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文档简介

1、(五)重要有机反应的反应机理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。二、加成反应三、消除反应四、氧化还原反应五、缩合反应六、重排反应录V A 妙I 自由基取代軀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

2、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。实例:甲烷的氯化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0ch4 + Cl2hva CH3C1 + HC1反应机理链引发 Cl

3、2 加A 2C1链增长 CH4 + Cl CH3« + HC1AH= 7. 5kJ/mol £a=16.7 kj/molCH3 + Cl2A CH3CI + Cl A H= -112. 9 kj/mol fa=8. 3 kj/mol链终止 ci+*C1 A Cl2 CH3 + *CH3 H3CCH3Cl + eCH3 H3CC1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t 在上述反应中,若

4、受进攻的对象是饱和碳原子,则称此类反应为 饱和碳原子上的亲核取代反应o实例:卤代坯双分子亲核取代反应的反应机理(Sn2)有两种分子参与了决定反应速度关键步骤的亲核取代反应称为S&反应构型保持和构型翻转V>V>n-C6H13HOHOn-C6H13C»Hxch3OH(R)2漠辛烷aD= + 9.9°aD= - 34.6°(7?) -2-辛醇aD= - 9.9°V>V>构型翻转构型保持V>V>如果一个反应涉及到一个不对称碳原子上的一根键的变化,则将新反方向形成的情况称为构型翻转。这种构型的翻转也称为Waldtn转换。

5、在Sf反应中,得到构型翻转的产物。V>实例:卤代婭单分子亲核取代反应的反应机理(SN1)RR2Br丰-BL反应物过渡态R3中间体RR2RR2"I丰NuNu过渡态Nu +产物过渡态NC曳只3只有一种分子参与了 决定反应速率关键步骤的 杂核敢代反血称为SJ皮 应。在SR反应中,得到构 型翻转和构型保持两种产 物。>实例:卤代坯溶剂解反应的反应机理(SN1)V>V>3CH慢-Br'ch3V>ch3cOC2H5CH3I 3酯化反应定义:竣酸与醇在酸的催化作用下失去一分子水 而生成酯的反应称为酯化反应I常用的催化剂有盐酸、硫酸、苯磺酸等ICH3COOH +

6、 C2H5OH =H+亠 ch3cooc2h5 + h2o投料 1:1产率 67%1:1097%酯化反应是一个可逆的反应,为了使正反应有利, 通常采用的手段是: 使原料之一过量;不断移走产物(例如除水;乙酸乙酯、乙酸、水 可形成三元恒沸物bp 70.4°C) oV>酯化反应的机理*1加成一消除机理O屮刃日CH3CjOH < CH3C-OH按加成“消除机理进行 反应,是酰氧键断裂加成双分子反应一 步活化能较高ch3-c-oh 二 子转聲hoc2h5/HCH3C©H2oc2h5+OH-H2oII"工 CH3C-OC2H5消除四面体正离子*2碳正离子机理(C

7、H3)3C -OH 二H+(oh2竺gC+d?H-H¥1R-C-OC(CH3)3 三=R-C-O|c(CH3)3 卜按SJ机理进 行反应,是烷 氧键断裂* 3OROH按此反应机理进行酯化。*由于R3C+易与碱性较强的水结合,不易与竣酸结合, 故逆向反应比正向反应易进行。所以3呱0H的酯化 反应产率很低。该反应机理也 从同位素方法 中得到了证明ch3c-o18hO18+ (CH3)3COH CH3C-OC(CH3)3 + H2OVA*3酰基正离子机理仅有少量空阻大的竣酸按此反应机理进行>4酯的水解反应|*1碱性水|OOII “NaOHII1CC2H5C18OC2H5 + H2O

8、A CH3CONa + C2H518OH同位素跟踪结果表明:碱性水解时,发生酰氧键断裂反应机理快四面体中间体负离子-RCOH + OR1r ROH + RCOO NaOHRCOONa*2.酸性水解oIIch3c18oc2h5 + h2oH+och3coh + C2H518OH同位素跟踪结果表明:酸性水解时,也发生酰氧键断裂反应机理*3 3。醇酯的酸性水解历程ch3c18ooh(ch3)3c-ohoIICH3C18OC(CH3)3 + H2O反应机理H+?18 h+ 咒CH3C18OC(CH3)3CH3C18OC(CH3)3 vOHCH3C18OC(CH3)3sNi二 CH3C18OOH +(c

9、h3諾体h2o+(CH3)3COH + H+(CH3)3COH2通过同位素跟踪可以证明上述反应机理芳环上的氢被亲电试剂取代的反应称为芳香亲电取代反应苯环亲电取代反应的一般模式V>V>亲电试剂龙络合物6络合物6络合物的表达方式共振式离域式V>反应机理苯的硝化反应+ h2o厂、50 6(PC, 98%+ 浓 HNO3 + 浓 H2SO4 有机化合物碳上的氢被硝基取代的反应称为硝化反应反应机理hno3 + H2SO4 HSO4 + H2O+NO2H2O+NO2 h2o + +no2H2SO4 + H2O H3O+ + HSO4(1) HNO3 + 2H2SO4 H3O+ + +NO

10、2 + 2 HSO4+ H2SO4反应机理苯的卤化反应X有机化合物碳上的氢被卤素取代的反应称为卤化反应反应机理反应机理反应机理苯的磺化反应苯环上的氢被CSO3H)取代的反应称为磺化反应VA反应机理VA反应机理H 2SO4 (浓)3HH + H2SO42 H 2SO4H3O + HS(X| + SO3H稀 H2SO4100 - 170°C+ H2SO4VA反应机理|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

11、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SQ反应生成开环产物c 这是一个SQ反应,但具有SJ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SQ反应,空间效应控制了反 应。VA1, 2-环氧化合物在酸性条件下开环反应的反应机理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RCH2COOH + Br2PBr3-HBr在三氯化磷或三漠化磷等催化剂的作用下,卤素取 代竣酸处H的反应称为赫尔乌尔哈泽林斯基反应>

12、RCHCOOHI BrVA2反应机理riiRCH2CBrRCH2COOH 丄二 RCH2CBr互变异构这步反应不会逆转(OH 广RCHCBr/ Br B1RCH2COOH+OHoHRr|_RCH-CBr + Br RCH-CBr =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。慢+ Nuf 一LNO2N厂。Sn2A反应机理Nu? +Lno2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。应用实例V>SJAr反应机理V>苯烘中间体机制Br>I失去质子是决定反应速率的一步V>V>V>芳环上的一个基团被一个自由基取代, 称为芳环上的自由

13、基取代反应。V>实例:普塑尔反应Z: CH=CH CH2-CH2 NH C=O CH2反应机理(2)离子对中间体机理(顺式加成)环正离子中间体机理表明:该亲电加成反应是分两步 完成的反式加成。首先是试剂带正电荷或带部分正电荷部 位与烯桂接近,与烯绘形成环正离子,然后试剂带负电荷 部分从环正离子背后进攻碳,发生Sn2反应,总的结果是 试剂的二个部分在烯坯平面的两边发生反应,得到反式加 成的产物。按离子对中间体机理进行的过程表述如下:首先试剂与 烯矩加成,烯桂的兀键断裂形成碳正离子,试剂形成负离子, 这两者形成离子对,这是决定反应速率的一步,兀键断裂后, 带正电荷的CC键来不及绕轴旋转,与带

14、负电荷的试剂同 面结合,得到顺式加成产物。(3)碳正离子中间体机理(顺式加成)(反式加成)碳正离子机理进行的过程可表述如下:试剂首先解离成离子,正离子与烯桂反应形成碳正离子,这是决定 反应速率的一步,兀键断裂后,cC键可以自由旋转,然后与带负电荷的离子结合,这时结合有两种可能,即 生成顺式加成与反式加成两种产物。(4)三分子过渡态机理(反式加成)I实例烯坯与漠的加成(CH3)2CHCH=CHCH3 + Br2 - ccl-> (CH3)2CHCHBrCHBrCH3o°cI反应机理IV A实例烯坯与氢卤酸的加成CH2=C(CH3)2 + HX ch3-c(ch3)2XI反应机理I

15、厂 CH3-C(CH3)2CH2=C(CH3)2 + H+ » ch3c(ch3)2按基是一个具有极性的官能团,由于氧原子的电 负性比碳原子的大,因此氧带有负电性,碳带有正电 性,亲核试剂容易向带正电性的碳进攻,导致兀键异 裂,两个瓏形成。这就是拨基的亲核加成。碱催化的反应机理Nu、OH实例丙酮与HCN的加成(CH3)2C=O + HCNOH溶程 Ch3、cn 址? CH3、/CN " 匸 CHs/C'o-CH厂、OH处径睛(或处氤醇)W 氏0 CH3、/'OOH' CH厂、OHH?°> ch2=c-coohtH3a、启不饱和酸反应机

16、理不可逆/CN、OH反应条件反应必须在弱碱性条件下进行实例 醛与亚硫酸氢钠的反应=O + NaHSO3He/。11h/ SO3NaV反应机理VV分子内的酸碱反应 r、/OH =H/CxSO3Na亲核加成 Rc/ONa+* HZ XSO2OH硫比氧有更强的亲核性烯桂受自由基进攻而发生的加成反应称为自由基加成反应。CH3CH=CH2 + HBf过氧化物或光照CH3CH2CH2BFV引发:O OII IIO 2C6H5CO>oIIC6H5CO + HBroIIC6H5COH + Br C6H5COOCC6H5V>V>(或 HBr -光曬aH + Br )CH?CH=CH2 + Br

17、e CH3CHCH2BrCH3CHCH2Br + HBrCH3CH2CH2Br + Bre乍终止:(略)14共轨加成反应|试剂加在共轨体系两端原子上的加成反 应称为共轨加成。1,4加成是最常见的共轨加 成。Q作不饱和醛酮的碳碳双键与拨基组成的 共轨体系可以发生1,2亲电加成、1,2亲核加 成和1,4共轨加成。V>V>力不饱和醛酮加成反应的分类| | (2) cm电- cc=o+ _Br21|1 cc-c=o1 1(3)(1)Br Br1 1 1一 c=c-c-o+ _RLi111A C=C C-OLi1(2)Rh2o111-C=C-C-OH1RIII-C二C-O+1 Nil11 1

18、竺;aC 二C-OH2.H+|(3)Nuc=c亲电加成c=o亲核加成1,4-共轨加成V>1,4-共轨加成在碱性条件下加成的反应机理1,4-共轨加成在酸性条件下加成的反应机理cC=C-OH+Ah+12C=C-OH互变异构5狄尔斯阿尔德反应1928年,德国化学家狄尔斯(Diels,O.)和阿尔德(Alder,K)在研究1,3-丁二烯和顺丁烯 二酸酹的互相作用时发现了一类反应共轨双 烯与含有烯键或烘键的化合物互相作用,生成六 元环状化合物的反应。这类反应称为狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应。又称为双烯合成。反应机理双烯体亲双烯体环状过渡态产物对双烯体的要求:(1) 双烯体的两个双键

19、必须取S顺式构象。双烯体1, 4位取代基位阻较大时,不能发生该反应。V A 妙消除反应在一个有机分子中消去两个原子或基团的反应 称为消除反应。可以根据两个消去基团的相对位置 将其分类。若两个消去基团连在同一个碳原子上, 称为1,1 消除或处消除;两个消去基团连在两个相邻 的碳原子上,则称为1,2.消除或沪消除;两个消去基 团连在1,3位碳原子上,则称为1,3消除或严消除。其 余类推。11炉消除反应I作消除反应有El、E2、Elcb三种反应机理El反应机理C2H5OHch3I+CH3C =CH2 + C2H5OH2TC2H5OHEl表示单分子消除反应。E代表消除反应,1代表单分子过程。E1 反应

20、分两步进行。第一步是中心碳原子与离去基团的键异裂,产生活性 中间体碳正离子。这是速控步。第二步是碱提供一对孤电子,与碳正离 子中的氢结合,碳正离子消除一个质子形成烯。这是快的一步。因为反 应速率只与第一步有关,第一步是单分子过程,反应动力学上是一级反 应。实例醇失水醇的失水反应总是在酸性条件下进行的常用的酸性催化剂是:H2SO49 KHSO4,H3PO4,p2o54H+H+I I-c-c-H(OH2+ 2酸碱反应 消除反应c2h5o-CH3H3C =CH2 + C2H5OH + BfV>V>E2表示双分子消除反应。E代表消除反应,2代表 双分子过程。E2反应是反式共平面的消除反应。

21、实例卤代烷的E2消除反应V>V>ch3-ch2x> CH2=CH2 + HXV>V>卤代烷失去一分子卤化氢,生成稀桂的反应称为卤代烷的消除反应O卤代烷E2反应的消除机理RO"RO+ ROH + X反应机理表明*1 E2机理的反应遵循二级动力学。*2卤代烷E2反应必须在碱性条件下进行。*3两个消除基团必须处于反式共平面位置。*4在E2反应中,不会有重排产物产生。V>札依釆夫规则在0消除反应中,含氢较少的0碳提供氢原子,生成取代较多的稳定烯炷,这称为札依釆夫规则。大多数卤代烷的消除反应遵循札依采夫规则。霍夫曼轨则四级镀碱热消除时,若有两个作H可以发生消

22、除,总是优先消去取代较少的碳上的昼H。V>V>实例霍夫曼消除反应RCHN+(CH3)3OffCH310(T200°Crch=ch2 + (CH3)3N + h2o四级鞍碱在加热条件下(100200°C)发生热分解生成烯炷的反应称为霍夫曼消除反应。霍夫曼消除反应遵循霍夫曼规则。V>|Elcb反应机职VAVA应分子的共轨碱单分子共轨碱消除反应用Elcb表示。E表示消除反应, 1代表单分子过程,cb表示反应物分子的共轨碱。Elcb反 应是反式共平面的消除反应。实例 邻二卤代烷失卤素KOH-2HBr+ BrI + Br KOH*1邻二卤代烷是以Elcb的机理进行消

23、除反应的。*2反应按反式共平面的方式进行。*3反应条件:Zn, Mg, I催化。VACH3COOpCH2CH2jH £9二500。5 CH3COOH + CH2=CH2酯在400-500°C的高温进行热裂,产生烯和 相应竣酸的反应称为酯的热解。反应机理六中心过渡态*1消除反应是通过一个六中心过渡态完成的。*2反应机理说明:消除时,与相连的酰氧键和与作C 相连的H处在同一平面上,发生顺式消除。>b科普消除反应|CH3CH2CHCH3o-n+-ch3ch3150<>c > ch3ch=chch3 + CH3CH2CH=CH2 + (CH3)2N-OHE

24、型 21%Z 型 12%67%氧化胺的"碳上有氢时,会发生热分解反应, 得轻胺和烯。这个反应称为科普消除反应。反应机理氧化胺的制备和科普消除可以在同一体系中完成O14脱竣反应|A-CH2-COOH 加茨瞬心 ach3 + co2当A为吸电子基团,如:A=COOH, CN,C=O, NO2,cx3, C6H5等时,脱竣反应极易进行。竣酸失去CO?的反应称为脱竣反应。当竣酸的疚-碳 与不饱和键相连时,一般都通过六元环状过渡态机理脱 竣。当竣基和一个强吸电子基团相连时,按负离子机理 脱竣。在特定的条件下也可以按自由基机理脱竣。一般的脱竣反应不用特殊的催化剂,而是在以下的 条件下进行的:(1

25、) 加热(2) 碱性条件加热和碱性条件共存环状过渡态机理O OII IIrcch2cohR2互变异构OII rcch3当处碳与不饱和键相连时,一般都通过环状过渡态机理失竣。竣酸负离子机理C13CCOOH-H+HOci3cc-6-CI3C + CO2强酸,在水中完全 电离(pKa=66)C13CH酸性很强的酸易通过负离子机理脱竣(1) 环氧化反应(2) 自动氧化(3) 卤仿反应(4) 硼氢化一氧,(5) 硼氢化一还丿(6) 伯奇还原(7) 醛、酮的单,(8) 醛、酮的双,(9) 酯的单分子:酯的双分于氧化还原反应化反应原反应二还原(酮醇反应或偶姻反应)氧化还原反应有机化学中的氧化和还原是指有机化

26、合物分子中 碳原子和其它原子的氧化和还原,可根据氧化数的变 化来确定。氧化数升高为氧化,氧化数降低为还原。 氧化和还原总是同时发生的,由于有机反应的属性是 根据底物的变化来确定的,因此常常将有机分子中碳 原子氧化数升高的反应称为氧化反应,碳原子氧化数 降低的反应称为还原反应。有机反应中,多数氧化反 应表现为分子中氧的增加或氢的减少,多数还原反应 表现为分子中氧的减少或氢的增加。(1)环氧化反应CH3CO3HO+ CH3CO2H慢,亲电加成I烯桂在试剂的作用下,生成环氧化合物的反应称为环氧化反应。I反 应 机 理 RCOOH +(2) 自动氧化 |化学物质和空气中的氧在常温下温和地进行氧化, 而

27、不发生燃烧和爆炸,这种反应称为自动氧化。自动 氧化反应通常在具有活泼氢的部位进行。(CH3)2CH-O-CH3 自囂化(CH3)2Coch3OOH烯丙位、苯甲位、3咀、醴少位上的 H均易在CH之间发生自动氧化。反应机理:多数自动氧化是通过自由基机理进行的。弓|发:R+ O2 ROO链增长:(CH3)2COCH3°2> (CH3)2COCH3oo>(ch3)2coch3oo<(CH3)2CHOCH3(ch3)2coch3OOH(CH3)2COCH3关键中间体ROO + (CH3)2CHOCH3-ROOH + (CH3)2COCH3 优先形成稳 定的自由基(3)卤仿反应

28、oIIRY4CH3+ 4NaOH + 3X2甲基酮类化合物或能被次卤酸钠氧化成甲基酮的化 合物,在碱性条件下与氯、漠、碘作用分别生成氯仿、 漠仿、碘仿(统称卤仿)的反应称为卤仿反应。>RCOONa + CHX3H+ (卤仿) RCOOH卤仿反应的机理OIIr-c-ch3 + x2处H的卤化加成消除机理RCOOH + X3C RCOO + HCX3酸碱反应 RCOOH(4)氢化氧化反应3CH3CH=CH2 + BH3THF(ch3 ch2ch2)3b烷基硼H2O29 HO , h2o3 CH3 CH2CH2OH烯炷与甲硼烷作用生成烷基硼的反应称为硼氢化反 应。烷基硼在碱性条件下与过氧化氢作

29、用,生成醇的反 应称为烷基硼的氧化反应。这两个反应统称为硼氢化一V>(5)硼氢化“还原反应THF3CH3CH=CH2 + BH3 RCOOH_- ch3 ch2ch3烯桂与甲硼烷作用生成烷基硼的反应称为硼氢化反 应。烷基硼和竣酸作用生成烷炷的反应称为烷基硼的还 原反应。这两个反应统称为硼氢化一还原反应。硼氢化反应的机理+1匕e硼接近空阻小、托电荷密度高 的双键碳,并接纳沁子HBH288' &负氢与 正碳互 相吸引ch3chch2 4ri-4h2ch3ch2ch2bh2四中心过渡态>烷基硼氧化反应的机理烷基硼还原反应的机理(CH3CH2CH2)2B CH2CH2CH3

30、 + RCOOH(CH3CH2CH2)2B - -ch2ch2ch3oII(CH3CH2CH2)2BOCR + CH3CH2CH3(6)伯奇还原金属钠溶解在液氨中可得到一种蓝色的溶液,它在醇的存在下,可将芳香化合物还原成1, 4环己二烯化合物,该还原反应称为伯奇还原。1 K、Li能代替Na,乙胺能代替氨;2卤素、硝基、醛基.酮按基等对反应有干扰。反应机理:Na + NH3Na+ + e- (NH3)溶剂化金属钠溶解在液 氨中可得到一种 蓝色的溶液,这 是由钠与液氨作 用生成的溶剂化 电子引起的ch3oh-ch3o-自由基负离子 自由基e(NH3)ch3oh负离子环上有给电子取代 基时,反应速率

31、减慢。环上有吸电子取代 基时,反应速率加快。V>(7)醛、酮的单分子还原RCHOHA rch2oh醛用活泼金属如:铝、镁在酸、碱、水、醇等 介质中作用,可以顺利地发 生单分子还原生成一级(8)醛.酮的双分子还原OII2 RCR11.M,苯R-C-C-R2. H2OHO OH在钠、铝、镁、铝汞齐或低价 銃试剂的催化下,醛酮在非质子溶 剂中发生双分子还原偶联,生成频 哪醇的反应。最有效的试剂是低价 駄试剂。V>醛、酮的单分子 还原反应机理H H)C-OH)c-c(OH OHC=O + M/醛、酮的双分子 还原反应机理(9)酯的单分子还原:鲍维特一勃朗克还原Na-无水乙醇RCOOR1RC

32、H2OH + R1OH用金属钠和无水乙醇将酯还原成一级醇的反应称为鲍维特勃朗克还原。反应机理OO'Na+OOIINaII RnOH IRCOR'aR C R-CNa+ R-CHIIIOR1OR'OR'Na R-CHOII<ORf啤 rch2oha RCH + RO"(10)酯的双分子还原(酮醇反应或偶姻反应)RCOOR1 Na R-C-ONa 比0 R-C=ORCOOR'惰性溶剂 R-C-ONa° R丄H-OH在惰性溶剂中,用金属钠将脂肪酸酯还原成处径基酮的反应称为酮醇反应O反应机理OII , RCOR RCOR*A+ 2Na

33、R-C-ORfR-C-OR11<y0(XOjR-goR 偶联 R*3r'.2r,o邮二。2NaR-C=O屮比。» R-#°H互变异构R-C=O1R-C-O"R-C-OH yR-CH-OHR-$-o 偶合R-C-O"(6) 魏悌息反应(7) 达参反应安息香缩合反应缩合反应将分子间或分子内不相连的两个碳原子连接起来的反应统称为缩合反应。在缩合反应中,有新的 碳碳键形成,同时也往往有水或其它比较简单的有 机或无机分子形成。缩合反应通常需要在缩合剂的 作用下进行,无机酸、碱、盐或醇钠、醇钾等是常 用的缩合剂。I轻醛缩谄有/H的醛或酮在酸或碱的作用下

34、,缩合生成#轻基醛或作轻基酮的反应称为轻醛缩合oOIICH3CCH3OH OBa(OH)2-(CH3)2CCH2CCH30> (CH3)2C=CHCCH 3碱催化下的反应机理V碱催化下的反应机理CH3CHdV碱催化下的反应机理B:ch3ch=o4 ch2ch=o亲核加成OHICH3CHCH2CH辱醇化O'oIIICH3CHCH2CH酸碱反应侔ch3ch=chcho常用的碱性催化剂有:KOH, C2H5ONa, (t-BuO)3Al 催化剂用量应在0.5mol以上V烯醇化亲核加成+OHOHoOHII1H+II1CH3-C-CH2-C(CH3)2 CH3-C-CH2-C(CH3)2

35、酸碱反应-h2oOIICH3-C-CH=C(CH3)2(2)酯缩合反应OR O2HOAcRCH2c|oC2H5 + H-ICHCOC2H5 1rch2c-chcoc2h5具有&活泼氢的酯,在碱的作用下,两分子酯 相互作用,生成拨基酯,同时失去一分子醇的反 应称为酯缩合反应也称为克莱森缩合反应。j|C2H5ONaCH3COC2H5 =C2H5ONan so- l( CH3CCH2COC2H CH3CCH2COC2H5OC2H5o oII II ch3cchcoc2h5Na+C2H5OHoIIOCHZOH A CH3CCH2COC2H5+ CH3COONa(3)瑞佛马斯基反应醛或酮、处漠(

36、卤)代酸酯、锌在惰性溶剂中互相作用,得到"轻基酸酯的反应称为瑞佛马斯基反应。>c=o + xch2cooc2h5 C6H6 01 Et2°Zn/OZnX;、CH2C()2C2H5/OHA /'CHqCOqCqHs/C二CHCOOC2H5OH h2oH+OHch2co2h>C=CHCOOHV>(4)曼尼期反应氨甲基化反应MA具有活泼氢的化合物、甲醛、胺同时缩合,活泼氢被氨甲基或取代氨甲基取代的反应,称为曼尼 期(Marmich, C.)反应,生成的产物称为曼氏碱。V>(5)麦克尔加成反应99EtO'CH3CCH2CCH3 + CH2=C

37、H-CH=OEtoH*给体受体o (CH3C)2CHH2CH2CHO1,5 二拨基化合物常用碱性催化剂:Et3N, KOH, EtONa, (CH 3)3COK, R4N+OH_H一个能提供亲核碳负离子的化合物(给体)与一个能提供亲电共轨 体系(受体)的化合物,在碱性催化剂作用下,发生亲核1,4共辘加成反 应,称为麦克尔加成(Michael,A.)反应。仮应产物为1,5二官能团化合 物,尤以1,5二拨基化合物为多)。OOC(CH3C)2CH2 (ch3c)2ch 込耍氓O(CH 3C) 2CH- CH 2- CH=CH- O_EtOH9互变异构二(CH3C)2CH-CH2-CH=CH-OH =

38、 二o(ch3c)2chch 2ch2choI (6)魏悌息反应|魏悌息试剂与醛、酮反应,生成烯炷,称为魏悌息(Wittig, G)反应。反应机理(7)达参反应醛、酮与处卤代酸酯在强碱(RON% NaNH2, (CH3)3COK) 催化作用下互相作用,生成0,0-环氧酸酯的反应称为达参 (Darzen GJ反应。:C=O + BrCH2CO2Et -CH-CO2Eto為卩-环氧酸酯VAVAOHz丿CHCHO* CH?生成醛CHR生成酮VA产生碳负离子CO2EtC6%CO2EtH+叱影CHC6EtoOH"OH*-co2CH3. c6HrC=CH-OH£/CHCHO| (8)安

39、息香缩合反应芳香醛在氤化钾的作用下,发生双分子缩合,生成处径基酮的反应称为安息香缩合反应。O OH俗称安息香(B enzoin)2AMHO 專ArCH-CAr亠1IIOHOH+六、重排反应(1) 频哪醇重排(2) 异丙苯氧化重排(3) 贝克曼重排(4) 法沃斯基重排(5) 拜耳魏立格氧化重排(6) 霍夫曼重排(7) 二苯乙醇酸重排克莱森重排分子重排反应分子重排反应就是化学键的断裂和形成发生在同 一分子中,引起组成分子的原子的配置方式发生改变, 从而形成组成相同、结构不同的新分子的反应。重排反应中键的断裂和形成的方式有异裂、均裂 和环状过渡态三种。(1)频哪醇重排(CH3)2C c(ch3)2O

40、H OHh2so4或HC1(ch3)3ccch3o频哪酮频哪醇邻二醇在酸的作用下发生重排生成酮的反应称为频哪醇重排反应机理(C6H5)2Cchc6h5OH OH(c6h5)2c chc6h5(oh2 oh优先生成 稳定的c+何5(C6H5)2CcH+ r1(:OH+-H+(C6H5)2C 一CH=OH - -(C6H5)3CCHOc6h5重排的推动力是由一个较稳定的满足八隅体结构的氧正离子代替碳正离子。能提供电子的基团优先迁移。(2)异丙苯氧化重排该法以丙烯和苯为起始原料,首先苯和丙烯在三氯化铝的作用下,产生异丙苯,异丙苯三级碳原子上 的氢比较活泼,在空气的直接作用下,氧化生成过氧 化物,过氧化物在酸的作用下,失去一分子水,形成 一个氧正离子,苯环带着一对电子转移到氧上,发生 所谓

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