当前课程知识点:有机化学 > 第六章 卤代烃 > 6.2 亲核取代反应 > 6.2.3 双分子取代反应
下面我们来学习亲核取代反应的机理
那么我们再首先看双分子的亲核取代反应
研究发现溴甲烷在80%的乙醇水溶液里面
可以生成甲醇 但是速度很慢
叔丁基溴在80%的乙醇水溶液里面
也能够得到叔丁醇 这个速度比较快
那么同样是这个反应
在这个反应体系里面加入了碱
就是OH负离子之后
溴甲烷的反应速度
随着碱的浓度增加而增加
但是叔丁基溴的水解反应
其反应速度基本上不受到碱的浓度的影响
因此这里面就说明
这两个反应机理是不一样的
第一个反应 它的反应速度
与溴甲烷的浓度和氢氧根的浓度都成正比
因此他是一个双分子的历程
我们简称为SN2
对于第二个反应
由于反应的速度只与叔丁基溴
这个底物的浓度有关
因此它是一个单分子的历程
简称为SN1
下面我们具体看一下双分子的历程
刚才我们已经知道
溴甲烷在氢氧根作用下
它生成醇的速度是既跟溴甲烷的浓度相关
又与氢氧根的浓度相关
那么它到底是怎样的一个反应的过程呢
这里我们有一个动画来进行一个说明
这是一个溴甲烷分子
OH集团从左边往右进攻α碳
慢慢进攻之后形成了一个过渡态
在这个过渡态里面碳原子由Sp3杂化
变成了Sp2杂化
左边连了一个羟基 右边连了一个溴
这是一个能量最高的状态
然后这个反应继续往前进行
碳-氧键形成而碳-溴键断裂
与此同时三个氢原子由开始的往左边偏转
改成了往右边偏转 发生了一个转化
那么现在我们用图示的方法
再把这个过程说一下
那么这一张图呢
就是图示一下我们的双分子
亲核取代反应的一个历程
这个是溴甲烷分子
这个碳叫做α碳
现在羟基从左边往右边来进攻它
然后到这个地方是
形成一个Sp2杂化的碳原子
其中P轨道的一个相位连了OH的负离子
另外一个方面就是连了这个X这样的原子
那么开始在OH的负离子
在现在的这个过渡态里面
就是把这个负电荷
分散到这个氧、碳和X上面
那么反应继续往前进行
生成了一个新的键 碳-氧键
同时把碳卤键断裂
这整个过程的过程
由往左边偏转的三个氢
变到往右边偏转的三个氢
那么羟基就到了这个左边
那么这个分子构成的反转叫做瓦尔登转化
那么这个结构就是我们过渡态的结构
下面这个图就叫做瓦尔登转化
反应前是这个样子 反应后是这个样子
它的构型是相反的
发生了瓦尔登转化一个比较好的证明实例
就是这个具有手性碳的卤代烃
在一个标记在碘负离子的作用之下
在丙酮里面它进行反应
把这个碘的标记物取代掉
原来的这个碘原子
那么在这个过程中间我们发现
消旋化的速度是交换速度的两倍
那就是说只要这个交换掉50%之后
我们就可以发现它已经是完全消旋化
已经得到了一个外消旋体
这个例子就可以看得到
反应进行到50%的时候 S型还剩下50%
那么产物R型也有50%
它们加起来就是一个外消旋化
就是已经没有旋光了
下面一个例子是一个(S)-2-溴辛烷
水解之后得到R形的2-辛醇的一个例子
左边比旋光是负的
右边比旋光已经变到了正
这说明他们已经发生了一个构型的转化
SN2反应它的进程的能量变化图
就是这个图
那么在这个过程中间我们看到
有一个过渡态 没有活性中间体
那么SN2反应有以下四个特点
第一个是反应连续进行
没有中间体的生成 但有一个过渡态
第二个是在决定反应速度的这一步
发生了共价键变化的有两种分子
第三个反应速度与卤代烷
及亲核试剂的浓度成正比
第四个是反应前后分子的构型发生了翻转
-1.1 概论
--1.1.1 引言
-1.2 有机化学基本知识
-第一章 绪论--1.2 有机化学基本知识
-1.3 有机化合物命名的基本原则
-第一章 绪论--1.3 有机化合物命名的基本原则
-1.4 酸碱理论
-第一章 绪论--第一章章节测试题
-2.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.1 引言
-2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--HW-第二章章节测试题
-3.1 不饱和烃的概述
-3.2. 烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.2. 烯烃的化学反应
-3.3 炔烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.3 炔烃的化学反应
-3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--HW-第三章章节测试题
-4.1 芳烃概论
--4.1 芳烃概论
-4.2 芳烃的分类和命名
-4.3 苯的物理性质
-4.4 苯的结构
-4.5 单环芳烃的化学性质
--4.5.5.6 Friedel-Crafts 烷基化反应
--4.5.5.7 Friedel-Crafts 酰基化反应
-4.6 芳环上亲电取代反应的定位效应
-4.7 稠环芳烃
-4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--HW-第四章章节测试题
-5.1 手性和对称性
-第五章 对映异构--5.1 手性和对称性
-5.2 含一个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.2 含一个不对称碳的化合物
-5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-5.4 环状手性化合物
-第五章 对映异构--5.4 环状手性化合物
-5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--HW-第五章章节测试题
-6.1 卤代烃的概述
--题目要求
-6.2 亲核取代反应
-第六章 卤代烃--6.2 亲核取代反应
-6.3 消除反应
-第六章 卤代烃--6.3 消除反应
-6.4 与金属的反应
-6.5 不饱和卤代烃
-第六章 卤代烃--HW-第六章章节测试题
-7.1 本章引言
-7.2 核磁共振谱
--7.2.2 核磁共振氢谱——7.2.2.4 氢谱的基本解析
-7.3 质谱
-7.4 红外光谱
--7.4.2 红外光谱与分子结构——7.4.2.1 特征官能团的红外吸收
-7.5 有机波谱综合解析
-第七章 波谱分析在有机化学中的应用--HW-第七章章节测试题
-8.1 引言
--8.1引言
-8.2 醇
-第八章 醇酚醚--8.2 醇
-8.3 酚
-第八章 醇酚醚--8.3 酚
-8.4 醚
-第八章 醇酚醚--8.4 醚
-第八章 醇酚醚--HW-第八章章节测试题
-9.1 引言
--9.1 引言
-第九章 醛和酮--9.1 引言
-9.2 醛、酮的物理性质
-第九章 醛和酮--9.2 醛、酮的物理性质
-9.3.1 醛、酮的反应概述
-9.3.2 醛、酮的亲核加成
-第九章 醛和酮--9.3.2 醛、酮的亲核加成
-9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-第九章 醛和酮--9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-第九章 醛和酮--9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-第九章 醛和酮--9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-9.5 醛、酮的制备
-第九章 醛和酮--HW-第九章章节测试
-10.1 概论
--10.1 概论
-10.2 羧酸的结构、分类和命名
-10.3 羧酸的物理性质和波谱特征
-10.4 羧酸的化学性质
-10.5 羧酸衍生物的结构与命名
-10.6 羧酸衍生物的物理性质和波谱特征
-10.7 羧酸衍生物的化学性质
-10.8 羟基酸的分类和命名
-10.9 羟基酸的化学性质
-10.10 β-二羰基化合物
-10.11 α-卤代酸及其衍生物
-10.12 羧酸的制备
-10.13 专题:油脂 蜡 磷脂
-11.1 绪论
--本章引言
-11.2 胺
--11.2.1
--11.2.2
--11.2.3.1
--11.2.3.2
--11.2.3.3
--11.2.3.4
-11.3 硝基化合物
-11.4 腈
-11.5 异腈
-11.6 重氮化合物
-11.7 偶氮化合物
-11.8 本章小结
-12.1 杂环化合物概述
--12.1概述
-12.2 吡咯、呋喃、噻吩
-12.3 吲哚 (苯并吡咯)
-12.4 吡啶
-12.5 喹啉、异喹啉 (苯并吡啶)
-12.6 含氧六元杂环
-12.7 多杂原子五元环、六元环介绍
-第十二章 杂环化合物--HW-第十二章章节测试题
-13.1 有机合成基础-part 1
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 1
-13.1 有机合成基础-part 2
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 2
-13.2 重排反应在实际有机合成中的应用
-13.3 碳水化合物-part 1
-13.3. 碳水化合物-part 2
--13.3.3.4 单糖的反应——醛糖的递升与递降反应及酮糖的特殊反应
-13.3. 碳水化合物-part 3
-13.3 碳水化合物-part 4
-13.4 氨基酸与多肽
-期中考试--二、 选择题
-期中考试--一、判断题
-期末考试--期末考试试题