高等有机化学-碳一碳重键的加成反应
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• 其结果是因为其本身的空间位阻较大造成的。
10 . 3 影响亲电加成反应活性的因素
• 不饱和烃的亲电加成反应活性,不仅与其结构有关,还与 亲电试剂、反应条件等因素有关。
• ( 1 )不饱和烃结构对加成反应活性的影响 • 在亲电加成反应中,C 一C 是电子的给予体,因此,双键
上的电子云密度越高,其亲电加成反应速率越快。从反应 的过渡状态或活性中间体来看,无论是翁离子还是碳正离 子,都是带正电荷的,因此,若正电荷能得到分散,其反 应速率也一定加快。某些烯烃与溴加成的相对速率如表10 一3 所示。
• ( 1 )电子效应
• 在基础有机化学中已论述过不对称烯烃(或炔烃)与不对 称试剂的亲电加成是按M 彻.kovnikov 规则进行的。但 发现有些亲电加成反应似乎并不完全遵循这一规则,例如
• 然而,从亲电加成的反应机理出发去分析上述实验事实, 均可得到合理的解释。因为不对称烯烃与不对称试剂(如 HX )的加成取向是由决定反应速率的关键步骤― 碳正离 子中间体来决定的。
10.4.1 烃基结构的影响
• 碳一碳双键与HX 加成,立体选择性与烯烃的结构有关。 1 )非共轭烯烃与HX 的加成,以反式加成占优势。
• 1, 2 一二甲基环己烯、环己烯、1, 2 一二甲基环戊烯、 环戊烯、顺式和反式2 一丁烯等的加成就是这种情况,如
• 卤素与烯烃的加成也是反式加成,其中以Br2的选择性最 强,而C12差一些。如Br2与顺(反)式2-丁烯的加成
由基进攻重键碳原子,分别生成碳正离子、碳负离子和自 由基中间体,然后生成的中间体再分别与负离子、正离子 或自由基(或中性分子)反应,完成整个加成过程。 • 第四种途径是试剂同时进攻两个重键碳原子,它是一步完 成的协同反应,故又称为协同加成。至于反应按哪种途径 进行,取决于反应底物、进攻试剂的性质和反应条件。本 章只介绍碳一碳重键的亲电加成反应。
E 键是决定反应速率的关键步骤。
• 碳正离子机理为下面实验事实所支持。鉴于反应的决速步 骤是碳正离子的生成,因此我们可以预料:如果一个反应 能生成稳定的碳正离子中间体,那么,该反应就应该属于 经过碳正离子中间体的AdE2机理,例如,下面两个反应所 生成的碳正离子中间体的正电荷均可通过, - p 超共轭 效应和p-共轭效应而得到分散。
• 这是因为对于中间体为环状翁离子的反应,第二步Nu 一 总是从背面与不饱和碳原子结合,且与两个不饱和碳原子 结合的概率均等,故顺式异构体得到苏式的外消旋体,而 反式异构体得到赤式的内消旋体。
• 2)当双键与一个能稳定碳正离子中间体的基团共轭时, 顺式加成趋势明显增加。
• 如:顺式和反式一1 一苯基丙烯、4一叔丁基一1 一苯基 环己烯与HX 加成,主要得到顺式加成产物。这是因为在 这些反应中生成的苄基碳正离子,不仅其正电荷可以通过 p 共轭效应分散到苯环上而得到稳定,而且还可以与X 一形成离子对,并在分子的同一侧,这样X-便就近从同侧 与C +结合,生成顺式加成产物。
10 . 1 碳一碳重键的亲电加成反应机理
• 碳一碳双键是由一个较强的键和一个较弱的键构成的。 电子受原子核的束缚力较小,流动性较大,故比电子 容易极化。由于键的存在,它对双键碳原子起着屏蔽作 用,从而不利于亲核试剂的进攻,相反,却有利于亲电试 剂的进攻,而发生亲电加成反应。
• 碳一碳重键与亲电试剂的加成反应是分两步进行的,这一 结论得到了许多实验事实的支持,如乙烯与溴的加成,如 果在反应体系中加入其他亲核试剂,除得到预期产物1 , 2 一二溴乙烷外,还有其他加成物掺杂其中。
• 那么,烯烃的亲电加成反应在什么情况下是按AdE3 机理 进行的呢?一般分以下两种情况。
• 1 )当烯烃与HX 加成时,若生成不太稳定的碳正离子, 此时需要另一分子HX 提供X 一与之结合,以生成稳定的 产物。反应机理可表示如下:
• 2)当烯烃与卤素(如:Br2 )加成时, 若使用极性小的溶剂或高浓度卤素,反应 倾向于按AdE3 机理进行。因为此时在过 渡状态中,第二个卤素分子可以帮助第一 个卤素分子极化。
• 其反应机理可表示如下:
• 这里应该指出的是:烯烃与Br2 或I2的加成反应,在适当 条件下可以按AdE3 机理进行,但与C12 的加成却只能按 AdE2 机理进行。这是因为Br2或I2 可以采用较高的配位 数与键配合,而C1 原子则不能。
10 . 2 亲电加成反应的取向
• 当不饱和烃和亲电试剂均为不对称分子时,就有两种加成 可能,即有位置选择性或专一性问题。
第十章 碳一碳重键的加成反应
• 碳一碳重键(C =C 和C≡C )的加成反应是涉及不饱和化 合物的两个重键碳原子重新杂化(sp2 sp3 或spsp2 sp3 )的有关过程,最终生成稳定的加成产物。
• 其加成反应的基本途径有四种: • 亲电加成、亲核加成、自由基加成和环加成。 • 前三种途径为两步反应,首先是亲电试剂、亲核试剂或自
• 当不饱和碳原子所连的四个基团相同时(R2C =CR2 ) , E 十和Nu 一无论按哪种方式加成,其结果都是一样的。然 而,当不饱和碳原子所连的四个基团不完全相同时(RCH =CHR ) ,加成方式不同,就会得到不同的互为立体异构 体的产物,如下式所示:
• 烯烃加成的立体选择性与试剂的性质、烯烃的结构、反应 条件等因素有关。
• 可以作为通过碳正离子中间体机理的另一个有利证据是: 某些烯烃的加成反应,得到的不是预期的加成产物,而是 重排产物。例如,( E )一2, 2, 5, 5 一四甲基一3 一 己烯用氯处理,可以得到经碳正离子中间体重排后的产物 2, 2, 4, 5 一四甲基一3,5 一二氯己烷。
• 2)翁离子机理
• 值得注意的是:虽然通过翁离子机理进行的加成反应,其 产物为反式加成的结果,但不认为所有的反式加成产物都 是通过翁离子中间体得到的。
10.1.2 三分子亲电加成反应
• 三 分 子 亲 电 加 成 反 应 , 以 AdE3 ( trimolecular electrophilic addition )表示 • 可能的加成方式是一分子亲电试剂先与碳-碳双键中的键 络合,生成络合物,然后另一分子亲电试剂再从反面进攻, 生成反式加成产物。
• 对于例② 、例③ 而言,一CF3和(CH3)3N +一强的吸电 子诱导效应,使碳一碳双键发生极化,导致H +加到了含 氢较少的双键碳原子上。
• 而且由此生成的碳正离子6 , 8 要比按“马氏”规则加成 生成的碳正离子5 , 7 稳定,因为后者的正电荷与原来的 正电中心邻近,使得整个体系的稳定性降低。
• 由表可见,当双键碳原子连有供电子基团时,不仅能使C =C 双键上的电子云密度增加,而且能使中间体的正电荷 得到分散,降低了反应所需的活化能,从而加速反应的进 行。供电子基团的数目越多,供电子能力越强,反应速率 也越快(但不是按比例增加)。
• 相反,当双键碳原子连有吸电子基团时,随其数目的增多 或吸电子效应增强,反应速率减慢,甚至会改变反应机理。 一般情况下,若双键碳原子连有三个或四个强吸电子基团 时,反应通常是按亲核加成机理进行的。例如,随着丙烯 分子中 一H 原子逐一被电负性较大的氯原子所取代,其 亲电加成反应速率依次减慢:
• 对于碳一碳叁键,尽管其不饱和程度比碳 一碳双键大,但亲电加成反应活性通常情 况下要比双键差。这不仅是因为叁键的键 长较短,核对电子的束缚较牢,提供电子 的能力不如双键;还因为其反应中间体中 正电荷所处的p 轨道与键垂直,其正电 荷得不到分散,因而不容易形成。
• 当分子中同时含有双键和叁键(非共轭体系)时,一般情 况下,亲电试剂都是加到双键上,而叁键保持不变。但也 有例外,例如,叁键处于碳链末端的烯炔类化合物,加H +时则优先发生在叁键上。
• 对叁键的加成是立体选择性的反式加成。如丁炔二酸与溴 加成,生成的产物中(E)-2, 3-二溴丁烯二酸占70 %。
• 近年来,应用超酸和NMR 谱已经检测出翁离子的存在。例 如,2,3 一二甲基2,3 一二溴丁烷于一60 ℃ 、在液体 SO2 中与SbF5反应,生成离子对。从NMR 谱所获得的信号 表明12个氢原子都是等同的,这说明了溴翁离子的存在。
• 再如,炔烃与氯在甲醇溶液中进行加成时,也得到混合加 成产物。
• 上述实验事实都令人信服地说明反应不是按一步机理进行 的。否则,在反应产物中就不会有预期外的产物。 另外,动力学研究表明,烯烃与不同亲电试剂的加成表现 出两种不同的反应级数,一种是动力学二级反应,另一种 是动力学三级反应,下面分别讨论之。
• 例如:E-1 一苯基丙烯分别与Br2、C12和HBr 加成,其反 式加成产物分别为88%、33%和12%。这是因为环状翁离 子的相对稳定性次序是
• 越是稳定的翁离子在反应过程中越容易生成,进攻试剂从 翁离子背后与不饱和碳原子结合生成反式加成产物的比例 越大。由于C1 的电负性比Br 大,故生成氯翁离子中间体 要比溴翁离子困难。而氢翁离子中间体通常认为是很难形 成的,所以反式加成产物相当少。
• 简单烯烃和非共轭烯烃与Br2、H0I、RSCI 、ArSCI 等亲 电试剂的加成,通常被认为是按翁离子机理进行的亲电加 成反应。
• 在双分子亲电加成反应中,翁离子机理亦被许多实验事实 所支持,如立体化学(反式加成)、热力学和动力学数据 等。例如,早在1911 年McKenzie 和Fischer 就证明了用 溴处理马来得到2 , 3 一二溴丁二酸的外消旋混合物, 而处理富马酸则得到内消旋化合物。
• 2) 亲电试剂对加成活性的影响 对于一个给定的烯烃,HX 的相对活性次序是:
HI > HBr > HCI > HF
HF 对烯烃的加成最困难,且在加成时易引发催化聚合。 对于一个给定的烯烃,X2的相对活性次序是:
F2>C12 > Br2>I2
F2的加成过于猛烈而难以控制,而I2 的活性较低,加成 较难进行。
• 卤素与烯烃的加成亦是如此。如:顺一1 一苯基丙烯与 Br2加成,其顺式加成产物的比例增加,而且这种影响随 苯基的增多而增大。
• 某些芳烃与卤素的加成反应,通常亦是以顺式加成为主, • 碳碳三键的加成通常也是反式加成为主,如
10.4.2 亲电试剂的影响
• 不同亲电试剂与C =C 双键化合物的加成,其立体选择性 也不一样。
• 苯乙烯类化合物与卤化氢等不对称试剂加成的取向与上述 情况相似,即越稳定的碳正离子越容易生成。
• 碳正离子9 因存在p 一共轭效应而使正电荷得到分散, 故比碳正离子10 稳定。苯乙烯随着苯环上连有的基团不 同,其加成取向也将发生一定变化。
• 2) 立体效应
• 不对称烯烃与不对称试剂加成时,立体效应也起着重要的 作用,其影响如表10 一2所示。
10 . 4 亲电加成反应的立体化学
• 碳一碳双键的两个碳原子和与其直接相连的四个原子皆位 于同一平面。因此,当亲电试剂E - Nu 与C =C 双键加成 时,作为试剂的两部分E+和Nu-可以从平面的同侧加成, 也 可 以 从 平 面 的 异 侧 加 成 , 前 者 称 为 顺 式 加 成 ( Syn addition ) ,而后者称为反式加成(anti addition )。
10.1.1 双分子亲电加成反应
• 双分子亲电加成反应在动力学上表现为二级反应,用AdE2 ( bimolecular electrophilic addition)
• 双分子亲电加成反应机理按其反应中间体可分为两种情况 ― 碳正离子机理和翁离子(亦称桥离子)机理。
• ( 1 )碳正离子机理 • 反应的第一步,即亲电试剂E 十加到双键碳原子上生成C-
• 中间体碳正离子的稳定性将取决于基团R 的电子效应。当 R 为供电子基时,碳正离子1 比2 稳定;反之,当R 为吸 电子基时,碳正离子2 比1 稳定。
• 由此我们可以对上述反应解释如下: • 对于例① ,反应所以遵循“马氏”规则,是亲核试剂H
十与双键加成可能生成两种碳正离子中间体,其中3 因氯 带有未共用电子对的p 轨道可与带正电荷的碳原子空的p 轨道相互重叠,从而使正电荷得到分散,故比4 稳定,容 易生成。
10 . 3 影响亲电加成反应活性的因素
• 不饱和烃的亲电加成反应活性,不仅与其结构有关,还与 亲电试剂、反应条件等因素有关。
• ( 1 )不饱和烃结构对加成反应活性的影响 • 在亲电加成反应中,C 一C 是电子的给予体,因此,双键
上的电子云密度越高,其亲电加成反应速率越快。从反应 的过渡状态或活性中间体来看,无论是翁离子还是碳正离 子,都是带正电荷的,因此,若正电荷能得到分散,其反 应速率也一定加快。某些烯烃与溴加成的相对速率如表10 一3 所示。
• ( 1 )电子效应
• 在基础有机化学中已论述过不对称烯烃(或炔烃)与不对 称试剂的亲电加成是按M 彻.kovnikov 规则进行的。但 发现有些亲电加成反应似乎并不完全遵循这一规则,例如
• 然而,从亲电加成的反应机理出发去分析上述实验事实, 均可得到合理的解释。因为不对称烯烃与不对称试剂(如 HX )的加成取向是由决定反应速率的关键步骤― 碳正离 子中间体来决定的。
10.4.1 烃基结构的影响
• 碳一碳双键与HX 加成,立体选择性与烯烃的结构有关。 1 )非共轭烯烃与HX 的加成,以反式加成占优势。
• 1, 2 一二甲基环己烯、环己烯、1, 2 一二甲基环戊烯、 环戊烯、顺式和反式2 一丁烯等的加成就是这种情况,如
• 卤素与烯烃的加成也是反式加成,其中以Br2的选择性最 强,而C12差一些。如Br2与顺(反)式2-丁烯的加成
由基进攻重键碳原子,分别生成碳正离子、碳负离子和自 由基中间体,然后生成的中间体再分别与负离子、正离子 或自由基(或中性分子)反应,完成整个加成过程。 • 第四种途径是试剂同时进攻两个重键碳原子,它是一步完 成的协同反应,故又称为协同加成。至于反应按哪种途径 进行,取决于反应底物、进攻试剂的性质和反应条件。本 章只介绍碳一碳重键的亲电加成反应。
E 键是决定反应速率的关键步骤。
• 碳正离子机理为下面实验事实所支持。鉴于反应的决速步 骤是碳正离子的生成,因此我们可以预料:如果一个反应 能生成稳定的碳正离子中间体,那么,该反应就应该属于 经过碳正离子中间体的AdE2机理,例如,下面两个反应所 生成的碳正离子中间体的正电荷均可通过, - p 超共轭 效应和p-共轭效应而得到分散。
• 这是因为对于中间体为环状翁离子的反应,第二步Nu 一 总是从背面与不饱和碳原子结合,且与两个不饱和碳原子 结合的概率均等,故顺式异构体得到苏式的外消旋体,而 反式异构体得到赤式的内消旋体。
• 2)当双键与一个能稳定碳正离子中间体的基团共轭时, 顺式加成趋势明显增加。
• 如:顺式和反式一1 一苯基丙烯、4一叔丁基一1 一苯基 环己烯与HX 加成,主要得到顺式加成产物。这是因为在 这些反应中生成的苄基碳正离子,不仅其正电荷可以通过 p 共轭效应分散到苯环上而得到稳定,而且还可以与X 一形成离子对,并在分子的同一侧,这样X-便就近从同侧 与C +结合,生成顺式加成产物。
10 . 1 碳一碳重键的亲电加成反应机理
• 碳一碳双键是由一个较强的键和一个较弱的键构成的。 电子受原子核的束缚力较小,流动性较大,故比电子 容易极化。由于键的存在,它对双键碳原子起着屏蔽作 用,从而不利于亲核试剂的进攻,相反,却有利于亲电试 剂的进攻,而发生亲电加成反应。
• 碳一碳重键与亲电试剂的加成反应是分两步进行的,这一 结论得到了许多实验事实的支持,如乙烯与溴的加成,如 果在反应体系中加入其他亲核试剂,除得到预期产物1 , 2 一二溴乙烷外,还有其他加成物掺杂其中。
• 那么,烯烃的亲电加成反应在什么情况下是按AdE3 机理 进行的呢?一般分以下两种情况。
• 1 )当烯烃与HX 加成时,若生成不太稳定的碳正离子, 此时需要另一分子HX 提供X 一与之结合,以生成稳定的 产物。反应机理可表示如下:
• 2)当烯烃与卤素(如:Br2 )加成时, 若使用极性小的溶剂或高浓度卤素,反应 倾向于按AdE3 机理进行。因为此时在过 渡状态中,第二个卤素分子可以帮助第一 个卤素分子极化。
• 其反应机理可表示如下:
• 这里应该指出的是:烯烃与Br2 或I2的加成反应,在适当 条件下可以按AdE3 机理进行,但与C12 的加成却只能按 AdE2 机理进行。这是因为Br2或I2 可以采用较高的配位 数与键配合,而C1 原子则不能。
10 . 2 亲电加成反应的取向
• 当不饱和烃和亲电试剂均为不对称分子时,就有两种加成 可能,即有位置选择性或专一性问题。
第十章 碳一碳重键的加成反应
• 碳一碳重键(C =C 和C≡C )的加成反应是涉及不饱和化 合物的两个重键碳原子重新杂化(sp2 sp3 或spsp2 sp3 )的有关过程,最终生成稳定的加成产物。
• 其加成反应的基本途径有四种: • 亲电加成、亲核加成、自由基加成和环加成。 • 前三种途径为两步反应,首先是亲电试剂、亲核试剂或自
• 当不饱和碳原子所连的四个基团相同时(R2C =CR2 ) , E 十和Nu 一无论按哪种方式加成,其结果都是一样的。然 而,当不饱和碳原子所连的四个基团不完全相同时(RCH =CHR ) ,加成方式不同,就会得到不同的互为立体异构 体的产物,如下式所示:
• 烯烃加成的立体选择性与试剂的性质、烯烃的结构、反应 条件等因素有关。
• 可以作为通过碳正离子中间体机理的另一个有利证据是: 某些烯烃的加成反应,得到的不是预期的加成产物,而是 重排产物。例如,( E )一2, 2, 5, 5 一四甲基一3 一 己烯用氯处理,可以得到经碳正离子中间体重排后的产物 2, 2, 4, 5 一四甲基一3,5 一二氯己烷。
• 2)翁离子机理
• 值得注意的是:虽然通过翁离子机理进行的加成反应,其 产物为反式加成的结果,但不认为所有的反式加成产物都 是通过翁离子中间体得到的。
10.1.2 三分子亲电加成反应
• 三 分 子 亲 电 加 成 反 应 , 以 AdE3 ( trimolecular electrophilic addition )表示 • 可能的加成方式是一分子亲电试剂先与碳-碳双键中的键 络合,生成络合物,然后另一分子亲电试剂再从反面进攻, 生成反式加成产物。
• 对于例② 、例③ 而言,一CF3和(CH3)3N +一强的吸电 子诱导效应,使碳一碳双键发生极化,导致H +加到了含 氢较少的双键碳原子上。
• 而且由此生成的碳正离子6 , 8 要比按“马氏”规则加成 生成的碳正离子5 , 7 稳定,因为后者的正电荷与原来的 正电中心邻近,使得整个体系的稳定性降低。
• 由表可见,当双键碳原子连有供电子基团时,不仅能使C =C 双键上的电子云密度增加,而且能使中间体的正电荷 得到分散,降低了反应所需的活化能,从而加速反应的进 行。供电子基团的数目越多,供电子能力越强,反应速率 也越快(但不是按比例增加)。
• 相反,当双键碳原子连有吸电子基团时,随其数目的增多 或吸电子效应增强,反应速率减慢,甚至会改变反应机理。 一般情况下,若双键碳原子连有三个或四个强吸电子基团 时,反应通常是按亲核加成机理进行的。例如,随着丙烯 分子中 一H 原子逐一被电负性较大的氯原子所取代,其 亲电加成反应速率依次减慢:
• 对于碳一碳叁键,尽管其不饱和程度比碳 一碳双键大,但亲电加成反应活性通常情 况下要比双键差。这不仅是因为叁键的键 长较短,核对电子的束缚较牢,提供电子 的能力不如双键;还因为其反应中间体中 正电荷所处的p 轨道与键垂直,其正电 荷得不到分散,因而不容易形成。
• 当分子中同时含有双键和叁键(非共轭体系)时,一般情 况下,亲电试剂都是加到双键上,而叁键保持不变。但也 有例外,例如,叁键处于碳链末端的烯炔类化合物,加H +时则优先发生在叁键上。
• 对叁键的加成是立体选择性的反式加成。如丁炔二酸与溴 加成,生成的产物中(E)-2, 3-二溴丁烯二酸占70 %。
• 近年来,应用超酸和NMR 谱已经检测出翁离子的存在。例 如,2,3 一二甲基2,3 一二溴丁烷于一60 ℃ 、在液体 SO2 中与SbF5反应,生成离子对。从NMR 谱所获得的信号 表明12个氢原子都是等同的,这说明了溴翁离子的存在。
• 再如,炔烃与氯在甲醇溶液中进行加成时,也得到混合加 成产物。
• 上述实验事实都令人信服地说明反应不是按一步机理进行 的。否则,在反应产物中就不会有预期外的产物。 另外,动力学研究表明,烯烃与不同亲电试剂的加成表现 出两种不同的反应级数,一种是动力学二级反应,另一种 是动力学三级反应,下面分别讨论之。
• 例如:E-1 一苯基丙烯分别与Br2、C12和HBr 加成,其反 式加成产物分别为88%、33%和12%。这是因为环状翁离 子的相对稳定性次序是
• 越是稳定的翁离子在反应过程中越容易生成,进攻试剂从 翁离子背后与不饱和碳原子结合生成反式加成产物的比例 越大。由于C1 的电负性比Br 大,故生成氯翁离子中间体 要比溴翁离子困难。而氢翁离子中间体通常认为是很难形 成的,所以反式加成产物相当少。
• 简单烯烃和非共轭烯烃与Br2、H0I、RSCI 、ArSCI 等亲 电试剂的加成,通常被认为是按翁离子机理进行的亲电加 成反应。
• 在双分子亲电加成反应中,翁离子机理亦被许多实验事实 所支持,如立体化学(反式加成)、热力学和动力学数据 等。例如,早在1911 年McKenzie 和Fischer 就证明了用 溴处理马来得到2 , 3 一二溴丁二酸的外消旋混合物, 而处理富马酸则得到内消旋化合物。
• 2) 亲电试剂对加成活性的影响 对于一个给定的烯烃,HX 的相对活性次序是:
HI > HBr > HCI > HF
HF 对烯烃的加成最困难,且在加成时易引发催化聚合。 对于一个给定的烯烃,X2的相对活性次序是:
F2>C12 > Br2>I2
F2的加成过于猛烈而难以控制,而I2 的活性较低,加成 较难进行。
• 卤素与烯烃的加成亦是如此。如:顺一1 一苯基丙烯与 Br2加成,其顺式加成产物的比例增加,而且这种影响随 苯基的增多而增大。
• 某些芳烃与卤素的加成反应,通常亦是以顺式加成为主, • 碳碳三键的加成通常也是反式加成为主,如
10.4.2 亲电试剂的影响
• 不同亲电试剂与C =C 双键化合物的加成,其立体选择性 也不一样。
• 苯乙烯类化合物与卤化氢等不对称试剂加成的取向与上述 情况相似,即越稳定的碳正离子越容易生成。
• 碳正离子9 因存在p 一共轭效应而使正电荷得到分散, 故比碳正离子10 稳定。苯乙烯随着苯环上连有的基团不 同,其加成取向也将发生一定变化。
• 2) 立体效应
• 不对称烯烃与不对称试剂加成时,立体效应也起着重要的 作用,其影响如表10 一2所示。
10 . 4 亲电加成反应的立体化学
• 碳一碳双键的两个碳原子和与其直接相连的四个原子皆位 于同一平面。因此,当亲电试剂E - Nu 与C =C 双键加成 时,作为试剂的两部分E+和Nu-可以从平面的同侧加成, 也 可 以 从 平 面 的 异 侧 加 成 , 前 者 称 为 顺 式 加 成 ( Syn addition ) ,而后者称为反式加成(anti addition )。
10.1.1 双分子亲电加成反应
• 双分子亲电加成反应在动力学上表现为二级反应,用AdE2 ( bimolecular electrophilic addition)
• 双分子亲电加成反应机理按其反应中间体可分为两种情况 ― 碳正离子机理和翁离子(亦称桥离子)机理。
• ( 1 )碳正离子机理 • 反应的第一步,即亲电试剂E 十加到双键碳原子上生成C-
• 中间体碳正离子的稳定性将取决于基团R 的电子效应。当 R 为供电子基时,碳正离子1 比2 稳定;反之,当R 为吸 电子基时,碳正离子2 比1 稳定。
• 由此我们可以对上述反应解释如下: • 对于例① ,反应所以遵循“马氏”规则,是亲核试剂H
十与双键加成可能生成两种碳正离子中间体,其中3 因氯 带有未共用电子对的p 轨道可与带正电荷的碳原子空的p 轨道相互重叠,从而使正电荷得到分散,故比4 稳定,容 易生成。