有机
反应
有机反应
化学
有机反应化学
机理
机理推测
要点
机理推测要点
有机反应化学之机理推测要点
注意这里说的是有机化合物的意思
注意这里说的是有机反应,即有有机化合物参与的化学反应
有机反应是有机化合物参与的化学反应
注意这里说有机反应化学
有机反应化学是研究有机反应特点的化学
注意这里说的是有机反应机理
注意这里说的是机理推测,即根据反应物组成、结构、性质、变化和条件的温度、浓度、压强、催化剂等推测反应的过程和结果
机理推测是即根据反应物组成、结构、性质、变化和条件的温度、浓度、压强、催化剂等推测反应的机理
注意这里说的是有机反应机理推测的要点
注意这里说的是有机反应机理推测的关键点
有机反应化学之机理推测要点是有机反应化学上机理推测的要点
条件是加热或光照或引发剂(引发剂主要是过氧化物、偶氮异丁基腈等)就是自由基型反应(但是注意加热可以是分子型反应,即形成五5、6元环等过渡态反应和周环反应,而且加热也可以是离子型反应)。如果条件不是加热或光照或引发剂就是分子型反应和离子型反应,这时分子型反应主要是形成过渡态反应,这时离子型反应就是亲核或亲电反应。
链引发、链传递(或称链增长或链转移)、链终止(反应例子参考光卤代反应和偶氮异丁腈引发的卤代反应、氧气氧化苄基氢反应等、)
形成五、六环等过渡态反应(反应例子参考丙二酸脱羧反应)
周环反应即电环化反应、环加成反应、σ-迁移重排(反应例子参考顺丁二烯热顺光对电环化反应、DA反应、芳基烯醚的[3,3]-σ迁移重排反应)
主要是双分子取代和加成反应(反应例子参考卤代烃的Sn2反应、烯烃的硼氢化反应等)
主要是单分子的亲核或亲电反应
任何定理定理原理理论都是在一定条件下才能成立和适用。对于有机反应也是一样。而有机反应进行的方向当然是化学热力学中自由能降低的方向。但是我们这里是机理推测往往不知道产物,因此看自由能是否降低不合适。直接看条件比较好,因为不管是自发反应还是非自发反应都是有一定条件要求的,自发反应主要是系统和环境的能量交换以热能形式的自发反应,非自发反应主要是系统和环境的能量交换不仅可以是热能还有光能或电能等其它形式。当有光能和电能的交换的非自发反应时往往是自由基型反应。因此按反应条件可以迅速判断反应的机理类型(自由基型反应、离子型反应、分子型反应)
第二步直接用离去进攻机理和进攻离去机理(注意注意针对的是分子型反应和离子型反应)
作用底物先离去基团,记住只能是卤代烃结构的卤素负离子离去(且只能是Cl-、Br-、I-离去),即离去卤素负离子后剩下的结构式叔丁基型碳正离子、烯丙基型碳正离子、炔丙基型碳正离子、苯甲基型碳正离子。离去卤素负离子后的作用底物再受到其它进攻试剂的
进攻试剂先进攻作用底物后再离去等(注意作用底物可以同时是进攻试剂和作用底物,即可以先发生分子内反应)
1进攻考虑反应位点(酸碱性、氧化还原性、稳定性)和空间位阻、邻基效应和立体电子效应
电离酸碱性、质子酸碱性、电子酸碱性、软硬酸碱性、亲电亲核酸碱性、溶剂酸碱性、解离酸碱性、共轭共振酸碱性、偶极酸碱性
记住主要的氧化剂和还原剂,氧化还原反应的机理
根据我发过给你的有机反应化学之稳定性理论判断
进攻试剂进攻作用底物后不是形成键,看形成键的物质结构的稳定性
根据我发过给你的有机反应化学之稳定性理论判断
根据我发过给你的有机反应化学之稳定性理论判断
有机反应的基本过程就是依据碰撞理论和过渡态理论的过程。本来碰撞理论是可以简单描述两个活化分子进行有效碰撞,这里可以再简化为一个分子相对静止作为作用底物和另一个分子相对运动作为进攻试剂去再简化模型。即碰撞理论类似于一个进攻的机理。本来过渡态理论是可以描述碰撞后分子形成一个高能活化络合物的状态,然后再进行离去某些原子或原子团形成稳定的分子。即过渡态理论可以类似于一个离去的机理。但是碰撞不一定就是两个分子之间的分子间碰撞,也可以一个分子的不同部分的分子内碰撞。而为什么要先考分子内碰撞反应是因为我们写的有机产物主要是生成最多的产物,生成最多跟反应速率和分子稳定性有关,而分子内碰撞路程比分子间碰撞路程较短,因此一般在等时间内如果分子内可以反应的话,会优先反应或反应的产物更多的是分子内反应,其次再是分子间反应。
有机反应的成键和断键过程本质就是轨道相互作用和电子转移或配对的过程,其依据的前线分子轨道理论和分子轨道对称性守恒原理。前线分子轨道理论中对进攻试剂的本质描述是最高占有轨道HOMO的一对电子,作用底物的本质描述是最低未占轨道LUMO的空轨道,当然进攻试剂和作用底物也都可以是最高单占有轨道的自旋状态相反的单电子。然后HOMO和LUMO轨道相互作用完成电子配对或转移,SOMO和SOMO轨道相互作用完成电子配对或转移
第三步判断是热力学控制还是动力学控制(第三步其实要放进第一步和第二步里面考虑综合考虑,因为条件只是粗略判断是否可能存在那种反应,主反应和主要产物的进行和生成是看是热力学控制还是动力学控制)
热力学控制是在达到反应平衡之后根据物质热稳性差异控制产物分布
热力学控制趋向于生成最稳定的物质
热力学控制趋向于生成热稳性最大的物质
动力学控制是在达到反应平衡之前根据反应速率差异控制产物分布
动力学控制趋向于生成反应速率最快的物质
根据经验或者查文献、计算模拟等来判断是热力学控制还是动力学控制
高温一般是热力学控制,趋向于生成最稳定的物质
低温一般是动力学控制,趋向于生成反应速率最快的物质
加热或升温(或者冷却或降温)趋向于动力学控制生成活化能较低的产物(或者活化能较高的产物)
两相分散程度越高(低),接触面积越大(小),反应速率越大(小),趋向于动力学控制(热力学控制)
固相和固相反应速率较低,热力学控制
固相和难溶或微溶液相反应速率较低,热力学控制;固相和可溶或易溶液相反应速率较大,动力学控制
时间长一般是热力学控制,趋向于生成最稳定的物质
时间短一般是动力学控制,趋向于生成反应速率最快的物质
文献
计算模拟
进攻试剂作用用于作用底物时上去又下来不改变其它东西,说明没有意义或处于平衡状态,该机理步骤行不通
自发反应不可能循环进行,如果是非自发反应可以是循环过程,但必须是环境的能量源源不断与系统发生交换且不引起其它的变化,系统和环境都会恢复到原来的状态,但是这种反应根本不存在,热力学第二定律已经说明功能完全转化为而热不能完全转化为功,非自发反应的光能或电能可以完全转化为热能,而热能不能完全转化为光能或电能而不引起其它变化,所以必定存在其它变化使得反应不可能是循环过程
反应怎么可能有那么多步,每一步反应概率累乘或产率类乘,最后得到产物是少之又少,而我们要写的有机反应的产物自然写的是生成最多的物质或都较多的物质
推测的机理和实际的机理有出入,因为无法掌握机理的一切微观过程,只能无限接近掌握
微观过程本就涉及到微观粒子的运动过程,微观粒子的运动是量子态运动,存在波粒二象性、不确定性、能量量子化、真空零点能、量子隧穿效应等,这些微观过程的具体研究仍然无法掌握
机理推测一般我们主要推测的是主反应或生成主要产物反应的机理推测
不要死盯着那反应物分子和条件分子(即溶剂分子等)的反应,还有其他分子或反应物本身也能反应,比如每一步反应生成的小分子等,反应物本身的分子内反应等