精细有机合成基础课件

有机合成单元过程1有机合成单元过程1C1.精细有机合成基础

1.1取代基效应1.2有机活性中间体1.3催化剂与溶剂效应1.4反应计量学1.5脂族亲核取代1.6芳环亲电取代1.7芳环亲核取代1.8自由基反应*

阐述单元反应的共性与一般规律并从理论上加以提高2C1.精细有机合成基础1.1取一、原子或基团的电子效应

烯烃的化学性质主要表现在官能团碳（C）碳（C）双键上，以及受双键影响较大的α-碳原子上。1.电子效应

（1）诱导效应说明原子或基团的诱导效应的典型例子是脂肪酸和卤代脂肪酸的酸性强度。氯乙酸的酸性强度比乙酸强，就是来自氯原子的诱导效应。3一、原子或基团的电子效应3Cl原子的电负性（3.0）明显比H原子（2.1）大，拉电子的能力明显的比H电子的强。在氯乙酸分子中，由于Cl原子较强的拉电子能力，Cl-C键σ电子就向Cl原子方面偏移(偏移的方向用箭头表示)，从而使氯乙酸分子中的C2原子与乙酸分子中相应的C2原子相比电性变得较正。在氯乙酸分子中，Cl原子的这种电子作用，通过C2原子影响到C1原子，在通过C1原子影响到O原子，结果是，O-H键σ电子如箭号所示偏向O原子，从而有利于H原子解离为质子，导致氯乙酸的酸性比乙酸的强。4Cl原子的电负性（3.0）明显比H原子（2.1）大，拉电子的诱导效应：在氯乙酸分子中，Cl原子较强的拉电子性所产生的影响不是仅仅局限于C-Cl键范围内，而是沿着σ键传递到整个分子中，从而影响分子的性质，这种效应叫诱导效应。诱导效应的特点：效应的强弱取决于原子（团）的吸（斥）电子能力的大小；诱导效应沿碳链传递时，随碳链的增长而迅速减弱。一般相隔三个碳原子后就可忽略不计了；诱导效应具有加和性。如几个基团同时对某一个键产生作用，则这个键所受到的诱导效应是这几个基团诱导效应的“加和”（方向相同时叠加，方向相反时互减）。5诱导效应：在氯乙酸分子中，Cl原子较强的拉电子性所产生的影响拉电子基：原子或基团是拉电子的还是推电子，与其电负性有关。以氢原子为标准，当原子或基团的电负性大于氢原子时，该原子或基团具有拉电子性，叫拉电子基。

拉电子诱导效应：由拉电子及引起的电子效应。即这样的基团具有-I效应。

推电子基：当原子或基团的电负性小于氢原子时，该原子或基团具有推电子性。用+I表示，即这样的原子或基团具有+I效应。6拉电子基：原子或基团是拉电子的还是推电子，与其电负性一些拉电子基的-I效应由强到弱的次序是：一些拉电子基的+I效应由强到弱的次序是：7一些拉电子基的-I效应由强到弱的次序是：一些拉电子基的+I效

1.1取代基效应一、诱导效应（Inductiveeffect）

成键原子的电负性差异引起的键的极性

（电子云密度）

沿分子链依次移动(传递)的现象。

1.特点：①起因于电负性差异，具永久性，只取决于分子结构。②传递方式是经C链的诱导，沿键链减弱，>3个C不考虑例κO>κN>κCl>κC=2.3

周期表电负性8

2.方向规定：

C-H键为标准衡量键的极性大小。

κ>2.1(H)为吸电基（-I）,反之+I

3.相对强弱：

κO+>κO>κO-=1.2<κC,故O-为+I，带电荷性

κCSP>κCSP2>κCSP3,不饱和性

S成分越多则控电子能力越强，电负性越大！9

二、共轭效应（Conjugationeffect）

共轭体系中原子之间的相互作用和影响。#

1.特点：①起因于电子的离域，只存在于共轭体系中。②传递方式是沿共轭链传递，不受长度限制，且链越长离域就越充分。#

如：单双键无区别，键角均120度，键长均0.139nm。

10二、共轭效应（Conjugation1，3-丁二烯烃的分子结构——共轭π键和共轭效应

1,3-丁二烯是共轭二烯烃中最简单的一种。在1,3-丁二烯分子中，两个C=C双键的键长为0.137nm，比乙烯的C=C双键的键长（0.134nm）稍长，而C－C单键的键长为0.146nm，比乙烷的C－C单键的键长（0.154nm）稍短，即1,3-丁二烯分子中单、双键的键长趋于平均化。111，3-丁二烯烃的分子结构——共轭π键和共轭效应111,3-丁二烯分子的结构——共轭π键和共轭效应一、1,3-丁二烯分子的结构——共轭π键最简单的共轭二烯烃是1,3—丁二烯：在1,3—丁二烯分子中，每个C都以sp2轨道互相重叠或与H的1s轨道重叠形成σ键，这些σ键都处于同一平面，即四个C原子和六个氢原子（10个原子）都在同一个平面上，此外，每个C剩下一个未参加杂化的2p轨道，正好与这个平面垂直，这四个p轨道的对称轴互相平行，侧面互相重叠，形成了包含四个碳原子的四个电子的共轭体系。121,3-丁二烯分子的结构——共轭π键和共轭效应一、1,3-丁在1,3-丁二烯分子中，成键的碳原子均为sp2杂化，每一个碳原子的sp2杂化轨道互相重叠或与氢的1s轨道重叠形成C－Cs键或C－Hs键，这些s键处在同一平面上，键角接近120°。每个碳原子上没有参与杂化的p轨道都垂直于s键所在的平面，因此，除C1与C2、C3与C4可以“肩并肩”的方式重叠形成p键外，C2与C3之间的电子云也可部分重叠(右上图)，从而减弱了C1与C2、C3与C4之间的成键能力，故C1与C2、C3与C4所形成的价键的键长增长，而C2与C3所形成的价键的键长缩短，使键长趋于平均化。由于C2与C3的p轨道的重叠，从而形成了包括四个碳原子在内的四个p轨道为一体的大π键，其结果是C1-C2或C3-C4的p电子并不像单烯烃那样只局限在两个碳原子核周围（电子的定域），而是可以扩展到四个碳原子核的周围，这种现象称电子的离域。13在1,3-丁二烯分子中，成键的碳原子均为sp2杂化，在1,3-丁二烯中，发生了π电子的离域。凡是能发生电子离域的分子结构称为共轭体系。1,3-丁二烯中的共轭体系称为π-π共轭体系。由于电子离域所形成的大π键叫做离域键。π电子的离域使共轭体系的内能降低，降低的数值称为离域能。共轭分子的一头发生反应时，使整个共轭体系的原子，不论距离远近，均受到影响，这是因为p电子在整个分子中的离域现象所引起的。不管共轭体系有多大，其作用贯穿在整个共轭体系中，这种电子通过共轭体系的传递方式，叫共轭效应。14在1,3-丁二烯中，发生了π电子的离域。凡是能发生电共轭π键的类型1.正常共轭π键正常共轭π键：电子数等于原子数的共轭π键。如1,3-丁二烯含有4个原子，4个电子的共轭π键，苯分子含有6个原子，6个电子的共轭π键。在1,3-丁二烯和苯分子中，参与共轭的是π轨道和π轨道，这类由π轨道和π轨道参与的共轭，叫π~π共轭。2.多电子共轭π键多电子共轭π键：电子数大于原子数的共轭π键。如氯乙烯含有3个原子，4个电子的共轭π键，乙烯基醚也是含有3个原子，4个电子的共轭π键，烯丙基负离子也含有这类多分子共轭π键—含有3个原子，4个电子的共轭π键。15共轭π键的类型1.正常共轭π键2.多电子共轭π键15从氯乙烯和乙烯基醚的结构可以看出，双键或叁键碳原子上连接的原子如果带有孤对电子，如F,Cl,O,N等，分子中就含有这类多分子共轭π键。在氯乙烯分子中，参与共轭的是p轨道和π轨道。P~π共轭:由p轨道和π轨道参与的共轭。3.缺电子共轭π键多电子共轭π键：电子数小于原子数的共轭π键。烯丙基正离子也含有这类多分子共轭π键—含有3个原子，2个电子的共轭π键。烯丙基正离子的结构可以看出，双键或叁键碳原子上连接的原子如果带有空的p轨道，分子或正离子中就含有这类缺电子共轭π键。烯丙基正离子中，参与共轭的是p轨道和π轨道——p~π共轭。16从氯乙烯和乙烯基醚的结构可以看出，双键或叁键碳原子上连接的原3.超共轭

超共轭：有α-C—H键σ轨道参与的共轭。丙烯分子中CH3中的C-H键σ轨道与C=C双键的π轨道重叠形成σ-π共轭或超共轭，虽然σ轨道与p轨道不平行，但存在少量重叠，由于C-C单键的旋转，丙烯分子中的CH3中的三个C-H键都有可能与C=C双键的π轨道重叠参与σ-π共轭或超共轭。与此类似，1-丁烯(CH3-CH2-CH=CH3)分子中有两个C-H键都有可能参与σ-π共轭或超共轭，在2-丁烯(CH3-CH=CH-CH3)分子中有6个C-H键都有可能参与σ-π共轭或超共轭，在叔丁基乙烯((CH3)3C-CH=CH2)分子中不存在超共轭。此外，丙炔，甲苯分子中有三个C-H键都有可能参与σ-π共轭或超共轭。共轭与超共轭的差别：共轭与超共轭都是电子离域产生的，只是共轭重叠得多，超共轭重叠得少，即共轭效应程度大于超共轭。173.超共轭丙烯分子中CH3中的C-H键σ轨道与C=C双键的π共轭体系有以下几个特点：⑴共轭体系内所有原子均处在同一平面上，形成大π键的电子都垂直于这个平面；

⑵共轭体系内的单、双键的键长趋于平均化，共轭链越长，单、双键的平均化程度越高；

⑶共轭体系内电子发生转移时，在共轭链上出现正负交替；⑷共轭体系的能量比非共轭体系低。18共轭体系有以下几个特点：⑷共轭体系的能量比非共轭体系低。18共轭效应由于形成共轭效应π键而引起的分子性质改变叫共轭效应。共轭效应主要表现为体系能量的降低和键长的平均化。1、共轭能根据分子轨道理论，形成共轭π键的结果是分子的能量降低，稳定性增大。共轭能：共轭分子能量比假定该分子π键与π键不共轭时降低的数值。氢化热：有机化合物催化加氢时放出的热量。从氢化热也可以看出1,3—丁二烯的稳定性，双键氢化热137.2kJ/mol，预计1,3—丁二烯氢化热为274.4kJ/mol，而实测值为238.9kJ/mol，低于35.5KJ/mol，也就是说35.5kJ/mol相当于1,3—丁二烯分子生成共轭π键所放出的能量，即共轭能。这说明1,3—丁二烯具有较低能量。从氢化热的测定上直接证明了共轭π键的生成使共轭分子的能量降低，稳定性增大。19共轭效应由于形成共轭效应π键而引起的分子性质改变叫共轭效应。键长而：键长：可以看出：C2、C3之间的p轨道侧面重叠比C1—C2、C3—C4之间的重叠要弱一些，但与正常的单、双键相比有趋于平均化的趋势。共轭π键的生成使电子云的分布趋向平均化，导致共轭分子中单键的键长缩短，双键的键长加长。20键长而：键长：可以看出：C2、C3之间的p轨道侧面重叠比拉电子的共轭效应和推电子共轭效应1.拉电子共轭效应(-C效应)当碳碳双键或叁键上或苯环上的氢原子被碳氧双键，碳氮双键，碳氮三键所取代后，由于氧氮原子的电负性较强，把π电子拉向碳氮原子，引起整个共轭体系的π电子转移。这些取代都是-C效应。从π电子转移看：共轭效应和诱导效应不同：(1)共轭效应在共轭链上产生了正负交替现象；(2)共轭效应的传递不因共轭链的增长而减弱。2.推电子共轭效应(+C效应)当碳碳双键或叁键上或苯环上的氢原子被带有孤对电子的原子所取代，这些原子或基团的共轭效应是推电子的+C效应。3.超共轭效应的推电子共轭效应(+C’效应)在丙烯、丙炔、甲苯这些分子中，甲基的超共轭效应是推电子的+C效应。21拉电子的共轭效应和推电子共轭效应1.拉电子共轭效应(-C效应共轭效应与有机物种的稳定性1.烷基正离子的稳定性CH3的推电子诱导效应CH3中的C-H的推电子超共轭效应(+C’)9个C-H键σ轨道可以与C+离子空p轨道超共轭6个C-H键σ轨道可以与C+离子空p轨道超共轭3个C-H键σ轨道可以与C+离子空p轨道超共轭无超共轭C-H键的+C’效应分散了缺电子碳上的正电荷，降低了碳正离子的能量，从而稳定了碳正离子。超共轭作用越强，碳正离子的能量就越低，稳定性也就越大。22共轭效应与有机物种的稳定性1.烷基正离子的稳定性CH3的推电2.烷基自由基的稳定性以丁基自由基(C4H9.)为例：9个C-H键σ轨道可以与单电子占据的p轨道超共轭无超共轭超共轭作用越强，自由基的能量就越低，稳定性也就越大。5个C-H键σ轨道可以与单电子占据的p轨道超共轭2个C-H键σ轨道可以与单电子占据的p轨道超共轭232.烷基自由基的稳定性以丁基自由基(C4H9.)为例：9个C2．类型

1）兀-兀共轭(兀键电子)242．类型24

2）P-兀共轭

P电子数>P轨道数+C（多、供电共轭）

P电子数<P轨道数-C（缺、吸电共轭

P电子数=P轨道数等（独）电子共轭#252）P-兀共轭

3）σ-兀（P）共轭

（超）：

σ电子部分交盖离域引起的一种弱效应。如：

CH3-CH=CH2中存在

共轭；

正碳离子、自由基的稳定性是叔>仲>伯>甲基26正碳离子、自由基的稳定性是叔>

注：

氯苯存在+C和-I效应，但+C<-I，故X类是钝化基。(对亲电)

苯酚存在+C和-I效应，但+C>-I，故OH是活化基。(对亲电)

共轭效应>超共轭效应。

封闭共轭>非封闭系。27注：27

范德华半径用于衡量原子或基团“体积”的大小，是研究原子或基团立体效应的重要数据。有机化合物分子中原子或基团”体积“的大小，挤范德华半径的大小，对有机化合物的性质也有影响。这是原子或基团的立体效应。烷基立体效应大小的顺序是：28范德华半径用于衡量原子或基团“体积”的大小，是研三、空间效应（立体）

取代基相互靠近时因拥挤产生的分子内原子之间的相互影响.体积大空间效应就大！#可破坏共轭效应!#例：29三、空间效应（立体）例：291.2有机活性中间体

1、*稳定性规律

1）带电体系的电荷分布越分散，则体系能量越低、越稳定。稳定性原理2）体系内原子间拥挤程度越小，则越稳定。

稳定性原理30

2、正碳离子（C+）1）结构：

正碳离子是SP2杂化

#

2）正碳离子稳定性

例：叔正碳离子仲

伯;FCH2CH2+

CH3CH2+例：Ph3C+

PhC+H2

CH2=CHC+H2

叔31

3、负碳离子(C-)

特殊!

#结构：共轭系负碳离子是SP2

杂化

如PhC

-H2简单烃基负离子是SP3杂化#323、负碳离子(C-)结构：共轭系负碳离子是S

例：F3C-

>H3C-，RC-H2>R2C-H>R3C-即伯>仲>叔例：Ph3C-

PhC-H2

CH2=CHC-H2

#

*例：炔C-H（酸性）

烯C-H

烷C-H，

含S成分越多的C-，其电负性越大，稳定性越大。所以其C-稳定性有同样顺序!

#

3333

4、自由基

1）结构：

共轭系自由基是SP2杂化

如：

PhC.

H2

甲基自由基是SP2，三甲基自由基是SP3

2）自由基稳定性

例：

炔基、芳基、烯基自由基<甲基自由基<乙基自由基

#

344、自由基34

1.3催化剂与溶剂

一、催化剂

催化剂可改变反应速度，但不能使平衡点移动！

催化剂主要是酸和碱。85%以上的反应与催化剂有关！

二、溶剂

#p4

有机反应常在溶剂中进行，作用不仅是溶解反应物，还可与反应物分子发生各种作用.影响历程、方向、速度、抑制副反应。235

1、溶剂的分类

（相对）

ε大则溶剂化力大！

极性介质可增加溶剂化力，故使电荷更集中(或分)。

质子类包括：

质子极性溶剂—ε>15–20(或偶极矩>2.5D)如水、醇、无机酸。#

质子非极溶剂—ε<15–20(或偶极矩<2.5D)如醋酸、乙二单丁醚。

非质子类包括：

非质子极性溶剂—ε>15-20。如DMSO,DMF，硝基苯，丙酮。

非质子非极溶剂—ε<15-20。如苯，甲苯,CCl4氯苯，CS2

361、溶剂的分类（相对）

2、“相似相溶”原则

溶质易溶于结构相似的溶剂。

极质易溶于极剂，反之亦然。#

3、*溶剂极性对反应速度的影响很大

(判别规则)

反应物变过渡态时，若电荷密度增加，（偶极型活化络合物）

→则极性大的溶剂更利于过渡态的生成，速度增大。372、“相似相溶”原则37

例：SN1

过渡态电荷更加集中。故溶剂极大

利。#38例：SN138

4、反应溶剂的使用与选择1）对反应物和产物不反应，不降低催化剂活性，稳定；2）对反应物有较好的溶解性或分散性；3）易回收（沸点不高）、损失少，不影响产品质量；4）毒性小、含溶剂的废水易治理；5）尽量不要太高的安全技术措施；6）价廉易得。394、反应溶剂的使用与选择39

※

亲电试剂与亲核试剂

p4亲电试剂(E+):攻电高处能够从底物上(接受)夺走一对电子形成共价键的试剂。主要是：正离子：+

NO2R+ArN2+

可极化的分子：HClSO3X2

可接受电子对的分子：AlCl3FeCl3酸类氧化剂Fe3+

亲核试剂(Y-):攻电低处

能够提供一对电子给底物形成共价键的试剂。主要是：负离子：OH-RO-ArO-NaSO3-R-

极性分子的副端：NH3RNH2NH2OH

其它：碱、还原剂Fe２+、金属、烯烃双键、苯环

40※亲电试剂与亲核试剂

1.4化学反应的计量学

一、反应物的摩尔比

加入反应器中的几种反应物间的物质的量之比。有机反应摩尔比不等于反应式的化学计量比（理论比）。

摩尔比要以主反应物为基准来表示。

如：

PhNH2+NaNO2+2HCl→PhN2Cl+NaCl+2H2O

41

二、限制反应物（最少反应物）与过量反应物

PhNH2是限制反应物，其余为过量反应物。并非主反应物都是限制（最少）反应物。

42二、限制反应物（最少反应物）与过量反应物42

三、转化率、选择性、收率

★p4

（限）A+(过)B→P(目的产物)+M+

N

转化率XA：

反应物A反应掉的量占A投料总量百分数。#

选择性SP：

反应物A转化为目的产物P的量占A反应掉量的百分数。

收率YP：

目的产物P实际得量占投入原料A折算为目的产物

P的理论得

量之百分数称P的收率。（即理论收率、得率）

关系：

YP=XA×SP或Y=X

×S

#43三、转化率、选择性、收率★例：100mol苯胺与浓硫酸进行烘焙磺化时，得到的产物组成：89mol对氨基苯磺酸，2mol苯胺，一定量焦油等副产物，

苯胺的转化率：XA＝×100%=98.0%

生成对氨基苯磺酸的选择性：SP＝×100%=90.8%对氨基苯磺酸的收率：YP＝×100%=89.0%或YP＝XA

×SP＝98.0%×90.8%＝89.0%

100–210089100-28910044例：100mol苯胺与浓硫酸进行烘焙磺化时，得到的产物组成

注意点

１、转化率专对某一反应物而言，收率对产物言；

（折百与原料消耗定额）２、多步合成反应的总收率：

Y=Y1

×Y2×Y3

×Y4

45

1.5脂族亲核取代

通式:

#

亲核试剂Y:（可中性、带负电）、离去X-

四、原料消耗定额

生产1T产品所耗各种原料的数量（T或Kg,;非100%）#46

一．历程

1、SN2历程

表示：Y-+RX[Yδ-…R…Xδ-]RY+X-，生成过渡态是速度控制步骤!

二级，断裂和成键一步完成

立体化学：

背面进攻，得构型转化的产物。

#能量曲线:47一．历程2、SN1历程

表示：(1)R-XR++X-

(过渡态是Rδ+…Xδ-）(2)R++Y-

R-Y

生成R+是控制步骤一级，两步完成。立体化学：得到构型转化+构型保持外消旋体。

R+是SP2杂化的平面三角形，Y-可两面攻.

重排：R+可重排为更稳的正碳离子。(SN2无重排)能量曲线:48能量曲线:48

二、影响因素

1、底物RX

SN2

SN1

空间效应占主导

电子效应对中间体稳定性占主导反应活性：CH3X>伯RX>仲>叔CH3X<伯RX<仲<叔★不论SN1还是SN2:苄基型、烯丙型卤代烷总最活泼；

芳卤和卤乙烯最难反应!

49二、影响因素49

例：

SN1活性

CH3OCH2Cl

CH3CH2CH2Cl(<)

SN1活性

Ph3CCl

PhCH2Cl

CH2=CHCH2Cl

ArCl

(>)

SN1活性

(<)

#

50例：50

2、亲核试剂

Y-

SN2SN1

r=k2[RX][Y-]r=k1[RX]

Y-的亲核力↑→r↑

Y-对r无明显变化。

▼非质子溶剂中亲核性F->Cl->Br->I-

质子溶剂中亲核性

I->Br->Cl->F-

（nakedanions）#

I-是好亲核剂！

512、亲核试剂Y-▼

比较X-在乙醇（或水）与DMF中的亲核性？

#

3、离去基团X-★

规律:离去基X-的离去能力与其共轭酸HX的强度一致!例：X-的共轭酸HX的酸性:HI>HBr>HCl>HF故X-的离去能力：

I>Br>Cl>F所以RX反应活性：RI>RBr>RCl>RF

I-又是好离去基团！比较52

4、溶剂

非质子、非极性溶剂利SN2！

极性溶剂利于SN1！

思考

乙醇－水混合溶剂中进行SN1、SN2反应(醇ε=24.3,水ε=78.6)则乙醇量↑→对SN2速度

。

#53

1.6芳环亲电取代

芳氢被亲电试剂取代的反应

苯环：

芳环：（1）4n+2个л电子，环状平面结构，大л键．（2）有碱性（亲核性），易被亲电取代而难亲核。3541.6芳环亲电取代354苯的结构平面型Csp2杂化电子云完全均布，形成离域大π键，键长完全平均化,C-C键键角120.55苯的结构平面型电子云完全均布，551.6.1芳环亲电取代历程

1、历程描述

★

л–络合物Ó–络合物

#

第一步

慢步骤第二步消去

加成561.6.1芳环亲电取代历程第一步慢步骤

2、σ–络合物中间体

★

CSP3，活化能大，慢步骤，兀电子显变，

是五中心四电子的缺电子结构.

正电荷主要分散在E的邻、对位

#

σ–物的电荷分布能量曲线572、σ–络合物中间体★σ–物的电荷分布1.6.2影响芳环亲电取代的因素

一．定位规律★

供电基使环电子云密度↑→亲电取代r↑。是邻对位基#

吸电基使环电子云密度↓→亲电取代r↓。是间位基#

Ⅰ类:

-O->-NH2、-OH、-OCH3、-NHAc、RCOO-、-C6H5-、-CH3、

-X、-CH2F、-CHCl2

Ⅱ类:-NO2>-CN、-COOH(R)、-CHO、-SO3H、

R(O)C-、-CCl3、–CH2NO2-N+Ｒ3

58

注意特殊性

-NH3+

是吸电子基。苯胺在98%硫酸中硝化得62%m位

（质子化为PhN+H3）,但在80%硫酸中硝化只得36%m位

（有相当的未质子化为PhN+H3，有游离NH2成为供电子基。-SO3H是吸电子基。具强酸性，电离成-SO3－后仍弱吸电基。

苯磺酸硝化得60%m位故最好先硝后磺提高收率。-CCl3、–CH2NO2、-x

是吸电子基，但x却是O/P位。59注意特殊性59

二．共振论对定位规律的解释*

简单直观，应用较多！#

依据：亲电取代多属不可逆，多为速度控制。

（ΔE、动力学）★结论：取代基总是进入使生成的σ络合物最稳定的位置！

可逆反应非速度控制，不可用Ó物稳定性预测，不符合定位规律。#＊解释：1、先画出亲电试剂E+进攻芳环各位置所得的σ物的共振简式。2、再分析中间体σ物的稳定性，σ物最稳定者对应主产物。#

生成的σ物正电荷越分散，共振结构越稳，该位置取代的产物就越多。

6060

1、使环活化的邻对位基Y推（解释）

E+攻Y-Ph对位时E+攻邻位时E+攻间位时共振简式共振简式共振简式

例：PhO-(+I,+C)PhOH、PhOOCR(+C>-I)

611、使环活化的邻对位基Y推（

2、使环钝化的邻对位定位基Y吸

（解释）

#

X的-I>+C，但邻、对位的Ó物存在八隅体共振式(更稳)

3、使环钝化的间位定位基

（解释）

#

例：PhN+H3、PhCCl3(-I)

E+攻对位时E+攻邻位时E+攻间位时共简式共简式共简式

62例：

三．可逆性对取代产物的影响

少数可逆亲电取代在高温下生成的m>p>o？化学反应取决于动力学（速度）和热力学（平衡）二个因素！

#

a.动力学控制及特征

反应不可逆或虽可逆但进行很慢，在远离平衡下进行和结束。

如：不可逆亲电取代反应、低温短时间条件下的可逆亲电取代。

动力学控制(速度)所得产物称动力学控制产物。

b.热力学控制及特征

反应可逆且进行足够快，在接近平衡状态下进行和结束。

如：高温长时间下的可逆亲电取代等。

热力学控制(平衡)所得产物称热力学控制产物。63三．可逆性对取代产物的影响

c.动力学控制与热力学控制的关系

例：

#

能量图：

活化能大

活化能小64活化能大活化能小64

*结论

a.不可逆亲电取代反应是动力学控制，产物比例取决于σ络合物

稳定性，先在基的电子效应占主导因素并决定产物多少。（符合定位）

b.可逆的亲电取代反应是热力学控制，产物比例取决于产物相对稳定性。先在基的空间效应占主导因素并决定产物多少。（反定位）

c.烷化、磺化是可逆亲电取代

#由于低温下逆反应不显著可似为不可逆反应(动控)。高温下逆反应显著是可逆反应(热控)。

升温对ΔE大的逆反应有利！65b.可逆的亲电取代反应是热力学控制，产物比

讨论：★分析下列工艺条件下反应所得产物比例的原因。

0℃

110℃

解释：烷化属于可逆亲电取代。但低温烷化近似为不可逆，产物比例受动力学因素控制，符合定位。

高温烷化时能很快接近或达到平衡，所以反应是可逆的，产物比例受热力学控制，取决于产物的稳定性（空和电效应）66讨论：★分析下列工艺条件下反

思考：*解释下列反定位现象。（作业）

解释：磺化属于可逆亲电取代。但低温下，近似为不可逆，产物比例受动力学因素控制，符合定位。

高温磺化时能很快接近或达到平衡，所以反应是可逆的，产物比例受热力学控制，取决于产物的稳定性（空和电效应）。

◆

◆◆低温高温67解释：磺化属于可逆亲电取

1.6.3苯的多元取代规律

二元或以上取代苯进行的亲电取代，主要是混合物。

经验规律：(预测)

1.定位规律具加和性

原有二个基对新进入基的定位恰一致时定位不变.产物最纯理想6868

2.两基效应不一致时，取决于相对强弱且优先邻位（强些）

3．两基之间（2位）不进

692.两基效应不一致时，取决于相对强

1.6.4稠环的取代规律

一．

α位和β位的活泼性

α位的活泼性>β位

>苯位。

二．萘多元取代时，先在基对同环影响（活化、钝化）>对异环7070

2．先在基为吸电基时，发生异环取代，且主α位

1.6.5亲电置换1．先在基为活化基时，发生同环取代当Z的邻、对位有供电基时易进行。712．先在基为吸电基时，发生异环取代，

三个重要的可逆反应a.脱烷基b.脱磺基

(水解)

72

c.磺基的置换硝化73c.磺基的置换硝化731.7芳环亲核取代

1.7.1概述一、苯亲核取代活性<<亲电取代活性的原因？

#二、发生亲核的条件（或）

a.强条件;b.强亲核试剂;c.环有强吸电基

#4741.7芳环亲核取代474三、亲核取代定位规律

★

a.取代的难易和位置恰与亲电取代相反

Y-攻电子云密度低的位置

b.苯炔历程常发生错位取代75三、亲核取代定位规律★

1.7.2双分子亲核历程*

两步：

因素：

1）环有强吸电基（尤o、p位），亲核活性上升。#

例：2,4,-二硝基氯苯>硝基氯苯

2）Y-强弱：NH2->RO->OH-

例：NH2OH中是N进攻环Cδ+

加成消去慢快76

1.7.3苯炔历程*

条件：★NaNH2-液NH3。

液NH3是苯炔的俘获剂

历程：

负离子最稳的位置（I）

加成1.脱HX2.NH3加成

生成负离子77

规律：1.脱HX时，酸强的H易脱。

2.NH3进攻苯炔时，总是生成最稳定的碳负离子。★亲核试剂不一定进入离去基的位置，

主要取决于环上原有基的诱导效应！78规律：2.NH3进攻苯炔时，总是生成最稳定的

例1：例2：

79例1：例2：79讨论：80讨论：80

1.7.4亲核取代实例

例1：例2：例3：例4：81例1：例2：例3：例4：81※※

例5：例6：82※

1.8自由基反应

#

任何有未配对电子的物质称自由基。

是反应活性中间体！83

1.8.1自由基的形成方法

★三个方法：光解、热解、氧化还原。

一．光解

适于：分子对紫外-可见光的照射有吸收能力的场合。光源200-800nm。优点：

温度低、强度大、效果好．易调控生成自由基的速度

例：能量要正好合适。

84

二．热解

适于：50–100℃产生自由基的场合，常用引发剂引发。引发剂：是键能小、只要吸很少能量就裂解为自由基的一类物质。选择：要根据反应温度选择适当的引发剂！◆◆◆

85二．热解85

引发剂引发温度/℃半衰期/h

过硫酸钾（水溶性）70t1/2=8.3

AIBN偶氮二异丁705.1（适45-65℃，HCN毒）

BPO过氧化二苯甲酰（油溶）80

7.7

EHP过氧化二碳二环己酯50

3.6

(高活性，-10℃存)

三．氧化还原

Fe2+/Fe3+，Co，Mn等．可催化过氧化物分解成自由基，少用！

86引发剂可再夺电子二．加