十、反應和反應機理

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1、十、反應和反應機理有機反應:在一定的條件下,有機化合物分子中的成鍵電子發(fā)生重新分布,原有的鍵斷裂,新的鍵形成,從而使原分子中原子間的組合發(fā)生了變化,新的分子產生。這種變化過程稱為有機反應(organicreaction)。一級反應:在動力學上,將反應速率只取決于一種化合物濃度的反應稱為一級反應。二級反應:在動力學上,將反應速率取決于兩種化合物濃度的反應稱為二級反應。按化學鍵的斷裂和生成分類協(xié)同反應:在反應過程中,舊鍵的斷裂和新鍵的形成都相互協(xié)調地在同一步驟中完成的反應稱為協(xié)同反應。協(xié)同反應往往有一個環(huán)狀過渡態(tài)。它是一種基元反應。自由基型反應:由于分子經過

2、均裂產生自由基而引發(fā)的反應稱為自由基型反應。自由基型反應分鏈引發(fā)、鏈轉移和鏈終止三個階段:鏈引發(fā)階段是產生自由基的階段。由于鍵的均裂需要能量,所以鏈引發(fā)階段需要加熱或光照。鏈轉移階段是由一個自由基轉變成另一個自由基的階段,猶如接力賽一樣,自由基不斷地傳遞下去,像一環(huán)接一環(huán)的鏈,所以稱之為鏈反應。鏈終止階段是消失自由基的階段,自由基兩兩結合成鍵,所有的自由基都消失了,自由基反應也就終止了。離子型反應:由分子經過異裂生成離子而引發(fā)的反應稱為離子型反應。離子型反應有親核反應和親電反應,由親核試劑進攻而發(fā)生的反應稱為親核反應,親核試劑是對原子核有顯著親和力而起反

3、應的試劑。由親電試劑進攻而發(fā)生的反應稱為親電反應。親電試劑是對電子有顯著親合力而起反應的試劑。按反應物和產物的結構關系分類加成反應:兩個或多個分子相互作用,生成一個加成產物的反應稱為加成反應。取代反應:有機化合物分子中的某個原子或基團被其它原子或基團所置換的反應稱為取代反應。重排反應:當化學鍵的斷裂和形成發(fā)生在同一分子中時,會引起組成分子的原子的配置方式發(fā)生改變,從而形成組成相同,結構不同的新分子,這種反應稱為重排反應。消除反應:在一個有機分子中消去兩個原子或基團的反應稱為消除反應??梢愿鶕蓚€消去基團的相對位置將其分類。若兩個消去基團連在同一個碳原子上

4、,稱為1,1-消除或α-消除;兩個消去基團連在兩個相鄰的碳原子上,則稱為1,2-消除或β-消除;兩個消去基團連在1,3位碳原子上,則稱為1,3-消除或γ-消除。其余類推。氧化還原反應:有機化學中的氧化和還原是指有機化合物分子中碳原子和其它原子的氧化和還原,可根據氧化數的變化來確定。氧化數升高為氧化,氧化數降低為還原。氧化和還原總是同時發(fā)生的,由于有機反應的屬性是根據底物的變化來確定的,因此常常將有機分子中碳原子氧化數升高的反應為氧化反應,碳原子氧化數降低的反應為還原反應。有機反應中,多數氧化反應表現為分子中氧的增加或氫的減少,多數還原反應表現為分子中氧的

5、減少或氫的增加??s合反應:將分子間或分子內不相連的兩個碳原子連接起來的反應統(tǒng)稱為縮合反應。在縮合反應中,有新的碳碳鍵形成,同時也往往有水或其它比較簡單的有機或無機分子形成??s合反應通常需要在縮合劑的作用下進行,無機酸、堿、鹽或醇鈉、醇鉀等是常用的縮合劑。熱裂反應:無試劑存在,化合物在高溫發(fā)生鍵的斷裂,這個反應稱為熱裂反應。聚合反應:含有雙鍵或叁鍵的某些化合物,以及含有雙官能團或多官能團的化合物在適當條件下發(fā)生加成或縮合等反應,使兩個分子、三個分子或多個分子結合成為一個分子的反應,稱為聚合反應。(1)取代反應1SN1反應:只有一種分子參與了決定反應速率關鍵

6、步驟的親核取代反應稱為單分子親核取代反應。用SN1表示。S表示取代反應,N表示親核,1表示只有一種分子參與了速控步驟。2SN2反應:有兩種分子參與了決定反應速度關鍵步驟的親核取代反應稱為雙分子親核取代反應。用SN2表示。S表示取代反應,N表示親核,2表示有兩種分子參與了速控步驟。3SNi反應:亞硫酰氯和醇反應時,先生成氯代亞硫酸酯,然后分解為緊密離子對,Cl?作為離去基團(?OSOCl)中的一部分,向碳正離子正面進攻,即“內返”,得到構型保持的產物氯代烷。上述取代猶如是在分子內進行的,所以叫它分子內親核取代,以SNi表示。4加特曼反應:加特曼(Gatte

7、rmannL)發(fā)現:用催化量的金屬銅代替氯化亞銅或溴化亞銅作催化劑,也可使重氮鹽與鹽酸或氫溴酸反應制得芳香氯化物或溴化物。這樣進行的反應叫做加特曼反應。5加特曼-科赫反應:苯、一氧化碳和氯化氫反應生成苯甲醛,此反應稱為加特曼-科赫反應。6傅-克反應:芳香化合物芳環(huán)上的氫被烷基取代的反應稱為傅-克烷基化反應;芳香化合物芳環(huán)上的氫被酰基取代的反應稱為傅-克?;磻唤y(tǒng)稱傅-克反應。7布赫爾反應:萘酚在亞硫酸氫鈉存在下與氨作用,轉變成相應萘胺的反應稱為布赫爾反應。8自由基取代反應:若取代反應是按共價鍵均裂的方式進行的,則稱其為自由基取代反應。9齊齊巴賓反應:

8、吡啶與氨基鈉反應,生成a-氨基吡啶,如果a位已被占據,則得g-氨基吡啶,但產率很

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