,它们的亲核性是,亲核原子较大的亲核性较大。如质子性极性溶剂:水,醇等非质子性极性溶剂:DMF(Me2NCHO),DMSO(Me2SO)非极性溶剂:石油醚,苯等。带电荷的底物或亲核试剂电荷分散电荷减少举例:(5)邻基参与作用(Neighboring-GroupParticipation)A若底物-C邻位有一亲核基团时,其反应速度大大加快SN2的立体化学反-1,2-环己二醇二乙酯结论:3.单分子亲核取代反应SN1一.取代形式:SN1反应54一对对映体比较SN2反应机理解释:5.由于生成的碳正离子是平面构型,在第二步反应时,键所在的面两边都有受试剂进攻而生成产物的可能,因此,SN1反应产物是构型翻转产物和构型保留产物,即为外消旋产物。事实上,绝大多数为混合物,翻转的产物多余保留产物。59研究表明,SN1反应的立体化学比SN2反应的复杂的多。6.反应条件不同,外消旋产物的比率不同,这与生成C+离子的稳定性有关,如:62消旋化收率(%)三.SN1取代反应势能图65四.影响SN1反应的因素几种溴代烷按SN1进行的水解反应的相对速度C.-C上有-C=O,-CN时,由于吸电子基,不利于C-L键的离解。SN1反应速度慢。E.若-C为桥头C,SN1反应难以发生。但有些相当大的环可使桥头能够形成结构近似于平面的碳正离子。如,下列几种溴代烷在25C,80%乙醇中溶剂解的相对速度为:2.离去基团的影响4.溶剂对SN1的影响对于中性底物,由于中间过渡态的电荷增加,质子性极性溶剂能加快反应速度。5.立体化学问题五溶剂效应752.溶剂化效应:溶剂对反应速度、化学平衡及反应机理的影响叫溶剂化效应。非质子性溶剂,如一些普通溶剂的介电常数4.碳正离子(Carboca