课内拓展 第十四期

 

有机反应的真正精髓在于反应机理的推测(瞎猜)与书写(乱画),但是写机理也要按照基本法,所以继续普及一些...



有机反应的真正精髓在于反应机理的推测(瞎猜)与书写(乱画),但是写机理也要按照基本法,所以继续普及一些基本知识。(什么时候才能普及完啊!!!)

按照反应时化学键断裂和生成的方式,有机反应分为自由基反应、离子型反应和协同反应。

  • 自由基反应
化学键断裂时成键的一对电子平均分给两个原子或基团,如



这种断裂方式称均裂,与均裂相对的是异裂(后面再说)均裂时生成的原子或基团带有一个单电子,用黑点表示,如H3C·,Cl·这种带有单电子的原子或基团被称为自由基,它是电中性的,多数自由基寿命极短(但也有例外,比如三苯甲基自由基什么的),一般作为中间体。

通过均裂产生自由基而引发的反应被称为自由基反应。

自由基反应的特点:

一般的,自由基反应都要经过三个阶段,链引发、链转移、链终止三个阶段。

链引发:与异裂不同,发生均裂需要能量,所以自由基反应的反应条件,一般是加热或光照。还有一些十分活泼的化合物,如一些过氧键,易产生自由基,这种化合物一般被称为引发剂。有时还可以用一些氧化剂或电解的方式来产生自由基。

链转移:是由一个自由基传递为另一个自由基的阶段,一般我们所说的“反应”就指这一阶段。

链终止:自由基两辆结合成键,反应终止。

举新学的CH4与Cl2发生的反应

(1)      Cl2à2Cl·(在热或光的条件下,链引发)

(2)      Cl·+CH4àCH3·+HCl(链转移)

(3)      CH3·+Cl2àCH3Cl+Cl·(继续链转移)

(4)      Cl·+Cl·àCl2(链终止)

(5)      CH3·+·CH3àC2H6(继续链终止)

(6)      CH3·+·ClàCH3Cl(还是链终止)

注:后面还会发生CH3Cl,C2H6与Cl2之间的各种复杂反应,这说明,自由基反应不是很可控的(虽说可以加抑制剂)

上面的机理表明,在CH4与Cl2的取代反应中,会生成诸多例如C2H6甚至于C2Cl6之类的产物(运气好会生成一分子的一百烷什么的,没准还会有烯啊炔啊什么的…),但产率极低,可忽略不计。

像烷烃的热裂什么的也是类似的机理。

  • 离子型反应
化学键断裂时原来的一对成键电子为某一原子或基团所占有的断键方式叫做异裂。



(生成碳负离子的过程同理,不要在意水印)

与均裂类似,异裂所产生的碳正离子与碳负离子也只有瞬间寿命,是活性中间体的一种。经过异裂而引发的反应叫做离子型反应。离子型反应又分为亲电反应与亲核反应(以后也会讲到)

  • 协同反应
旧键断裂和新键形成同时发生的反应被称为协同反应,往往有一个环状过渡态,是基元反应。

我们比较熟悉的D—A(Diels–Alder)反应就属于此类。



然而学了这些东西又有什么用呢?

要不然你下一期就看不懂了…

我说下周你就能写反应机理了你信么?


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