高等有机化学-反应机理-

高等有机化学——反应机理主讲教师:刘培念马太效应贫者越贫，富者越富；只有第一，没有第二；赢家通吃的时代；细节决定成败；成功是成功之母；事事领先一步；改变游戏规则和游戏场所；把握机会秀自己；集中优势兵力奋起一搏。第三章碱性条件下的极性反应C(sp3)-Xσ键的取代反应C(sp3)-Xσ键的消除反应SN2反应机理的亲核取代反应SN2和SN2’反应机理的亲核取代反应区分SN2与SN2׳反应机制的关键在与，化学式中的双键的位置有没有发生变化，SN2反应机制双键的位置不发生变化。杂原子的SN2反应机理SN2反应机理中的特例β消除反应中的E2反应机理E2反应机理的立体化学E2反应机理的立体化学C(sp2)-X的E2消除反应机理练习β消除反应中的E2’反应机理E2消除反应机理β消除反应中的E1cb反应机理E1cb反应机理（特点：两步完成，第一步是碱进攻酸性的H原子，形成碳负离子。第二步是离去基团离去，形成新的π键。）（H原子的酸性很强，而且离去基团的离去性很弱时发生）β消除反应中的E1cb反应机理消除反应或取代反应的预测在C(sp3)-X化合物的反应中，以消除反应或取代反应进行主要取决于两个最主要因素：第一，亲核试剂的亲核性的强弱和含有孤对电子的化合物的碱性的强弱。第二，反应底物是否Me、Bn或是伯碳，仲碳，叔碳卤代烷烃。亲核性和碱性1.亲核性强，碱性弱的基团,如：Br-,I-,R2S,RS,R3P,CN-,丙二酸酯负离子等基团。

2.亲核性强，碱性强的基团，如：RO-,R2N-,RC≡C-,Cl-。3.亲核性弱，碱性强的基团，如：t-BuO,i-Pr2NLi(LDA),(Me3Si)2NK(KHMDS),i-Pr2NEt，DBU,DBN,TMG.亲核加成反应

羰基化合物上的加成反应羰基化合物有两个主要的共振结构式，R2C=OR2C+-O-,从第二个共振结构式中，可以看出碳原子带有正电性，很容易发生羰基上亲核加成反应。羰基化合物的α位上的氢有一定的弱酸性，在碱性条件下可被夺去，形成碳负离子。O=CR--CR2-O-CR=CR2碳负离子是一个很好的亲核试剂。

碱进攻酸性的α-氢

亲核试剂进攻缺电子的碳

酸和亲电试剂进攻富电子的氧

羰基化合物的热力学稳定性与共振结构式R2C+-O-的稳定性有直接的关系，羰基化合物的热力学稳定性顺序：

RCOCl<RCO2COR<RCHO<R2CO<RCO2R<RCONR2<ROCO2R<ROCONR2<R2NCONR2<RCO2-。羰基化合物的热力学稳定性顺序羰基上的加成反应（CeCl3能促进羰基上的加成反应）羰基加成反应的立体化学羰基化合物与含氮亲核试剂的加成反应醛、酮与可以与胺发生加成反应，也可以和胺的衍生物（羟氨、肼、苯肼）发生反应。与一级胺反应，氮上还有氢，加成物失去一份子水，变为亚胺称为西佛碱。亚胺在稀酸中水解，可得回原来的羰基化合物及其胺，因此可以用来保护羰基化合物。反应过程如下：二级胺与羰基化合物反应，可以生成烯胺。反应历程如下：二级胺与羰基化合物反应

一分子醛或酮，在碱的作用下，形成碳负离子，此碳负离子与另一分子醛或酮的羰基发生亲核加成反应。

反应历程如下：羟醛缩合反应（Aldolreaction）羟醛缩合反应（Aldolreaction）Aldolreaction的立体化学Aldolreaction的立体化学Retro-aldol

反应Knoevenagel

缩合反应

（E1cb消除）Knoevenagel

缩合反应

共轭加成反应Michael加成反应RobinsonannulationRobinsonannulation第一步（Michael加成反应）Robinsonannulation第二步（Aldol

加成反应）Robinsonannulation第三步（脱水反应）思考题C(sp2）-X上的亲核取代反应

羰基碳上的取代反应

许多羰基化合物（如：酯、酰氯、酰胺、酸酐）里，羰基连有离去基团，羰基碳上带有一定的正电性，有利于亲核试剂的进攻，发生亲核取代反应。是加成-消除反应机理，不是SN2反应机理。

酯与胺反应生成酰胺羰基化合物在进行亲核取代反应中除了会发生加成-消除反应机理之外，酰氯和酸酐还可以和醇进行消除-加成的反应机理的取代反应。

反应实例：加成-消除反应机理：酰氯和醇的酯化反应消除-加成反应机理：没有α氢的羰基化合物不能进行此反应机理。酰氯和醇的酯化反应加成-消除反应的催化剂（I-也有类似作用）Claisen

缩合反应酯在碱的催化下缩合为β-酮酯。逆Claisen缩合反应格式试剂、金属负氢试剂对酯基的加成反应格式试剂对酰胺的加成反应α,β-不饱和羰基化合物的烯基碳上的取代反应

α，β-不饱和羰基化合物上的β碳上带有离去基团时，此碳上可以发生加成——消除反应。（反应性与酰氯相当）带有强吸电子基团的芳基环上的取代反应当苯环上带有强吸电子基团时，芳基碳上也可以发生加成——消除反应。烯基和芳基碳上的取代反应消除——加成反应机理：金属插入反应卤代烯烃和卤代芳烃可以与金属（Zn、Mg、Li）发生插入反应，从C-X生成C-Metal。反应活性顺序：I>Br>>Cl反应实例：反应机理：金属插入反应α-消除反应（卡宾的生成与反应）在同一个碳原子上，消除两个原子或基团产生活泼中间体“卡宾”的过程，称为α-消除反应。卡宾的碳原子最外层仅有六个电子，除与两个氯原子结合外，还剩下两个未成键电子。两个未成键电子有两种不同的结构，一种是两个未成键电子占据同一个轨道的单线态卡宾，另一种是两个未成键电子分别占据一个轨道的三线态卡宾。在此我们主要讲前一种卡宾。（1）卡宾的产生例如，氯仿用强碱处理时，失去HCl形成二氯卡宾。α-消除反应卡宾体（Carbenoids）卡宾的反应I、卡宾对C=C的加成烯烃与卡宾可以得到环丙烷衍生物。反应实例：卡宾的反应II、卡宾对C-Hσ键的插入反应

反应机理：卡宾的反应卡宾的反应III、卡宾与亲核试剂的反应

卡宾的反应IV、卡宾的1，2-迁移反应

碱促进的