第六章 加成反应完精选文档.ppt
《第六章 加成反应完精选文档.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第六章 加成反应完精选文档.ppt(125页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第六章 加成反应完本讲稿第一页,共一百二十五页第一节 自由基加成反应定义:烯烃受自由基进攻而发生的加成反应。烯烃可与溴化氢、多卤代甲烷、醛、硫醇等发生加成反应。一、溴化氢与烯烃的加成本讲稿第二页,共一百二十五页链终止:本讲稿第三页,共一百二十五页链引发阶段,游离基引发剂过氧化苯甲酰分子中的 O-O 键发生均裂,生成苯甲酰氧游离基;后者接着与溴化氢作用,生成溴游离基。链传递阶段,在每消耗一个溴游离基生成产物1-溴丙烷的同时,生成一个供下一步反应的溴游离基,直至链终止。因此反应总的结果,得到了形式上“反马氏定则”的产物。本讲稿第四页,共一百二十五页二、多卤代烷与烯烃的加成二、多卤代烷与烯烃的加成
2、多卤代烷如:CBr4,BrCCl3,CCl4,ICF3等,也可以在过氧化物或光的作用下,与烯烃发生游离基加成反应。反应过程中往往是多卤代烷分子中最弱的键先断裂,形成多卤代烷基游离基,再与烯烃发生反应。例如:CBr4与1-辛烯的反应。本讲稿第五页,共一百二十五页其机理如下:本讲稿第六页,共一百二十五页多卤代烷的活性顺序:(1)CBr4CBrCl3CCl4CH2Cl2CH3Cl(2)烃基对反应的影响:稀键在末端,CX3加在末端碳上,如果烃基是推电子的或有动态+C效应者,加成速率加快:Ph,CH3HPhCH2CH2ClCH2CN说明:链式自由基加成是亲电性的本讲稿第七页,共一百二十五页三、醛、硫醇与
3、烯烃的加成 醛羰基上的CH键及硫醇分子中巯基的S-H键发生均裂时的键能,近似于溴化氢分子中Br-H键的键能,因而醛、硫醇也能与烯烃发生游离基加成反应。例如:本讲稿第八页,共一百二十五页 酰基游离基(RCO)和烃硫基游离基(RS)是链的传递者。例如:本讲稿第九页,共一百二十五页 以上反应式中In 为引发剂(Initiator)一词的英文缩写。醛与烯烃的加成有一定的合成价值,由于酰基的亲核性,使得它与,不饱和酮、酸及酯等化合物的游离基加成的产率较高。四、活泼亚甲基化合物与烯烃的加成(羧酸及其衍生物)含有较活泼H的羧酸及其酯,能与烯烃进行游离基加成。尤其是丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯及氯乙酸乙酯等,其
4、亚甲基上的氢原子易被抽提产生较稳定的游离基,而能与烯烃加成。例如:本讲稿第十页,共一百二十五页其机理如下:本讲稿第十一页,共一百二十五页 反应底物常常为六个碳以上的烯烃,引发剂多为过氧化苯甲酰或叔丁基过氧化物。反应温度较高大约为145170。若采用卤代酸酯时(如BrCH2COOC2H5)反应中被传递的不是氢而是溴,加成产物为碳链增长的卤代(溴代)酸酯:本讲稿第十二页,共一百二十五页 值得注意的是:从形式上看羧酸酯与烯烃的反应是个烷基化反应。烯烃作为烷基化剂,使羧酸酯增长碳链,在有机合成上很有用途。例如:合成大环酯类,香料的中间体十三碳二酸等。六、烯烃的聚合六、烯烃的聚合 游离基可以引起烯烃的聚
5、合反应。此类反应也可看作是烯烃的自身加成反应。这已在第十五章第二节,二、游离基聚合反应中研究过,此略。本讲稿第十三页,共一百二十五页 第二节 亲电加成反应一、亲电加成反应历程在亲电加成机理中,阳性物种首先接近双键或叁键,第一步是由 电子对转变成电子对转变成 电子对的方式形成一个键:本讲稿第十四页,共一百二十五页第一步:第一步:第一步:第一步:第二步第二步第二步第二步:和亲电取代一样,实际上Y Y不必是阳离子,也可以是偶极不必是阳离子,也可以是偶极或诱导偶极的阳性一端,其阴性部分的断裂是在反应的第或诱导偶极的阳性一端,其阴性部分的断裂是在反应的第一步期间,或是在其后不久。总之,在一步期间,或是在
6、其后不久。总之,在1 1的另一个碳上有的另一个碳上有阳电荷。因此,第二步是阳电荷。因此,第二步是1 1与带有电子对、以及通常带有与带有电子对、以及通常带有阴电荷的物种结合,这一步和阴电荷的物种结合,这一步和SN1机理的第二步相同。机理的第二步相同。本讲稿第十五页,共一百二十五页1.双分子亲电加成历程AdE2这类加成反应动力学上表现为二级反应,对烯烃和亲电试剂各一级 即故为双分子亲电加成,用AdE2表示。这一类反应机理可细分为两种类型三种情况,反应中涉及碳正离子和环状鎓离子中间体。Av=k烯烃亲电试剂第一步:本讲稿第十六页,共一百二十五页第二步:反应特点:1)产物是大约定量的顺反异构体:本讲稿第
7、十七页,共一百二十五页本讲稿第十八页,共一百二十五页按正碳离子机理进行反应的底物结构是:按正碳离子机理进行反应的底物结构是:环状非共轭烯烃 正电荷能够离域在碳骨架的体系2)重排产物的生成重排产物的出现可作为经碳正离子中间体历程的证据之一。本讲稿第十九页,共一百二十五页B本讲稿第二十页,共一百二十五页本讲稿第二十一页,共一百二十五页 反应的第一步是极化了的反应的第一步是极化了的Br2Br2分子中+一端进攻顺一端进攻顺CH3CH=CHCH3,生成环状溴鎓离子中间体。这是慢的一步。环状结构的溴鎓离子中间体阻止了CCCC单键的转动。第二步Br-进攻这两个环碳原子的机会是均等的,所以生成的产物是外消旋体
8、,且是快反应。简单和非共轭烯烃被认为易生成溴鎓离子,理论计算结果表明环状溴鎓离子比相应的开链碳正离子能量约低40kJ/mol,稳定得多因而易于生成。Cl2、Br2、I I2,对多数烯烃的AdE2反应可形成桥鎓离子中间体,但有的先经过烯卤素络合物,再生成桥鎓离子中间体 。本讲稿第二十二页,共一百二十五页 加成反应的立体化学可以说明桥鎓离子的存在。形成桥鎓离子以后,亲核试剂需要从背面进攻,因此会得到反式加成产物。桥式溴鎓离子的有力证明是在SbF5SO2或SbF5SO2ClF溶液中于60得到稳定的溴桥鎓离子盐:本讲稿第二十三页,共一百二十五页按鎓鎓型离子机理进行反应的体系结构特点:1)底物是简单的烯
9、烃或非共轭链的烯烃,即C+不稳定的体系;2)亲电试剂的进攻原子是第二周期以上的元素。本讲稿第二十四页,共一百二十五页2.三分子亲电加成机理(AdE3)亲电试剂为HX卤化氢对烯的加成反应常常表现三级动力学过程,反应速率方程是:v=k烯烃HX2,分子ENu的E端 和分子ENu的Nu端两进攻基团分别从双键的两侧同时进攻形成加成产物,叫做三分子亲电加成,其立体化学特征也是反式加成:本讲稿第二十五页,共一百二十五页本讲稿第二十六页,共一百二十五页 实际上有效的三分子碰撞的情况是罕见的,有可能涉实际上有效的三分子碰撞的情况是罕见的,有可能涉及烯与卤化氢的络合物与另一分子卤化氢的相互作用:及烯与卤化氢的络合
10、物与另一分子卤化氢的相互作用:本讲稿第二十七页,共一百二十五页一般地说,烯烃与HX的加成按AdE3历程进行。烯烃与溴的加成反应时,当使用低浓度的溴,在水和醇溶剂中进行属于AdE2,但用极性小的溶剂或者使用高浓度的溴反应属于AdE3。本讲稿第二十八页,共一百二十五页二、亲电加成反应的立体化学(I)非共轭烯和卤化氢加成主要为反式加成。(II)当双键和能使碳正离子中间体稳定的原子团共轭时,主要是顺式加成“离子对”,碳正离子中心的稳定性较高,碳氢键的形成不需要卤离子的协同进攻。由于中间体为碳正离子,因此易被具有亲核性的溶剂捕获,发生重排等作用。本讲稿第二十九页,共一百二十五页加成方式顺式加成:碳碳双键
11、与苯基共轭的烯烃和HX的加成反应主要给出顺式加成产物本讲稿第三十页,共一百二十五页烯烃的氧化本讲稿第三十一页,共一百二十五页硼氢化本讲稿第三十二页,共一百二十五页反式加成(anti addition)AdE2:涉及环状鎓离子的形成本讲稿第三十三页,共一百二十五页本讲稿第三十四页,共一百二十五页AdE3:一分子烯烃和一分子烯烃与HX形成的络合物反应本讲稿第三十五页,共一百二十五页硼烷与烯烃的加成为顺式加成本讲稿第三十六页,共一百二十五页无立体选择性的加成解释双键碳原子上连有苯基的烯烃与溴加成时,顺式加成产物增解释双键碳原子上连有苯基的烯烃与溴加成时,顺式加成产物增多。如:溴与反多。如:溴与反-1
12、-苯基丙烯反应所得反、顺式加成产物之比为苯基丙烯反应所得反、顺式加成产物之比为88:12;当双键碳原子所连的苯基上有给电子基团时,顺式加成;当双键碳原子所连的苯基上有给电子基团时,顺式加成产物的比例也明显升高。产物的比例也明显升高。本讲稿第三十七页,共一百二十五页本讲稿第三十八页,共一百二十五页某些芳烃与卤素加成,主要生成顺式加成产物。本讲稿第三十九页,共一百二十五页三、取代基的性质对于烯烃加成反应的影响1、加成反应的方向区域选择性影响因素:电子效应,空间效应电子效应“Markovnikov 规则”:质子加到含氢较多的双键碳原子上本讲稿第四十页,共一百二十五页对含强吸电子基团的烯烃与不对称亲电
13、试剂的加成,从表面上看是反马氏规则的。也适用于苯乙烯类与卤化氢等不对称试剂的加成的区域选择性,且当苯环上连有强吸电子基时,其区域选择性与吸电子基和双键碳原子直接相连时相似。本讲稿第四十一页,共一百二十五页立体效应本讲稿第四十二页,共一百二十五页2、烯烃的反应活性烯烃结构对加成速率的影响本讲稿第四十三页,共一百二十五页亲电试剂对加成速率的影响亲电试剂对加成速率的影响对于特定烯烃,卤化氢的加成速率与酸性强弱一致HI HBr HCl HF对于特定烯烃,混合卤素的加成速率与其异裂难易程度相符ICl IBr I2本讲稿第四十四页,共一百二十五页四、亲电加成反应的实例1、烯烃与卤化氢的加成反应(马氏规则、
14、陆华清的活性次序)2、烯烃与卤素的加成3、加次卤酸4、酸催化水合5、加碳正离子6、硼氢化反应7、溶剂汞化反应本讲稿第四十五页,共一百二十五页形成CX键、CO键、CN键、CC键等1.CX键的形成加X2,HX、HOX2.CO键的形成加H2O,醇,羧酸本讲稿第四十六页,共一百二十五页3.CN键的形成加NOCl,NO2Cl4.CC键的形成加RX,RCOCl本讲稿第四十七页,共一百二十五页烯烃的羟汞化脱汞反应本讲稿第四十八页,共一百二十五页第三节 亲核加成反应一、烯烃的亲核加成在亲核加成的第一步中,亲核试剂带着它的电子对进攻双键或叁键上的一个碳原子,迫使 电子集中在另一碳原子上,产是一个阴碳离子。第二步
15、则是该阴碳离子与阳性物种的结合:第一步:第一步:第二步:第二步:第二步:第二步:本讲稿第四十九页,共一百二十五页这种机理,除了电荷相反外,和前面所说的简单亲电加成机理一样。当烯包含有好的离去集时(离去基和亲核取代所规定的一样),其副反应则是取代(这是乙烯基底物上的亲核取代本讲稿第五十页,共一百二十五页 亲核试剂带着一对电子进攻双键碳原子,而p电子则被集中到另一碳原子上形成碳负离子,这是一步慢反应.本讲稿第五十一页,共一百二十五页本讲稿第五十二页,共一百二十五页二、炔烃的亲核加成炔烃易于进行亲核加成反应的原因:正电荷处于sp2轨道上本讲稿第五十三页,共一百二十五页三、醛酮的亲和加成反应本讲稿第五
16、十四页,共一百二十五页1、醛酮亲核加成反应历程(1)简单的亲核加成反应历程 碱催化机理:本讲稿第五十五页,共一百二十五页 试剂进攻羰基上C原子,生成氧负离子的一步 是决定反应速率的一步。为使亲核试剂的负电荷裸露出来,增加亲核性,常需碱催化:产生高浓度的Nu-本讲稿第五十六页,共一百二十五页酸催化机理:羰基质子化,可以提高羰基的反应活性,也可以用Lewis酸来活化羰基本讲稿第五十七页,共一百二十五页1 羰基质子化后,氧上带有正电荷,很不稳定,电子发生转移,使碳原子带有正电荷。2 决定反应速率的一步,是Nu-进攻中心碳原子的一步。酸除了活化羰基外,还能与羰基形成氢键:都使羰基活化。质子性溶剂也起到
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第六章 加成反应完精选文档 第六 加成反应 精选 文档
限制150内