大学有机化学反应机理集锦讲解学习共145页
- 格式:ppt
- 大小:10.00 MB
- 文档页数:145
一、Arbuzow反应(重排)亚磷酸三烷基酯作为亲核试剂与卤代烷作用,生成烷基膦酸二烷基酯和一个新的卤代烷:卤代烷反应时,其活性次序为:R'I >R'Br >R'Cl。
除了卤代烷外,烯丙型或炔丙型卤化物、a-卤代醚、a- 或 b-卤代酸酯、对甲苯磺酸酯等也可以进行反应。
当亚酸三烷基酯中三个烷基各不相同时,总是先脱除含碳原子数最少的基团。
本反应是由醇制备卤代烷的很好方法,因为亚磷酸三烷基酯可以由醇与三氯化磷反应制得:如果反应所用的卤代烷 R'X 的烷基和亚磷酸三烷基酯 (RO)3P 的烷基相同(即 R' = R),则Arbuzow反应如下:这是制备烷基膦酸酯的常用方法。
除了亚磷酸三烷基酯外,亚膦酸酯 RP(OR')2和次亚膦酸酯 R2POR' 也能发生该类反应,例如:反应机理一般认为是按 S N2 进行的分子内重排反应:反应实例二、Arndt-Eister 反应酰氯与重氮甲烷反应,然后在氧化银催化下与水共热得到酸。
反应机理重氮甲烷与酰氯反应首先形成重氮酮(1),(1)在氧化银催化下与水共热,得到酰基卡宾(2),(2)发生重排得烯酮(3),(3)与水反应生成酸,若与醇或氨(胺)反应,则得酯或酰胺。
反应实例三、Baeyer----Villiger 反应反应机理过酸先与羰基进行亲核加成,然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上,同时发生O-O键异裂。
因此,这是一个重排反应具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应,重排产物手性碳原子的枸型保持不变,说明反应属于分子内重排:不对称的酮氧化时,在重排步骤中,两个基团均可迁移,但是还是有一定的选择性,按迁移能力其顺序为:醛氧化的机理与此相似,但迁移的是氢负离子,得到羧酸。
反应实例酮类化合物用过酸如过氧乙酸、过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸或三氟过氧乙酸等氧化,可在羰基旁边插入一个氧原子生成相应的酯,其中三氟过氧乙酸是最好的氧化剂。
大学化学有机化学的基本反应与机理一、醇的脱水反应及机理醇是一类含有羟基(-OH)官能团的有机化合物。
在一定条件下,醇可以发生脱水反应,即羟基脱除一个氢原子和一个氧原子形成水,同时生成一个烯烃。
这种反应常见于工业生产中或实验室合成有机化合物的过程。
脱水反应的机理可以分为酸催化和碱催化两种情况。
1. 酸催化的脱水反应机理通常情况下,酸催化的脱水反应发生在较高温度下。
以乙醇为例,其脱水反应可以被硫酸作为催化剂催化。
催化剂中的硫酸可以负责将醇中的羟基质子化形成羟基阳离子,从而增强羟基上的电荷密度。
这使得羟基上的氧原子更容易离去,形成水分子。
同时,形成的乙烯基阳离子会接受甲基的亲电攻击,并且从硫酸中再生出硫酸。
2. 碱催化的脱水反应机理碱催化的脱水反应在较低温度下进行。
以乙醇为例,可以用氢氧化钠作为碱的催化剂。
催化剂中的氢氧化钠会负责从醇中去质子化羟基,形成氧化钠离子和醇的负氧离子。
羟基上的负氧离子很容易离去,形成水分子。
形成的烯烃则会与氢氧化钠反应,再生出氢氧化钠。
二、醛和酮的加成反应及机理醛和酮是羰基化合物,其分子中含有羰基(C=O)官能团。
在一定条件下,醛和酮可以发生加成反应,即通过在羰基碳上加入其他官能团的方式合成新的化合物。
醛和酮的加成反应可以分为亲核加成和胺催化的亲核加成两种情况。
1. 亲核加成的机理亲核加成是指在醛或酮的羰基碳上发生亲核攻击,将一个亲核试剂加到羰基碳上,并形成一条新的键。
以乙醛和氨水的加成反应为例,氨水中的氨为亲核试剂,而水分子则是副产物。
该反应通过羰基碳上的部分正电荷互相吸引,在亲核试剂的攻击下,羰基碳上的δ+位点与亲核试剂上的亲核试对形成新的共价键。
2. 胺催化的亲核加成的机理胺催化的亲核加成是指胺作为催化剂,在亲核试剂作用下催化醛或酮的加成。
以戊二酮和苯胺的加成反应为例,苯胺作为催化剂参与了反应过程。
首先,苯胺与戊二酮发生氢键形成氮质子化胺。
然后,产生的胺质子对氨基负离子进一步质子化,形成羟胺离子。
3.Baeyer----Villiger 反应拜耳-维立格氧化重排反应过酸先与羰基进行亲核加成,然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上,同时发生O-O键异裂。
因此,这是一个重排反应具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应,重排产物手性碳原子的枸型保持不变,说明反应属于分子内重排:不对称的酮氧化时,在重排步骤中,两个基团均可迁移,但是还是有一定的选择性,按迁移能力其顺序为:4.Beckmann 重排肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能产生强酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亚硫酰氯等作用下发生重排,生成相应的取代酰胺,如环己酮肟在硫酸作用下重排生成己内酰胺:在酸作用下,肟首先发生质子化,然后脱去一分子水,同时与羟基处于反位的基团迁移到缺电子的氮原子上,所形成的碳正离子与水反应得到酰胺。
迁移基团如果是手性碳原子,则在迁移前后其构型不变。
7.Cannizzaro 反应凡α位碳原子上无活泼氢的醛类和浓NaOH或KOH水或醇溶液作用时,不发生醇醛缩合或树脂化作用而起歧化反应生成与醛相当的酸(成盐)及醇的混合物。
此反应的特征是醛自身同时发生氧化及还原作用,一分子被氧化成酸的盐,另一分子被还原成醇:脂肪醛中,只有甲醛和与羰基相连的是一个叔碳原子的醛类,才会发生此反应,其他醛类与强碱液,作用发生醇醛缩合或进一步变成树脂状物质。
醛首先和氢氧根负离子进行亲核加成得到负离子,然后碳上的氢带着一对电子以氢负离子的形式转移到另一分子的羰基不能碳原子上。
9.Claisen 酯缩合反应含有α-氢的酯在醇钠等碱性缩合剂作用下发生缩合作用,失去一分子醇得到β-酮酸酯。
如2分子乙酸乙酯在金属钠和少量乙醇作用下发生缩合得到乙酰乙酸乙酯。
乙酸乙酯的α-氢酸性很弱(pK a-24.5),而乙醇钠又是一个相对较弱的碱(乙醇的pK a~15.9),因此,乙酸乙酯与乙醇钠作用所形成的负离子在平衡体系是很少的。
有机化学反应机理幻影无痕制作1.Arbuzov 反应亚磷酸三烷基酯作为亲核试剂与卤代烷作用,生成烷基膦酸二烷基酯和一个新的卤代烷:卤代烷反应时,其活性次序为:R'I >R'Br >R'Cl。
除了卤代烷外,烯丙型或炔丙型卤化物、a-卤代醚、a- 或 b-卤代酸酯、对甲苯磺酸酯等也可以进行反应。
当亚酸三烷基酯中三个烷基各不相同时,总是先脱除含碳原子数最少的基团。
本反应是由醇制备卤代烷的很好方法,因为亚磷酸三烷基酯可以由醇与三氯化磷反应制得:如果反应所用的卤代烷 R'X 的烷基和亚磷酸三烷基酯 (RO)3P 的烷基相同(即 R' = R),则Arbuzov 反应如下:这是制备烷基膦酸酯的常用方法。
除了亚磷酸三烷基酯外,亚膦酸酯 RP(OR')2和次亚膦酸酯 R2POR' 也能发生该类反应,例如:反应机理一般认为是按 S N2 进行的分子内重排反应:反应实例1.A rndt-Eister 反应酰氯与重氮甲烷反应,然后在氧化银催化下与水共热得到酸。
反应机理重氮甲烷与酰氯反应首先形成重氮酮(1),(1)在氧化银催化下与水共热,得到酰基卡宾(2),(2)发生重排得烯酮(3),(3)与水反应生成酸,若与醇或氨(胺)反应,则得酯或酰胺。
反应实例2.Baeyer----Villiger 反应反应机理过酸先与羰基进行亲核加成,然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上,同时发生O-O键异裂。
因此,这是一个重排反应具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应,重排产物手性碳原子的枸型保持不变,说明反应属于分子内重排:不对称的酮氧化时,在重排步骤中,两个基团均可迁移,但是还是有一定的选择性,按迁移能力其顺序为:醛氧化的机理与此相似,但迁移的是氢负离子,得到羧酸。
反应实例酮类化合物用过酸如过氧乙酸、过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸或三氟过氧乙酸等氧化,可在羰基旁边插入一个氧原子生成相应的酯,其中三氟过氧乙酸是最好的氧化剂。
有机化学反应机理解析有机化学是研究碳元素化合物的科学,它涉及了大量的反应和机理。
了解有机化学反应的机理对于有机化学的学习和应用非常重要。
本文将对有机化学反应机理进行解析,希望能够帮助读者更好地理解有机化学反应。
一、酯水解反应的机理酯水解反应是有机化学中常见的一种反应,它是酯与水反应生成醇和羧酸的过程。
这个反应的机理可以分为两步:首先是酯的酯键被水攻击,生成酯中间体;然后是中间体被水继续攻击,生成醇和羧酸。
具体来说,酯的酯键被水攻击时,酯中间体的形成是通过亲核进攻的机制进行的。
水中的氢氧根离子(OH-)是亲核试剂,它攻击酯的羰基碳,将酯中间体形成。
然后,中间体再次被水攻击,生成醇和羧酸。
二、醇的氧化反应的机理醇的氧化反应是有机化学中常见的一种反应,它是醇与氧化剂反应生成醛或酮的过程。
这个反应的机理可以分为两步:首先是醇失去氢原子,生成醛或酮中间体;然后是中间体被氧化剂进一步氧化,生成醛或酮。
具体来说,醇失去氢原子的过程是通过氧化剂的作用进行的。
氧化剂可以是氧气、过氧化氢等。
醇中的氢原子被氧化剂夺取后,生成醛或酮中间体。
然后,中间体再次被氧化剂氧化,生成醛或酮。
三、芳香化反应的机理芳香化反应是有机化学中常见的一种反应,它是烯烃或炔烃与芳香化试剂反应生成芳香化产物的过程。
这个反应的机理可以分为两步:首先是烯烃或炔烃与芳香化试剂发生电子亲和反应,生成芳香化中间体;然后是中间体发生质子化或亲核取代反应,生成芳香化产物。
具体来说,烯烃或炔烃与芳香化试剂发生电子亲和反应时,烯烃或炔烃中的π电子与芳香化试剂中的空位轨道发生相互作用,形成芳香化中间体。
然后,中间体可以发生质子化反应,即失去一个质子,生成芳香化产物。
或者中间体可以发生亲核取代反应,即被亲核试剂攻击,生成芳香化产物。
四、酮的加成反应的机理酮的加成反应是有机化学中常见的一种反应,它是酮与亲核试剂反应生成加成产物的过程。
这个反应的机理可以分为两步:首先是酮的羰基碳被亲核试剂攻击,生成酮中间体;然后是中间体发生质子化或亲核取代反应,生成加成产物。