华东理工高等有机有机反应机理和测定方法摘要.ppt

第第3 3章章有机反应机理和测定方法有机反应机理和测定方法主要内容?有机反应机理和反应类型?有机反应的热力学和动力学要求?有机反应的热力学控制和动力学控制?电子移动的箭头符号和描述规则?有机反应机理的提出(★) ?研究有机反应机理的方法( ★★) ?几个有机反应机理的研究实例( ★★) ? Hammett 线性自由能方程( ★) 2016 年 12 月华东理工大学-王朝霞课件 2 反应机理是由反应物转变为产物的途径,若为基元反应, 则为一步反应得到产物;若不为基元反应,则可以分解为多步基元反应过程。反应机理(或反应历程)就是对反应物到产物所经历过程的详细描述和理论解释,特别是对中间体杂化状态、能量变化等的描述。?反应机理及其所解决的问题 2016 年 12 月华东理工大学-王朝霞课件 3 ??反应条件起什么作用? 反应条件起什么作用? ??决速步骤是哪一步? 决速步骤是哪一步? ??副产物是如何生成的? 副产物是如何生成的? ?反应是如何开始的? 反应是如何开始的? ??产物生成的合理途径? 产物生成的合理途径? ??经过了什么中间体? 经过了什么中间体? 反应机理所要解决的问题反应机理所要解决的问题目前关于反应机理的描述主要是根据一些实验结果及观察到的实验现象和模型而做出的合理的理论假设和判断。限于检测手段及理论研究的局限,迄今为止, 尚未有一个反应机理被真正证明过。 2016 年 12 月华东理工大学-王朝霞课件 4 研究反应机理的意义研究反应机理的意义??了解影响反应的各种因素,最大限度地提高反应的产率。了解影响反应的各种因素,最大限度地提高反应的产率。??发现反应的一些规律,指导研究的深入。发现反应的一些规律,指导研究的深入。依据的实验事实越多,则由此作出的理论解释越可靠。一个反应的历程应经得起实验事实的考验,并应有一定的预见性。 2016 年 12 月华东理工大学-王朝霞课件 5 有机反应机理和反应类型?基本概念底物底物底物和试剂是相对而言的,一般把无机物看作试剂,把能转化为所需产物的有机物或能提供碳去成键的物质称为底物,有机反应机理包括从底物转化为产物的全过程。 CHCH 2 CH 3CH 2HBrCHCH 2 CH 3CH 2BrH +CHCH 2 CH 3CH 2HBr 4:1 例: 例: 底物 2016 年 12 月华东理工大学-王朝霞课件 6 异裂反应异裂反应键的电子对在旧键断裂时留在一个碎片上的反应,多是包含有离子中间体的反应。 X Y → X + + Y -:: CC δδNuE亲核亲电亲核试剂是电子对的给予体, 它在化学反应过程中以给出电子或共用电子的方式和其他分子或离子生成共价键。亲电试剂是电子对的接受体,它在化学反应过程中以接受电子或共用电子的方式和其他分子或离子生成共价键, 又称亲电体。 2016 年 12 月华东理工大学-王朝霞课件 7 均裂反应均裂反应键的电子对在旧键断裂时平均留在两个碎片上的反应,均裂反应包括自由基中间体过程。 XY.. X. +。相同反应过程中无任何离子或自由基中间体存在。如S N2 亲核取代反应, E2 消除反应、 Diels- Alder 反应等。 2016 年 12 月华东理工大学-王朝霞课件 8 ?反应类型 a)按反应机理分类有机化学反应有机化学反应自由基反应离子型反应协同反应自由基加成自由基取代亲电加成亲电取代亲核加成亲核取代消除反应 2016 年 12 月华东理工大学-王朝霞课件 9 b)按反应底物和产物的因果关系分类取代反应亲核取代亲电取代自由基取代加成反应亲核加成亲电加成自由基加成消除反应氧化还原反应有机化学反应有机化学反应 2016 年 12 月华东理工大学-王朝霞课件 10 有机反应热力学和动力学要求北京大学的徐光宪院士总结了 20世纪化学的三大理论成就: 。它可以判断化学反应的方向,提出化学平衡和相平衡理论, 可以预见化学反应的可能性,为合成化学指明方向。 ,以及结构和性能关系的初步规律。这对设计合成具有优良性能的化合物是至关重要的。 3. 化学动力学和分子反应动态学的研究,特别是催化理论的发展和计算机设计合成方法的推广, 大大推动了合成化学。