高等有机化学教案3反应机理概述
高等有机化学——反应机理
β α β α
独特的C=C键（变色龙）
ⅱ.不要把正电荷与亲电性混淆
CH2=OCH3
+
CH2-OCH3
+
亲电性的原子是C原子，不是O原子。 Me2N=CH2
+
Me2N-CH2
+
酸性条件和碱性条件：pKa值
酸性条件和碱性条件：pKa值
ROCO2R < ROCONR2 < R2NCONR2 < RCO2-。
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：
（以上规则的重要性依次降低）
请判断那个共振结构更稳定：
.. + MeO CH3
+
+
-
-
+
MeO CH2
Me2C O
Me2C O
（规则2 ，规则3）
Me2C O
（规则4）
（规则2 > 规则4）
4. 如何画共振结构？
如何画共振结构？
如何画共振结构？
如何画共振结构？
如何画共振结构？
如何画共振结构？
与化学反应性没有必然的关系！
例如：
CH3+， NH4+ .CH3， BF3 （形式电荷都是+1价的，C是缺电子的而N不是） （都具有缺电子性，但都没有形式电荷）
高等有机化学 第三章 亲核取代反应(2010)
31
R
CH3CH2 CH2=CHCH2
C6H5CH2
相对速度： 1
40
120
⑤ -C是桥头碳，分子的立体结构使亲核试
剂没有从背面进攻的可能，所以这样的化
合物不能按SN2反应历程进行反应。
L
32
（2）离去基团(L)的性质
一般来说，离去基团越容易离去，
SN2越快。反应时，L是带着原来与
相对速度: 1
410-1
310-2
110-5
其中，新戊基与异丁基相比，SN2的速度
大大下降，这也是位阻的结果。
28
② -C是不饱和碳，SN2很难发生。如乙烯基
卤化物和芳基卤化物都很难水解。
.. C=CH X
p- 共轭效应，X 很难离去
CH2=CH X
X
很难水解！
29
③ 若-C上连有C=O、CN等吸电子基团，
RX + Y:
例如
RY + X:
-
NaI CH3CHCH2CN acetone CH3CHCH2CN
Br
I
11
LiBr CH2OTs acetone
CH2Br
CH3CH(CH2)5CH3 + PhS - ethanol CH3CH(CH2)5CH3 SPh OTs
12
（3）正离子底物 + 中性亲核体
的条件。这种条件变化使负离子稳定性产
生差异，对于不同的卤素，影响程度是不
同的。卤原子愈小，影响程度愈大。所以 RCl、RBr 和RI在DMF中的相对活性差距， 与醇水溶液中的差距相比就大了。
38
（3）亲核试剂性质的影响
亲核试剂的亲核性愈强，浓度愈高，反
高等有机化学——反应机理PPT课件
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.
在此要注意两条规则： ⅰ.在吸电子基团的β位的C原子上具有亲电性。不是α位上的C原子。如：
β α
βα
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独特的C=C键（变色龙）
ⅱ.不要把正电荷与亲电性混淆
+
CH2=OCH3
+
CH2-OCH3
亲电性的原子是C原子，不是O原子。
+
Me2N=CH2
+
Me2N-CH2
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酸性条件和碱性条件：pKa值
亲核试剂是具有能量较高的电子的化合物，能够形成新 的化合键。 具有亲核性的原子可以是中性的，也可以带有负电荷。
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亲核试剂（Nucleophiles）
亲核试剂可以分为三种类型：
孤对电子亲核试剂； σ键亲核试剂； π键亲核试剂。
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孤对电子亲核试剂
孤对电 子亲核
试剂 第5页/共82页
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亲核性
ⅱ. 当亲核性原子的位阻变大时，亲核性大大下降，而碱性 稍有增加。
亲核性：t-BuO- << EtO-
碱性：t-BuO- > EtO-;
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iii 负电荷的离域使碱性大大下降；相对而言，亲核性则只 是部分下降
化学教案有机反应机理讲解
3.分析：分析并解释一些常见的有机化学反应机理，引导学生进行思考和理解。
4.练习：给出一些有机化学反应机理的练习题，让学生进行练习和巩固所学知识。
5.总结：对本节课的内容进行总结，强调重点和难点。
五、教学评价
1.课堂参与度：观察学生在课堂上的积极参与程度和提问回答情况。
板书设计
-有机化学反应机理：介绍有机化学反应机理的基本概念，强调其在有机化学中的重要性和应用。
-反应机理：详细解释反应机理的定义和作用，以及如何理解和分析有机化学反应机理。
-实例分析：提供具体的有机化学反应机理实例，帮助学生理解和记忆基本概念。
2.重点详细阐述②：有机化学反应机理的类型
-类型分类：介绍不同类型的有机化学反应机理，包括加成反应、消除反应、重排反应等。
6.学生自我评价：鼓励学生进行自我评价，反思他们在学习过程中的优点和不足，促进他们的自我学习和改进。
7.家长反馈：与家长进行沟通，了解学生在家中的学习情况和遇到的问题，共同关注和支持学生的学习进步。
教师评价与反馈：根据以上评价结果，教师应及时给予学生反馈，表扬他们的优点和进步，指出他们的不足并提供改进建议。同时，教师应根据学生的表现调整教学方法和策略，以更好地满足学生的学习需求，促进他们的全面发展。
2.拓展建议：
-鼓励学生阅读相关的期刊论文，了解有机化学反应机理的研究前沿，提高他们的学术素养。
-指导学生如何利用学术网站查找有机化学相关的资料，培养他们的信息检索能力。
-建议学生参加在线课程，系统学习有机化学反应机理的知识，提高他们的理论水平。
-引导学生阅读科普文章，增强他们对有机化学反应机理的理解，并能够将其应用到实际生活中。
高等有机化学课件3反应与机理4
Step1
Y
+ N2
Step2
Y
反应为一级，按说速度同 ArN2 X 的浓度有 关，但这里如果增加 ArN2 X 的浓度，产物 将变成ArX，所以实际速度仍与浓度无关，反 而降低了产率。 例子： ArN2
+I ArI (合成ArI的重要方法)
ArF + N2 + BF3
ArN2 BF4
(Schiemann反应,是目前引入F到芳环的最重要方法)
如cresol：
OH X CH3
+
X OH + CH3 X CH3 OH
即o－，p－基团优先于m-基团，强o－，p －基团优先于弱o－，p－基团。几个基团活 化作用强弱顺序： O－，NH2，OH，NR2 > OROCOR, NNHCOR>R ,Ar > 卤素 > m-定位基
2）其它都一样时，第三基团不进入处于 间位的两基团之间的位置，尤其是当 取代基（环上的或进攻的）的体积增 大时更是如此。
3-4-2 亲电取代
芳环亲电取代反应是研究得最为透彻的反应 之一，也是有机化学和精细化工讲得最多的 反应。 亲电取代反应举例： 1) 硝化反应（Nitration）
ArH + HNO 3
H2SO4
ArNO2
2) 磺化反应（Sulfonation）
ArH + H2SO4
ArSO2OH
溴化反应（Bromination） Fe ArBr ArH + Br2
共轭的推电子大于诱导的吸电子b卤素原子的共轭效应对于芳正离子的稳定作用小于场效应i使得芳正离子的稳定性不如无取代的苯正离子故表现为去活化作用但邻对位取代的芳正离子比间位取代的芳正离子更稳定所以表现为邻对位的定位效应
化学教学有机化学反应机理
化学教学有机化学反应机理化学教学——有机化学反应机理引言：有机化学反应机理是有机化学中的核心内容之一，它涉及到有机化学反应的步骤、中间产物和反应条件等方面。
掌握有机化学反应机理对于理解有机化学的本质和应用具有重要意义。
本文将从有机化学反应机理的概念、分类、研究方法以及相关实例展开阐述。
一、概念及分类有机化学反应机理是指有机化合物在反应中发生的各种步骤以及中间产物的生成和消耗过程。
根据反应的机理不同，可以将有机化学反应分为以下几类：1. 加成反应：加成反应是指在有机化合物中的双键或三键上加入一个原子团或基团的反应，分为电子亲和性试剂的加成反应和亲电试剂的加成反应。
2. 消除反应：消除反应是指有机化合物中某些原子或基团被消去的反应，常见的消除反应有氢化消除、脱水杂化消除、氮气杂化消除等。
3. 变位反应：变位反应是指有机化合物中的一个原子或基团发生位置变化的反应，常见的变位反应有分子间和分子内的氢原子迁移反应、烯烃的异构化反应等。
4. 取代反应：取代反应是指有机化合物中一个原子或基团被另一个原子或基团所取代的反应，包括取代反应、亲核取代反应和芳香亲核取代反应等。
5. 重排反应：重排反应是指有机化合物中的一部分或全部原子或基团重新排列形成不同结构的新化合物的反应。
二、研究方法研究有机化学反应机理的方法主要包括实验研究和计算化学研究。
1. 实验研究：实验研究主要通过对反应物、产物及反应条件的变化进行控制和分析，来推断反应机理。
常用的实验方法包括动力学研究、同位素标记法、中间体的观察和分离等。
2. 计算化学研究：计算化学研究通过构建反应的分子模型，运用量子力学和密度泛函理论等方法，计算反应的能垒、活化能和反应速率等参数，从而得到反应机理的信息。
三、相关实例以下列举几种常见的有机化学反应机理及其实例。
1. 亲电加成反应：例如醇的酸催化酯化反应，反应物醇和酸催化剂通过质子化生成活化的羟基离子，然后羟基离子与酯化试剂亲电结合形成酯。
高等有机化学—反应机理
高等有机化学—反应机理
4.1.1 Classes of Pericyclic Reactions
Electrocyclic reactions (ring openings or ring
高等有机化学—反应机理
2、电环化反应
2.1、典型反应
高等有机化学—反应机理
2.1、典型反应
高等有机化学—反应机理
2.1、典型反应
高等有机化学—反应机理
2.1、典型反应
高等有机化学—反应机理
练习4.1
高等有机化学—反应机理
2.1、典型反应
高等有机化学—反应机理
2.1、Favorskii rearrangement
高等有机化学—反应机理
高等有机化学—反应机理
高等有机化学—反应机理
高等有机化学—反应机理
高等有机化学—反应机理
Normal electron-demand Diels–Alder reactions
Most Diels–Alder reactions occur with what is called normal electron-demand, in which an electron-rich (nucleophilic) diene reacts with an electronpoor (electrophilic) dienophile.
四种周环反应总结
高等有机化学—反应机理
高等有机化学—反应机理
立体专一性
高等有机化学—反应机理
Polyene MOs
化学反应中的有机化学反应机理
化学反应中的有机化学反应机理在有机化学中，化学反应机理是研究反应物转化为产物的过程以及中间体的形成和消失的基础。
化学反应机理相当于一场演出中的剧本，它是研究不同有机化学反应之间相似性与差异性的重要手段。
本篇文章将以有机化学反应机理为主题，介绍化学反应机理的基本概念及其实际应用。
一、化学反应机理的基本概念化学反应机理是研究反应物与产物之间变化规律的学科，其立足点是通过实验探究化学反应的内在本质。
反应机理的研究主要包括反应路径、反应间障、反应底物、反应中心等方面。
其中，反应路径是指从反应物到产物的过程中，化学键的形成和断裂所经过的路径，其数学函数表示一条从反应物到产物的垂直通道（路径上的自由能最低点称之为反应间障），它是化学反应机理研究的核心问题。
二、有机化学反应机理的分类有机化学反应机理分类方法较多，以下介绍其中最常见的分类方式：1. 根据反应速率规律分类其基本思想是根据反应速率规律，将有机反应分为径内步限速、表面反应限速、分子间反应限速。
其中，径内步限速指反应的最慢步骤是在单个反应物的分子内部完成的；表面反应限速指反应的最慢步骤是在反应物分子与反应表面发生的反应；分子间反应限速指反应的最慢步骤在分子间发生，并易受温度和浓度等因素影响。
2. 根据反应机理分类其基本思想是根据反应中间体的形成是否存在，将有机反应分为直接反应和间接反应。
其中，直接反应指反应物直接转化为产物；间接反应指在反应物与产物之间形成了一个或多个中间体，在间接反应中，反应中间体的形成和消失是整个反应过程中的关键环节。
3. 根据反应类型分类其基本思想是根据反应所涉及的化学反应类型，将有机反应分为加成反应、消除反应、取代反应等。
其中，加成反应通常指反应物中的多重化学键与另一个化合物中的某些化学键相互结合形成单独的化学键；消除反应通常指在化合物中某些化学键断裂，使这些原子在某种方式下减少；取代反应指化合物中的某些原子被其他原子替换。
三、实际应用化学反应机理不仅可以预测反应的转化率和产物的生成，还可以为有机合成、催化剂设计等提供基础支持。
化学选修5《有机化学反应机理》教学设计
化学选修5《有机化学反应机理》教学设
计
一、课程简介
本选修课程为有机化学方向的高级课程，旨在让学生通过对有机反应机理的深入研究，增强对于有机反应的理解和把握，提高解决有机化学问题的能力。
二、教学目标
1. 掌握有机反应机理研究的基本概念和方法，具备分析、解释和预测新反应机理的能力；
2. 深入了解各种有机反应的机理及其相关反应规律，理解该领域新进展；
3. 熟悉有机反应机理研究的主要手段，掌握涉及反应机理的合成和分析技术；
4. 能够发现有机反应机理研究中存在的问题，提出自己的见解和解决方案；
5. 提高阅读和写作有机化学文献的能力。
三、教学内容
1. 有机反应机理的基本概念和方法；
2. 主要有机反应的机理及其相关反应规律；
3. 有机反应机理研究的主要手段；
4. 涉及反应机理的合成和分析技术；
5. 有机反应机理研究中存在的问题及解决方案。
四、教学方式
本课程采用讲授、案例分析、讨论和实验等多种教学方法相结合。
五、教学进度
本课程共分为16学时，具体进度安排如下：
六、考核方式
本课程采用课堂考勤、作业和期末考试相结合的方式进行考核。
高中专题化学反应原理教案
高中专题化学反应原理教案
目标：通过本课学习，学生能够理解化学反应的基本原理，掌握反应类型、化学方程式的
写法，以及反应速率和反应机制的基本概念。
一、导入
教师简要介绍化学反应的概念，引导学生思考日常生活中的一些反应现象，如铁生锈、火
焰燃烧等。
并提出以下问题：化学反应是如何发生的？为什么会发生？有哪些不同的反应
类型？
二、学习反应类型
1. 合成反应：A + B → AB
2. 分解反应：AB → A + B
3. 单替换反应：A + BC → AC + B
4. 双替换反应：AB + CD → AD + CB
教师通过实例演示以上不同类型的化学反应，并引导学生掌握反应类型的区分和化学方程
式的写法。
三、探讨反应速率和反应机制
1. 反应速率：反应物转化为生成物的速度。
教师介绍影响反应速率的因素，并进行相关实
验观察和讨论。
2. 反应机制：反应过程中的分子间的相互作用步骤。
教师引导学生理解反应机制的基本概念，并进行相关案例分析。
四、总结
教师总结本课学习内容，指导学生复习巩固，帮助学生掌握化学反应原理的基本知识，并
提出相关练习作业。
五、作业
1. 完成相关习题，巩固化学反应类型和化学方程式的写法。
2. 实验探究：自行设计一个实验，观察不同条件下化学反应的速率变化，并撰写实验报告。
六、拓展
可以引导学生了解更多的化学反应类型和实际应用，如催化剂在反应中的作用等。
这样的教案可以帮助学生全面理解化学反应原理，建立基础知识并培养实验探究能力，从而提高学生的学习兴趣和探究能力。
高等有机化学——反应机理-3
Aldol reaction的立体化学
练习
（安息香缩合反应）
Retro-aldol 反应
Knoevenagel 缩合反应
（催化剂为三级胺时反应不好）
Knoevenagel 缩合反应
（E1cb消除）
共轭加成反应
Michael 加成反应
Robinson annulation
Robinson annulation
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
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
亲核性
ⅱ. 当亲核性原子的位阻变大时，亲核性大大下降，而碱 性 稍有增加。 亲核性：t-BuO- << EtO碱性：t-BuO- > EtO-;
iii 负电荷的离域使碱性大大下降；相对而言，亲核性则 只是部分下降
亲核性
iv. 非质子极性溶剂可以溶解阴离子，因此化合物的碱性 和亲核性都会增加，但亲核性增加得更多。
第一步（ Michael 加成反应）
Robinson annulation
第二步（ Aldol 加成反应）
Robinson annulation
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。
沈阳药科大学高等有机化学课件(胡春版)——第三章 有机反应总论
三、反应机理的研究方法 3. 同位素标记
在机理研究中常常用同位素效应和同位数标记来 确定反应历程。
三、反应机理的研究方法 3. 同位素标记
（1）同位素效应
最常用的是用氘来代替氕，当反应底物中的 一个原子被它的同位素取代后，对它的化学反应 性没有影响，但反应速度有显著的影响。同位素 效应分一级同位素效应和二级同位素效应。 一级同位素效应：在决定速度步骤中与同位 素直接相连的键发生断裂的反应中所观察到的效 应, 其值通常在KH/KD 为2或更高。 二级同位素效应：在反应中与同位素直接相 连的键不发生变化，而是分子中其它化学键变化 所观察到的效应，其值通常在KH/KD = 0.7-1.5范 围内。
N
CN
-
-
O
+
O C-
O N
O C N H
N
hydrolysis ( NH
3
)
H OH O H
+
O H C O
-
N
O C
N O
O hydrolysis COOH + NO 2
-
an acyl nit rit e
Rosenblum Observations (1960)
Observation I: Inst ead of nit rite, molecular nit rogen was a by-product of t he von Richt er reaction. Apparent ly, in t he 1871 von Richt er paper, nitrit e had never been demonstrated to be a by-product. It had been deduced based on stoichiometry considerations. In t he revised Bunnet t mechanism, amm onia and nit rit e are stipulat ed by-products of the von Richter reaction. Ammonia and nit rit e can react t o form ammonium nitrit e which, upon heat ing, decom poses t o give molecular nitrogen and wat er. NH 3 t o an on-going von Richt er reaction, Upon addit ion of t he only molecular nit rogen obt ained contained no nitrogen-15! If t he revised Bunnet t mechanism were correct , the added NH 3 and the expelled NO 2 (from t he last st ep) should have produced N
高等有机化学——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。 ）
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。
极性反应（Polar Reaction）
在极性反应中，亲核试剂与亲电试剂发生反应。 大部分极性反应是在酸性或碱性条件下进行的。
1. 亲核试剂（Nucleophiles）
亲核试剂是具有能量较高的电子的化合物，能够形成新的 化合键。具有亲核性的原子可以是中性的，也可以带有负 电荷。
2. 亲电试剂（Electrophiles）
1.2共振论
1 、共振论：当一个分子，离子或自由基按价键规则可以写出一个以上的 Lewis 结 构式时，共轭分子的真实结构就是由这些可能的经典结构式的杂化体 。这样的 Lewis 结构式称为共振式，相应的结构可看作是共振结构。（不同的共振式像是字 母，和在一起才是一个单词）
2.共振式的书写规则：
碱性条件下的反应机理：
酸性条件和碱性条件：pKa值
酸性条件下的反应机理：
酸性条件和碱性条件：pKa值
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。