酯缩合反应反应机理ppt课件.ppt
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1、我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物重要有机反应的反应机理重要有机反应的反应机理我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 反应机理是对一个反应过程的详细描述,在表述反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。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
2、据很多实验事实总结后提出的,它有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。结构理论的一部分。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物目目 录录一、取代反应一、取代反应 二、加成反应二、加成反应三、
3、消除反应三、消除反应 四、氧化还原反应四、氧化还原反应五、缩合反应五、缩合反应 六、重排反应六、重排反应 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物一、取代反应一、取代反应 1 自由基取代反应自由基取代反应 2 饱和碳原子上的亲核取代反应饱和碳原子上的亲核取代反应 3 酯化反应酯化反应 4 酯的水解反应酯的水解反应 5 芳香亲电取代反应芳香亲电取代反应 6 1,2-环氧化合物的开环反应环氧化合物的开环反应 7 赫尔赫尔-乌尔哈乌尔哈-泽林斯基反应泽林斯基反应 8 芳香亲核取代反应芳香亲核取代反应 9
4、芳香自由基取代反应芳香自由基取代反应我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1 自由基取代反应自由基取代反应 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。其为自由基型取代反应。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西
5、,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 自由基反应包括链引发、链转移、链终止三个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。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,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。链终止阶像一环接一环的链,所以称
6、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。有的自由基都消失了,自由基反应也就终止了。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物卤代反应卤代反应 分子中的原子或基团被卤原子或基团分子中的原子或基团被卤原子或基团取代的反应称为卤代反应。若卤原子为氯取代的反应称为卤代反应。若卤原子为氯原子,则该卤代反应称为氯代反应。原子,则该卤代反应称为氯代反应。实例:实例: 甲烷的氯化甲烷的氯化我吓了一跳,蝎子是多
7、么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物反应机理反应机理链引发链引发链增长链增长链终止链终止 H= 7. 5kJ/mol Ea=16.7 kJ/mol H= -112. 9 kJ/mol Ea=8. 3 kJ/molCH4 + Cl2 CH3Cl + HClhvCl2 2ClhvCl + Cl Cl2CH3 + CH3 H3CCH3Cl + CH3 H3CClCl2 CH3Cl + ClCH3 +CH4 + Cl CH3 + HCl我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感
8、到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2 饱和碳原子上的亲核取代反应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;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。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
9、此这类反应在上述反应中,若受进攻的对象是饱和碳原子,则称此这类反应为饱和碳原子上的亲核取代反应。为饱和碳原子上的亲核取代反应。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物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称为SN2 反应反应实例:卤代烃双分子亲核取代反应的反应机理(实例:卤代烃双分子亲核取代反应的反应机理(S SN N2 2)H3CBrHC6H13HO -+CH3BrHC6H13HOCH3HOHC6H13+ Br -我吓了一跳,蝎子是
10、多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物构型保持和构型翻转构型保持和构型翻转 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,则将新键在旧键断裂方向形成的情况称为构型保持,而将新键在旧键断裂的相键在旧键断裂方向形成的情况称为构型保持,而将新键在旧键断裂的相反方向形成的情况称为构型翻转。这种构型的翻转也称为反方向形成的情况称为构型翻转。这种构型的翻转也称为Walden转换。转换。在在S SN N2 2反应中,得到反应中,得到构型翻转的产物。构型翻转的产物。C
11、n-C6H13HCH3BrCn-C6H13HCH3HO(R)-2-溴辛烷溴辛烷 D=-34.6o(S)-2-辛醇辛醇 D=+9.9oCn-C6H13HCH3OH构型保持构型保持构型翻转构型翻转HO-(R)-2-辛醇辛醇 D=+9.9o我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物实例:卤代烃实例:卤代烃单单分子亲核取代反应的反应机理(分子亲核取代反应的反应机理(S SN N1 1)CR3R1R2BrCR3R1R2BrC+R1R2R3NuCR3R1R2CR3R1R2NuCR3R2R1NuCR3R2R1Nu过
12、渡态过渡态反应物反应物产物产物中间体中间体过渡态过渡态过渡态过渡态慢慢-Br-Nu-快快 只有一种分子参与了只有一种分子参与了决定反应速率关键步骤的决定反应速率关键步骤的亲核取代反应称为亲核取代反应称为SN1 反反应。在应。在S SN N1 1反应中,得到反应中,得到构构型翻转和构型保持两种产型翻转和构型保持两种产物。物。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物CH3 C BrCH3CH3CH3 C+CH3CH3-Br-C2H5OHCH3 C OC2H5CH3CH3H+-H+CH3 C OC2H5C
13、H3CH3慢慢快快进攻进攻C+实例:卤代烃溶剂解反应的反应机理(实例:卤代烃溶剂解反应的反应机理(S SN N1 1)我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3 酯化反应酯化反应定义:羧酸与醇在酸的催化作用下失去一分子水定义:羧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而生成酯的反应称为酯化反应常用的催化剂有盐酸常用的催化剂有盐酸 、硫酸、苯磺酸等、硫酸、苯磺酸等我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表
14、里边有一个活的生物CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O投料投料 1 : 1 产率产率 67% 1 : 10 97% 酯化反应是一个可逆的反应,为了使正反应有利,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:通常采用的手段是: 使原料之一过量;使原料之一过量; 不断移走产物(例如除水;乙酸乙酯、乙酸、水不断移走产物(例如除水;乙酸乙酯、乙酸、水可形成三元恒沸物可形成三元恒沸物 bp 70.4)。)。H+我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物酯化反应的机理
15、酯化反应的机理*1 加成消除机理加成消除机理OCH3C-OHH+OHCH3C-OHHOC2H5CH3-C-OHOHHOC2H5+双分子反应一双分子反应一步活化能较高步活化能较高质子转移质子转移加成加成消除消除四面体正离子四面体正离子CH3-C-OH2OHOC2H5+-H2O-H+OHCH3C-OC2H5OCH3C-OC2H5按加成消除按加成消除机制进行反应,机制进行反应,是酰氧键断裂是酰氧键断裂我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物* 3oROH按此反应机理进行酯化。按此反应机理进行酯化。* 由于
16、由于R3C+易与碱性较强的水结合,不易与羧酸结合,易与碱性较强的水结合,不易与羧酸结合, 故逆向反应比正向反应易进行。所以故逆向反应比正向反应易进行。所以3oROH的酯化的酯化 反应产率很低。反应产率很低。*2 碳正离子机理碳正离子机理属于属于SN1机理机理该反应机理也该反应机理也从同位素方法从同位素方法中得到了证明中得到了证明(CH3)3C-OHH+(CH3)3COH2+-H2OOR-C-OC(CH3)3+OHR-C-OC(CH3)3(CH3)3C+O=C-ROH-H+按按SN1机理进机理进行反应,是烷行反应,是烷氧键断裂氧键断裂OCH3C-O18H+ (CH3)3COHO18CH3C-OC
17、(CH3)3+ H2O我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物仅有少量空阻大的羧酸按此反应机理进行仅有少量空阻大的羧酸按此反应机理进行*3 酰基正离子机理酰基正离子机理CH3CH3CH3C-OHOCH3CH3CH3C-OH2O+CH3CH3CH3C-OCH3OCH3CH3CH3C-OCH3O+HCH3CH3CH3CO+CH3CH3CH3CO+H2SO4(浓浓)-H+属于属于SN1机理机理78%CH3OH我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证
18、实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物4 酯的水解反应酯的水解反应*1. 碱性水解(又称皂化反应)碱性水解(又称皂化反应)OOC2H5CO18C2H5 + H2OCH3CONa + C2H5O18HNaOH同位素跟踪结果表明:碱性水解时,发生酰氧键断裂同位素跟踪结果表明:碱性水解时,发生酰氧键断裂我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物OORCOR + -OHRCOH + -ORR-C-OROHO-四面体中间体负离子四面体中间体负离子反应机理反应机理慢慢快快RCO- ONa+RCONaOROH +我
19、吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物*2. 酸性水解酸性水解同位素跟踪结果表明:酸性水解时,也发生酰氧键断裂同位素跟踪结果表明:酸性水解时,也发生酰氧键断裂H+CH3COH + C2H5O18HOCH3CO18C2H5 + H2OO我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物反应机理反应机理- ROH+R-C-OR+R-C-ORR-C-OR-H+OHHOH2OOH+OHRCORH+RCOH+OHOHOH2R
20、COHORCOROH四面体中间体正离子四面体中间体正离子我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物*3 3o醇酯的酸性水解历程醇酯的酸性水解历程CH3CO18-C(CH3)3OH+CH3CO18OH + + H2O(CH3)3C-OH我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物通过同位素跟踪可以证明上述反应机理通过同位素跟踪可以证明上述反应机理CH3CO18OC(CH3)3H+CH3CO18OHC(CH3)3C
21、H3C+O18C(CH3)3OHSN1CH3CO18OH + (CH3)3C+H2O(CH3)C3COH2+(CH3)3COH + H+关键关键中间中间体体反反 应应 机机 理理我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物5 芳香亲电取代反应芳香亲电取代反应 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我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物苯环亲电取代
22、反应的一般模式苯环亲电取代反应的一般模式E+HE+ E+E+ H+ -络合物络合物 -络合物的表达方式络合物的表达方式HHHE+E+EHE+共振式共振式 离域式离域式亲电试剂亲电试剂 -络合物络合物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 有机化合物碳上的氢被硝基取代的反应称为硝化反应有机化合物碳上的氢被硝基取代的反应称为硝化反应 苯的硝化反应苯的硝化反应 NO2+ 浓浓HNO3 +浓浓H2SO45060oC, 98%+ H2O我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界
23、里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物反应机理反应机理HNO3 + H2SO4 HSO4- + H2O+NO2 H2O+NO2 H2O + +NO2 H2SO4 + H2O H3+O + HSO4-(1) HNO3 + 2H2SO4 H3O+ + +NO2 + 2 HSO4-H+NO2+ +NO2NO2H+ HSO4-+ H2SO4(2)(3)NO2我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物苯的卤化反应苯的卤化反应有机化合物碳上的氢被卤素取代的反应称为卤化反应有机化合物碳上的
24、氢被卤素取代的反应称为卤化反应+ X2FeX3X我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物反应机理反应机理+ Cl-ClCl ClAlCl3+ClHClAlCl3_Cl+ AlCl3 + HCl快快慢 + - + - + -+ Br-BrBr BrBr2+BrH_+ H+ + Br3快快慢Br Br Br2Br + Br2Br-慢我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物苯环上的氢被(苯环上的氢被(-SO3H
25、)取代的反应称为磺化反应)取代的反应称为磺化反应+ H 2SO4 ( 10% SO3 )40oCSO3H + H2O+ H 2SO4 ( 浓 )110oCSO3H + H2O 苯的磺化反应苯的磺化反应 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物反应机理反应机理+ SO+SO3HH H 2SO4 ( 浓 ) + HSO4OOSO3H + H2SO42 H 2SO4 H 3O + HSO4 + SO3+SO3H+ H2SO4稀 H2SO4100 - 170oC我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么
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