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有机化学反应机理+范例+原理.docx


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酰***与重氮甲烷反应,然后在氧化银催化下与水共热得到酸。
RC-C1+CH2N2
RC—CHN2
RCH2CO2H
反应机理
重氮甲烷与酰***反应首先形成重氮***(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***(3),(3)与水反应生成酸,若与醇或氨(***)反应,则得酯或酰***。
反应实例


反应机理
这是一个重排反应
过酸先与羰基进行亲核加成,然后***羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-0-0-基团中与羰
基碳原子直接相连的氧原子上,同时发生0-0键异裂。因此,


具有光学活性的3---苯基丁***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***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


50°C,2k85-90%
***类化合物用过酸如过氧乙酸、过氧苯甲酸、间***过氧苯甲酸或三***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***过氧乙酸是最好的氧化剂。这类氧化剂的特点
是反应速率快,反应温度一般在10~40C之间,产率高。

肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能产生强酸的五***化磷、三***化磷、苯磺酰***、亚硫酰***等作用下
发生重排,生成相应的取代酰***,如环己***肟在硫酸作用下重排生成己内酰***:
反应机理
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***。
迁移基团如果是手性碳原子,则在迁移前后其构型不变,例如:
反应实例

ch3
(2)
OH
C6H5x
CII
N
5Nch3
0-4
'―\N-OH
Br
02N
H2SO4>=\H
《?^nh-c-ch3
Br
O
PC*■C^HsNH-C-CH3

芳香化合物用碱金属(钠、钾或锂)在液氨与醇(乙醇、异丙醇或仲丁醇)的混合液中还原
苯环可被还原成非共轭的1,4-环己二烯化合物。
反应机理
首先是钠和液氨作用生成溶剂化点子,然后苯得到一个电子生成自由基负离子(I),这是苯环的n电子体系中有7个电子,加到苯环上那个电子处在苯环分子轨道的反键轨道上,自由基负离子仍是个环状共轭体系,(I)表示的是部分共振式。(I)不稳定而被质子化,随即从乙醇中夺取一个质子生成环己二烯自由基(H)o(H)在取得一个溶剂化电子转变成环己二烯负离子(111),(111)是一个强碱,迅速再从乙醇中夺取一个电子生成1,4-环己二烯。
楚。
环己二烯负离子(III)
在共轭链的中间碳原子上质子化比末端碳原子上质子快,原因尚不清
反应实例
取代的苯也能发生还原,并且通过得到单一的还原产物。例如
Bouveault---Blanc还原
脂肪族羧酸酯可用金属钠和醇还原得一级醇。a,B-不饱和羧酸酯还原得相应的饱和醇。芳香酸酯也可进行本反应,但收率较低。本法在氢化锂铝还原酯的方法发现以前,广泛地被使用非共轭的双键可不受影响。
R—C-OR1+NaEQH_RCH2OH+R'OH
反应机理
首先酯从金属钠获得一个电子还原为自由基负离子,然后从醇中夺取一个质子转变为自由基,再从钠得一个电子生成负离子,消除烷氧基成为醛,醛再经过相同的步骤还原成钠,再酸化得到相应的醇。
Q-Na
反应实例
CH3(CH2)10COEt■CH3(CH2)10CH2OH75%
EtO2C(GH2)gCO2Et——OCH2(CH2)gCH2OH75%
EtuH
醛***也可以用本法还原,得到相应的醇:
Na
^™5CHOch忆町HOM■冬刃日
Cannizzaro反应
凡a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。
HCHO+C6H5CHO_HCOf+C6H5CH2OH
具有a-活泼氢原子的醛和甲醛首先发生羟醛缩合反应,得到无a-活泼氢原子的B-羟基醛,然后再与甲醛进行交叉Cannizzaro反应,如乙醛和甲醛反应得到季戊四醇:
3HCHO+CH何0
OH
HCHO
(HOCHi)3CCHOqh_-C(CH2QH)4+HCO
反应机理
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。
H
--
OICIH
反应实例
Claisen酯缩合反应
含有a-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B-***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。
C2H5ONa
2CH3CO2C2H5—CH3COCH2CO2C2H575%
二元羧酸酯的分子内酯缩合见
Dieckmann
缩合反应。
反应机理
乙酸乙酯的a-氢酸性很弱(pK-),而乙醇钠又是一个相对较弱的碱(乙醇的pK~),
aa
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。但由于最后产物乙酰乙酸乙酯是一个比较强的酸,能与乙醇钠作用形成稳定的负离子,从而使平衡朝产物方向移动。所以,尽管反应体系中的乙酸乙酯负离子浓度很低,但一形成后,就不断地反应,结果反应还是可以顺利完成。
常用的碱性缩合剂除乙醇钠外,还有叔丁醇钾、叔丁醇钠、氢化钾、氢化钠、三苯***钠、二异丙氨基锂(LDA)和Grignard试剂等。
反应实例
如果酯的a-碳上只有一个氢原子,由于酸性太弱,用乙醇钠难于形成负离子,需要用较强的碱才能把酯变为负离子。如异丁酸乙酯在三苯***钠作用下,可以进行缩合,而在乙醇钠作用下则不能发生反应:
EgH、并

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