亲电加成与亲核加成的区别.ppt

亲电加成与亲核加成区别简析 林化11 1刘彦涛 加成反应主要包含亲电加成 亲核加成和游离基加成反应几大类 其中由于亲电加成和亲核加成的 形式 相像 而本质却存在着很大的差别 因而我们往往会对亲电加成和亲核加成区分不清 例如在有机化学习题中有这样一个题目 要求用CH2 CH2和自选试剂合成CH3CH2CN 绝大多数的同学都采用了下列方法 CH2 CH2 HCN CH3CH2CN 其实这个方法是错误的 因为HCN是一个亲核试剂 它不能和简单的碳碳双键发生亲电加成反应 要完成这个合成应采用如下的方法 1 CH2 CH2 HBr CH3CH2Br 亲电加成 2 CH3CH2Br NaCN CH3CH2CN NaBr 亲核加成 条件是乙醇下回流 同样很多试剂如卤素 氢卤酸等 它们能和碳碳双键发生亲电加成反应却不能和碳氧双键发生亲核加成反应那么究竟亲电加成和亲核加成的本质区别在哪里呢 从进攻试剂的特性 底物的结构特征 反应历程等几个方面来探讨一下亲电加成反应和亲核加成反应 一 亲电试剂与亲核试剂 所谓亲电试剂是针对进攻试剂讲的 它一般是一个缺电子的正离子也可以是偶极或诱导偶极正的一端 由于缺电子 所以它总是倾向于和给电子反应物即底物进行反应 因此我们把它叫做亲电试剂 亲核试剂也是对进攻试剂而言的 它一般是一个富电子的负离子也可以是含有孤电子对的基团 由于富电子 所以它倾向于和缺电子反应物特别是碳核发生反应 因此我们把它叫做亲核试剂 亲电加成反应中底物的结构特征 亲电加成的典型代表就是碳碳双键的亲电加成反应 碳碳双键包含着处于不同状态的两个键 一个较强的 键 另一个较弱的 键由于 轨道重的一对电子比 轨道中的一对电子更为分散 被碳核拉得较松 因此就很容易被极化而导致双键中的二键容易断开 形成两个更强的 键 另外由于电子云是聚集在分子平面的上部和下部 在整个分子中 电子向外暴露的态势较为突出 由此我们可以看出它们能遮蔽分子使之不易受到亲核试剂的进攻 相反却容易受到亲电试剂的进攻而发生亲电加成反应 亲核加成反应中底物的结构特征 亲核加成的典型代表就是碳氧双键的加成反应 碳氧双键是一个强极性键 电子向电负性较大的氧原子偏移因此碳原子一般为极性键正的一端 氧原子一般为极性键负的一端 也即是碳原子为正电荷中心 氧原子为负电荷中心 由于位于周期表第6主族的氧原子具有很强的客纳负电荷的能力 当它得到电子后可以形成稳定的氧负离子然而位于周期表第4主族的碳原子 不易形成碳正离子和碳负离子 假如形成了碳正离子或碳负离子 它很快与其它试剂作用 因此碳正离子的活性大于氧负离子 当羰基化合物发生反应时 碳正离子的亲电中心就起着决定性的作用 由亲核试剂首先进攻碳原子而发生亲核加成反应 1 亲电加成的反应历程 以溴对乙烯的加成反应为例 亲电加成是分为两步进行的 在第一步反应中 首先是溴分子受到烯烃双键中 电子供电的影响发生极化 靠近 键的溴原子带有部分正电荷 离 键较远的溴原子带有部分负电荷 由于溴正离子的外层只有6个电子 而溴的电负性又相当强 所以它的稳定性就比较小 反应性能就比较强 它就容易进攻烯烃的 电子 而溴负离子的外层己满八个电子 所以它的稳定性较大而反应活性较差 它不易进攻烯烃的 电子 因此溴与碳碳双键的加成反应的第一步是溴正离子先加上去 与烯烃分子中的 电子形成不太稳定的 络合物 该络合物由于 键和溴 键的不均等断裂 形成一个带正电荷的 络合物和溴负离子 在第二步反应中 进攻试剂中的另一部分即溴负离子和 络合物结合 给出电子消除 或中和 络合物中的正电荷 从而形成最终产物 但是这一步反应有两种可能存在 按 1 进行的反应称为反式加成 按 2 进行的反应称为顺式加成 按 2 加成时 由于邻近碳原子的同侧已有一个占据较大空间的溴原子 阻碍负离子从它的同一侧向碳原子靠近 因此加成反应主要是按 1 式进行 即主要为反式加成 2 亲核加成反应的反应历程 以HCN对丙酮的加成反应为例 亲核加成反应也是分两步进行的 在这个多步