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 > 6.2.4 单分子取代反应
上面我们已经讲到叔丁基溴
在氢氧根离子的作用之下
生成叔丁醇的反应
它的反应速度只与叔丁基溴的浓度相关
根据反应动力学的原理
那么它一定是先生成了某一个活性中间体
而这个活性中间体的生成
是决定速度的慢步骤
然后再进行了下一步的反应
而这个反应是一个快步骤
所以只跟一个分子的浓度有关系
那么叔丁基溴为什么
会成一个活性中间体的这样一个反应呢
让我们先看一下它的结构
在溴甲烷里面进攻试剂
氢氧根离子从左边进攻的时候
他只受到三个氢原子的阻碍
但是在叔丁基溴里面
氢氧根离子进攻α碳的时候
它会受到三个甲基的阻碍
因此它直接进行亲核取代反应的速度
是下降的
但是与此同时叔丁基溴
如果先离解掉一个溴负离子
而得到一个叔丁基正碳离子的时候
由于这个正碳离子受到三个甲基
九个碳氢键的超共轭的作用
那么这个碳正离子
是一个比较稳定的碳正离子
所以他有可能是比较容易
形成这样的一个碳正离子
因此叔丁基溴的水解反应
它是分两步进行的
第一步是叔丁基溴在溶剂中
首先离解成叔丁基碳正离子和溴负离子
那么它会有一个正碳离子的中间体生成
生成了碳正离子之后
那么再进行第二步是氢氧根离子
直接去进攻这个碳正离子
然后生成了我们的叔丁醇
这一步反应是一个快的反应步骤
我们把它放在一块儿就可以这个样子
叔丁基溴经过一个慢步骤
成了一个碳正离子
第二步是碳正离子经历了一个快的步骤
与氢氧根离子反应生成了这个叔丁醇
那么整个反应速度由慢步骤
也就是第一步来决定
下面这个是SN1反应进程的能量变化图
它经历了一个活性中间体C
然后才生成了这个叔丁醇
在生成活性中间体碳正离子的时候
这个对ΔE1远远大于由活性中间体
与氢氧根离子反应生成叔丁醇的这个ΔE2
所以前面这个反应是一个决定速度的步骤
而后面这个反应是一个快步骤
因此在这个反应中间
它的反应速度只与叔丁基溴的浓度有关系
而与氢氧根离子的浓度没有关系
我们换成图示 也就是这个样子
首先是卤代烃形成了这样一个活性中间体
正碳离子的活性中间体
那么形成了正碳离子中间体之后
这个是一个Sp2杂化的平面结构
在这个平面结构里面
氢氧根离子可以从左边来进攻
也可以从右边来进攻
最后生成的这个产物
它有一个是S型的 有一个是R型的
由于这两边进攻的几率相等
因此它有50%的构型的翻转
和有50%构型的保持
最后生成的是一个外消旋体
那么这是SN1历程反应前后
分子构型的变化
开始是一个S型的
那么反应完了之后呢
有50%的R型和50%的S型
这是叔丁基溴
第一步是离解掉一个溴负离子
形成一个碳正离子的活性中间体
然后亲核试剂从右边可以进攻
得到一个产物
同时也可以从左边进攻得到一个产物
而这两个产物正好是一个外消旋体
下面是一个具体的实例
反应底物跟水进行反应
那么生成了一个R型的3-甲基-3己醇
和一个S型的3-甲基-3己醇
那么它们两个是一对外消旋体
现在我们来比较一下SN2反应
和SN1反应的特点
左边是SN2的 右边是SN1的
那么在SN2反应里面
反应是连续进行 无中间体生成
有一个过渡态
对于SN1反应来讲的话呢
它是反应分步进行 有中间体生成
就是正碳离子
第二个是SN2反应的反应速度
与卤代烷及亲核试剂的浓度成正比
而SN1反应 它的反应速度
仅仅取决于卤代烷烃的浓度
与亲核试剂的浓度没有关系
第三个是在决定反应速度的这一步
发生共价键变化的有两种分子
而SN1反应在决定反应速度的
这一步骤中 发生反应的只有一种分子
那么第四点
就是SN2反应前后分子的构型发生了翻转
而对于SN1来讲的话
产物的构型是一半保持 一半翻转
同时由于有碳正离子的中间体的生成
因此常常伴有重排反应产物
-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