有机化学(武汉大学)2 碳正离子共97页

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4.碳正离子与碳负离子

4.碳正离子与碳负离子

有机化学基本理论主讲人:史达清4. 碳正离子与碳负离子碳正离子、碳负离子是有机化学中非常重要的两类活性中间体,我们有必要掌握这两类活性中间体的结构、生成方法及影响稳定性的因素。

(1)碳正离子碳正离子是指碳原子带有正电荷的三价化合物,对碳正离子的研究是最早且最深入的,被称为物理有机化学的基础,许多有机反应历程的研究概念和方法都起始于碳正离子的研究工作。

(a)碳正离子的结构碳正离子的中心碳原子是sp2 杂化的平面型结构,正电荷在p 轨道中:例外:下面的几个实例是例外,这是由于它们都不能形成空的p 轨道形式,如乙烯正离子,乙炔正离子是线型结构,有一个空的sp 杂化轨道,苯基正离子C6H5+则有一个空的sp2杂化轨道,但它们都很难生成,因为空轨道与π 体系相互垂直,正电荷得不到分散。

(b)碳正离子的生成方法离解是形成碳正离子的一个主要方法,离解时,与碳原子相连的基团带着一对对子离去。

苯磺酸根离子和卤离子是常用的较好的离去基团。

卤代物中的卤离子还可以在Ag+ 或Lewis 酸存在下脱去而生成碳正离子。

例如:醇一般是在酸作用下,将不容易离去的羟基转变成易离去的水离去,可以形成碳正离子:伯胺一般先用亚硝酸重氮化得到重氮盐,再脱氮得到碳正离子:如果生成的碳正离子具有芳香性,那么这些碳正离子就比较容易生成。

例如:另一类产生碳正离子的方法是质子或其它带正电荷的原子团或Lewis 酸对不饱和体系的加成。

例如:(c)碳正离子的稳定性凡是能够使碳正离子的正电荷得到分散的,则碳正离子比较稳定;相反,如果使碳正离子的正电荷集中,则碳正离子更不稳定。

其影响因素主要有:(i) 诱导效应给电子的诱导效应(+I)使碳正离子稳定;而吸引电子的诱导效应(-I),使碳正离子不稳定。

例如:(ii) 共轭效应给电子的共轭效应(+C)使碳正离子稳定;而吸电子的共轭效应(-C)使碳正离子不稳定。

例如:(iii) 空间效应由于碳正离子是平面型结构,如果正电荷在桥头碳原子上,由于桥的刚性结构,难以形成平面型,所以该碳正离子的稳定性比较差,例如:1-氯双环[2.2.1]庚烷的乙醇解速度比叔丁基氯慢1013倍。

碳正离子

碳正离子

有机活性中间体——碳正离子的研究一、碳正离子的生成在有机化学反应中碳正离子可以通过不同的方法产生,主要有以下三种。

1、直接离子化[1]在化合物的离解过程中,以共价键的异裂方式产生碳正离子。

最常见的为卤代烃的异裂,在离解过程中,与碳原子相连的卤原子带着一对电子离去,产生碳正离子。

R—X →R+ +X-在这个反应中,极性溶剂的溶剂化作用是生成碳正离子的重要条件。

反应是可逆的,反应生成难溶物或用SbF5作为Lewis酸生成稳定SbF6一,会使反应向右进行,有利于碳正离子的生成。

R—Br+ Ag+→R++ AgBr ;R—F+SbF5→R++SbF6-。

但是醇、醚、酰卤在酸或Lewis酸的催化下也可以离解为碳正离子。

R一0H →R+-OH2→R++H20 ;CH3COF+BF3-→CH3CO++BF4-利用超强酸可以从非极性化合物如烷烃中,夺取负氢离子而生成碳正离子。

(CH3)3CH + SbF5·FSO3H →(CH3)3C++ SbF5·FSO3-+H22、间接离子化[2]主要由其它正离子对中性分子加成而产生的碳正离子,最常见的为烯烃的亲电加成反应和芳环上的亲电取代反应。

C CH;+NO223、其它生成的途径由其它较容易获得的碳正离子转换成较稳定的难以获得的碳正离子。

常见的有重氮基正离子脱N2而生成碳正离子。

RN R +N2;N 2+N2二、碳正离子的结构碳正离子带有正电荷,其结构是由其本身所决定的,碳正离子的中心碳原子为三价,价电子层仅有六个电子,根据杂化轨道理论,其构型有两种可能:一种是中心碳原子处于sp 3杂化状态下的角锥构型,另一种是中心碳原子处于sp 2杂化状态下的平面构型(见下图)。

SP 3杂化角锥构型 SP 2杂化平面构型在这两种构型中,以平面构型比较稳定,这一方面是由于平面构型中与碳原子相连的三个基团相距最远,空间位阻最小;另一方面是sp2杂化的s成份较多,电子更靠近于原子核,也更为稳定;再一方面空的P轨道伸展于平面两侧,便于溶剂化。

碳正离子

碳正离子

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共轭效应可以明显稳定碳正离子
缺电子的p-Π共轭 共轭 缺电子的
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3.2 空间效应 中心碳原子连接的基团越大,则张力越大, 中心碳原子连接的基团越大,则张力越大,有利于碳正 离子的形成。 离子的形成。
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3.3 溶剂效应 溶剂化在形成碳正离子的过程中起着重要作用。 溶剂化在形成碳正离子的过程中起着重要作用。 3.4 芳构化效应 根据休克尔规则,共面、 根据休克尔规则,共面、 共轭, 电子数等于4n+2 共轭,π电子数等于 的环状体系具有芳香性, 的环状体系具有芳香性, 因此也比较稳定。 因此也比较稳定。
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4.与烯烃加成生成更大的碳正离子 卤素,氢卤酸, 卤素 氢卤酸,水、硫酸、有机酸、 氢卤酸 硫酸、有机酸、 醇、酚,次卤酸与烯烃加成
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5. 重排反应,如Wagner-Meerwein重排,Demyanov 重 排,频哪醇重排生成更稳定的碳离子
(1)瓦格涅尔-米尔外因重排反应(Wagner-Meerwein重排) 是醇失水反应中,中间体碳正离子发生1,2-重排反应,并伴随有 氢、烷基或芳基迁移的一类反应 当醇羟基的b-碳原子是个仲碳原子(二级碳原子)或叔碳原子(三级碳原 子)时,在酸催化脱水反应中,常常会发生重排反应,得到重排产物:
R3C:X →R3C++XLOGO
所形成的碳正离子R 一个正电荷,配位数为3, 所形成的碳正离子 3C+,一个正电荷,配位数为 ,中 心原子以三个sp 杂化轨道和三个原子成键, 心原子以三个 2杂化轨道和三个原子成键,三个键轴构 成平面,空着的p轨道垂直于平面 正电荷集中在p轨道上 轨道垂直于平面, 轨道上。 成平面,空着的 轨道垂直于平面,正电荷集中在 轨道上。 取代基R的共轭效应 诱导效应和立体效应, 的共轭效应, 取代基 的共轭效应,诱导效应和立体效应,以及烷基的 超共轭效应都能对碳正离子其稳定作用。 超共轭效应都能对碳正离子其稳

碳正离子

碳正离子

第一节碳正离子含有带有正电荷的三价碳原子的基团,是有机化学反应中常见的活性中间体。

很多离子型的反应是通过生成碳正离子活性中间体进行的,同时碳正离子也是研究得最早、最深入的活性中间体,很多研究反应历程的基本概念和方法都起始于碳正离子的研究,因此,有人认为碳正离子的研究是理论有机化学的基础。

一.碳正离子的生成碳正离子可以通过不同方法产生,主要有下面三种:1.中性化合物异裂,直接离子化化合物在离解过程中,与碳原子连接的基团带着一对电子离去,发生共价键的异裂,而产生碳正离子,这是生成碳正离子的通常途径。

明显的实例如:在这样的过程中,极性溶剂的溶剂化作用是生成碳正碳离子的重要条件。

反应生成难溶解的沉淀也可影响平衡,使反应向右进行,而有利于碳正离子的生成,例如Ag+可以起到催化碳正离子生成的作用。

R-Br + Ag → AgBr↓ + R+SbF5作为Lewis酸,又可生成稳定的SbF6-,也有利于碳正离子的生成。

R-F + SbF5 → R+ + SbF6-在酸或Lewis酸的催化下,醇、醚、酰卤也可以离解为碳正离子,例如:利用酸性特强的超酸甚至可以从非极性化合物如烷烃中,夺取负氢离子,而生成碳正离子。

由于碳正离子在超酸溶液中特殊的稳定性,很多碳正离子结构和性质的研究是在超酸中进行的,利用超酸可以制备许多不同碳正离子的稳定溶液。

2.正离子对中性分子加成,间接离子化质子或带电荷的基团在不饱和键上的加成也可生成碳正离子。

如烯键与卤化氢的加成,第一步生成碳正离子。

羰基酸催化的亲核加成,首先质子化形成碳正离子,更有利于亲核试剂进攻。

芳环上的亲电取代反应,如硝化是由+NO2正离子进攻,形成σ络合物,这是离域化的碳正离子。

3.由其他正离子生成碳正离子可以由其他正离子转变得到,例如重氮基正离子就很容易脱氮而生成芳基正离子。

也可以通过一些较易获得的正离子而制备更稳定但难于获得的碳正离子,例如用三苯甲基正离子可以夺取环庚三烯的负氢离子而获得离子。

碳正离子

碳正离子

结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
碳正离子与自由基一样,是一个活泼的中间体。碳正离子有一个正电荷,最外层有6个电子。带正电荷的碳原 子以sp2杂化轨道与3个原子(或原子团)结合,形成3个σ键,与碳原子处于同一个平面。碳原子剩余的P轨道与 这个平面垂直。碳正离子是平面结构。
1963年有报道,直接观察到简单的碳正离子,证明了它的平面结构,为它的存在及其结构提供了实验依据。 根据带正电荷的碳原子的位置,可分为一级碳正离子,二级碳正离子和三级碳正离子。 碳正离子的结构与稳定性直接受到与之相连接的基团的影响。它们稳定性的一般规律如下: (1)苄基型或烯丙型一般较稳定; (2)其它碳正离子是:3°>2°>1°; 而烯丙型,苄基型的碳正离子与二级碳正离子的稳定性比较,尚有争论。 (可以用超共轭解释不同碳正离子的稳定性) 碳正离子越稳定,能量越低,形成越容易。
第一个溶液中稳定的碳正离子的NMR图谱在1958年时由Doering等人所发表.其为七甲基苯离子 (heptamethylbenzenium ion),由六甲基苯加上氯化铝、氯甲烷所制成.Story等人于1960制备出稳定的7norbornadienyl阳离子,借由norbornadienyl chloride与-80℃下溶于液态二氧化硫的四氟硼酸银反应产 生.此NMR图谱显示出一个非传统的中间物(第一个发现的非传统稳定离子) 1962年,Olah借由核磁共振直接发现 三级丁基碳阳离子跟溶于魔酸(magic acid)里的三级丁基氟一样稳定.Norbornyl阳离子的NMR图谱最先由 Schleyer等人发表,而Saunders等人则显示出屏障间质子抢夺的过程.
形成过程
碳正离子的形成过程大概是这样的: C+上原本连有一个电负性较大的或者吸电子的基团(如-Br, -OH等) 那么这个基团就会将它连接的碳上的电子吸引过去使该碳稍微显正电性吸电子基团在适当溶液中还可能带着一对 电子离去(例如Br- ),那么剩下的烃基就形成了碳正离子。

第三章碳正离子

第三章碳正离子

举例:
CH 3 H 3 C C Br
CH 3
Rate -limiting step
H3C
CH 3 C+
CH 3
Fast + Br -
step
OH 2
H
CH 3 H 3 C C OH
CH 3
OH 2
H3C
CH 3 H
CO
H CH 3
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SN1 反应势能图:
G# RX + :Nu -
R + + :X Carbocation intermediate
pKR+=log[R+]/[ROH] + HR
当反应达到平衡、 [R+]=[ROH]时,pKR+ = HR (酸度函 数);
pKR+ 愈大, 碳正离子愈稳定。
H
7
China Pharmaceutical University
一些碳正离子的pKR+值
碳正离子
三苯基甲基 4-甲氧基三苯基甲基 4-硝基三苯基甲基 二苯基甲基 三环丙基甲基 环庚三烯正离子 三苯基环丙烯基
AcOH
+ OBs
OAc
5
OBs
6
7
4
1
+
3
2
OAc
OAc
7
4
5
OAc
6
3
1
2
有旋光
3
4
7
5
外消旋 OAc 1
2Leabharlann 6OAc7
4
5
6
4
3
5
1
+2
3
6

碳正离子

碳正离子

有机活性中间体——碳正离子的研究一、碳正离子的生成在有机化学反应中碳正离子可以通过不同的方法产生,主要有以下三种。

1、直接离子化[1]在化合物的离解过程中,以共价键的异裂方式产生碳正离子。

最常见的为卤代烃的异裂,在离解过程中,与碳原子相连的卤原子带着一对电子离去,产生碳正离子。

R —X →R + +X - 在这个反应中,极性溶剂的溶剂化作用是生成碳正离子的重要条件。

反应是可逆的,反应生成难溶物或用SbF 5作为Lewis 酸生成稳定SbF 6一, 会使反应向右进行,有利于碳正离子的生成。

R —Br+ Ag +→R ++ AgBr ; R —F+SbF5→R ++SbF 6-。

但是醇、醚、酰卤在酸或Lewis 酸的催化下也可以离解为碳正离子。

R 一0H → R +-OH 2→R ++H 20 ; CH 3COF+BF 3-→CH 3CO ++BF 4-利用超强酸可以从非极性化合物如烷烃中,夺取负氢离子而生成碳正离子。

(CH 3)3CH + SbF 5·FSO 3H →(CH 3)3C ++ SbF 5·FSO 3-+H 2 2、间接离子化[2]主要由其它正离子对中性分子加成而产生的碳正离子,最常见的为烯烃的亲电加成反应和芳环上的亲电取代反应。

CCH;+NO223、其它生成的途径由其它较容易获得的碳正离子转换成较稳定的难以获得的碳正离子。

常见的有重氮基正离子脱N 2而生成碳正离子。

RN R +N2 ;N 2+N2二、碳正离子的结构碳正离子带有正电荷,其结构是由其本身所决定的,碳正离子的中心碳原子为三价,价电子层仅有六个电子,根据杂化轨道理论,其构型有两种可能:一种是中心碳原子处于sp 3杂化状态下的角锥构型,另一种是中心碳原子处于sp 2杂化状态下的平面构型(见下图)。

SP 3杂化角锥构型 SP 2杂化平面构型在这两种构型中,以平面构型比较稳定,这一方面是由于平面构型中与碳原子相连的三个基团相距最远,空间位阻最小;另一方面是sp 2杂化的s 成份较多,电子更靠近于原子核,也更为稳定;再一方面空的P 轨道伸展于平面两侧,便于溶剂化。

第五讲 高等有机碳正离子

第五讲 高等有机碳正离子

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2. 空间效应 从理论上讲,碳正离子采取的是sp2杂化形式,它所拥有的
三个原子(或基团)之间的夹角应是120°,但事实上,大多数情况 下这三个原子(或基团)不相同,该平面结构并非是对称性的120° 空间伸展,而是由于基团的相对排斥产生偏差,这样的斥力我 们称为背张力,基团越大,背张力越大,越有利于离去基团的 离去,越有利于碳正离子的生成,其离子的稳定性越大。此外, 背张力促进溶剂解的作用也特别明显。
一步反应
中间体
E1
二步反应
E2
反应进程
由反应物转变为产物,可以是一步完成(只经过一个过渡 态);也可以分两步完成(经过两个过渡态),中间可瞬时 生成具有一定稳定性的中间体。如果一个反应有n个活泼中 间体,则会有n+1个过渡态。
66-6
A + B 过渡态 反应物
C+D 产物
A + B 过渡态1 反应物
通过拉曼光谱、核磁共振及红外光谱等可以证明,简 单的烷基碳正离子均为平面结构。
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例外 如三苯甲基碳正离子,由于三个苯基的空间作用,不 处在同一平面,苯环之间彼此互为54°角,呈螺旋桨形 结构;苯正离子和炔正离子的正电荷不可能处在P轨 道上,而是分别处在sp2和sp杂化轨道上;桥头碳正离 子也不能采取平面构型。
活泼中间体 过渡态2
C+D 产物








自 由 基
卡 宾
66-7
有 机 化 学 常 用 稳 定 性 ( Stability ) 和 反 应 活 性 (Reactivity)来讨论物种的性质。
① 稳定性(Stability)
稳定性是指物种维持稳定存在状态和性质不变的能力, 是分子的内在性质,是热力学性质。一般而言,物种基态 的HOMO能级低或LUMO能级高则其能量低,稳定性大, 反之则相反。

高等有机化学第九章 碳正离子

高等有机化学第九章 碳正离子

9.1 碳正离子的定义碳正离子(carbonium ion) 是带有正电荷的含碳离子,是一类重要的活性中间体,可用R3C+表示(R为烷基)。

碳正离子及其反应于20世纪20年代由C.K.英戈尔德等提出的。

碳正离子可以认为是通过共价C-C 单键中一对电子的异裂反应而产生,式中X为卤素。

早期,人们通过冰点降低法测定离子数目,用以证明正碳离子的存在。

近年来超强酸的发现,使得能够在低温下制备碳正离子的稳定络合物,从而可以研究它们的结构和性质。

9.3 碳正离子的结构与稳定性可以利用sp2或sp 3杂化轨道形成化学键。

它们是平面的或角锥型的。

C 具有p-π共轭的平面碳正离子刚性结构桥头角锥型碳正离子角锥型碳正离子相对要不稳定。

刚性结构张力越大,碳正离子越不稳定。

结晶紫和孔雀绿多另9.4 碳正离子的生成a.脱掉某些基这些基团最好对碳原子是一个极弱的亲核性的氯离子、溴离子、碘离子都是弱的亲核性的,但是碳酸基,特别是那些具有吸电子基团的,是更好的脱掉的基团。

下列基团是在溶剂解反应中常遇到的脱掉的基团。

b.质子化d.溶剂解几乎任何一个卤化物、醇、酯在介质如硫酸、氟磺酸、五氟化锑等中,都可以形成稳定的碳正离子。

在酸的水溶液中,时常也能形成这样的碳正离子。

d.烯烃加成烯烃只需要质子化就可以,同时没有脱掉的基团。

许多试剂如卤素对烯烃的加成,就是通过碳正离子进行的。

e.重氮化反应9.5 非经典碳正离子邻位基团C=C π键和C-C及C-H σ键参与形成的碳正离子中间体,叫作非经典(或桥连的)碳正离子。

在经典碳正离子中,正电荷定域在一个碳原子上,或者与未共用电子对、或在烯丙基位置的双键或三键共轭而离域化。

在非经典碳正离子中,正电荷通过不在烯丙基位置的双键或三键,或通过一个单键而离域化。

(1) C =C 作为邻位基团最引人注目的是对甲苯磺酸-7-原冰片烯酯的乙酸解比对甲苯磺酸-7-原冰片酯的快1011倍,并且保持构型不变。

1:2:比较上图(A)、(B)、(C) 在140°C的乙酸解的速度,得到的结果是1:13.3:148,中间体是一致的,中间体在两个碳原子上有部分正电荷,而且被甲基所稳定化。

碳正离子.ppt

碳正离子.ppt

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B. 1,2-H原子位移:
CC H
CC H
CC H
总之,由于在SN1反应中生成了C+,因此 引发了重排,可以说碳架的重排是SN1反应的另 一特点。
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5. Markovnikov’s Rule
在不对称的烯烃中, HX 可以按照不同的方式加成, 但只 有一个是占优势的 如果反应只在一个方向上进行, 为区域专一性的 (regiospecific)反应,如果同时得到不同方向的反应 产物,但以一种为主,则为区域选择性 (regioselective)反应 Markovnikov 在十九世纪发现 在烯烃的HX加成中,H 总是加在含氢较多的碳上,称为Markovnikov’s rule
碳正离子
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1. 碳正离子的结构特点及其形成
碳原子外层轨道含有6个电 子,需要接受一对电子才能满 足C原子外层的稳定结构,因 而它是非常活泼的反应中间体, 是非常强的Lewis酸。结构如 右图:
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2. 碳正离子的稳定性
以溴代烷为例,不同结构的溴代烷的C—Br键异 裂,生成C+,所需能量如下:
CC H
CC H
总之,由于在SN1反应中生成了C+,因此引发了重
排,可以说碳架的重排是SN1反应的另一特点。
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4. SN1反应的速度与烷基结构的关系
O
R W + CF3COOH H W + ROCCF3
CH3
CH3
CH3 C W > CH3 CH W > CH3 CH2 W > CH3 W

碳正离子

碳正离子

碳正离子碳正离子是一种带正电的极不稳定的碳氢化合物。

分析这种物质对发现能廉价制造几十种当代必需的化工产品是至关重要的。

欧拉教授发现了利用超强酸使碳正离子保持稳定的方法,能够配制高浓度的碳正离子和仔细研究它。

他的发现已用于提高炼油的效率、生产无铅汽油和研制新药物。

碳正离子与自由基一样,是一个活泼的中间体。

碳正离子有一个正电荷,最外层有6个电子。

带正电荷的碳原子以SP2杂化轨道与3个原子(或原子团)结合,形成3个σ键,与碳原子处于同一个平面。

碳原子剩余的P轨道与这个平面垂直。

碳正离子是平面结构。

1963年有报道,直接观察到简单的碳正离子,证明了它的平面结构,为它的存在及其结构提供了实验依据。

根据带正电荷的碳原子的位置,可分为一级碳正离子,二级碳正离子和三级碳正离子。

碳正离子的结构与稳定性直接受到与之相连接的基团的影响。

它们稳定性的一般规律如下:(1)苄基型或烯丙型一般较稳定;(2)其它碳正离子是:3°>2°>1°;碳正离子越稳定,能量越低,形成越容易,加成速度也越快,可见碳正离子的稳定性决定烯烃加成的取向。

碳正离子根据结构特点不同可分为:经典碳正离子和非经典碳正离子碳负离子(Carbanion)指的是含有一个连有三个基团,并且带有一对孤对电子的碳的活性中间体。

碳负离子带有一个单位负电荷,通常是四面体构型,其中孤对电子占一个sp3 杂化轨道。

通过比较相应酸的酸性大小,可以大致判断碳负离子的稳定性大小。

一般地,具有能稳定负电荷的基团的碳负离子具有较高的稳定性。

这些基团可以是苯基、电负性较强的杂原子(如O,N,基团如-NO2、-C(=O)-、-CO2R、-SO2-、-CN和-CONR2等)或末端炔烃(也可看作电负性的缘故),例如,三苯甲烷、三氰基甲烷、硝基甲烷和1,3-二羰基化合物具有较强的酸性。

除此之外,不同于缩酮,缩硫酮的α氢也具有较强的酸性。

这可以用硫的3d轨道与C-S键σ*轨道的超共轭效应来解释。

第五讲 高等有机碳正离子ppt课件

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水 解 COOC H 2 5
t Bu
a- 反应物稳定性低, 由于基团较小,过渡 态比基态有较小的空 间要求,所需活化能 少,反应活性高。
OH

O

OH
66-14
c) 有时反应物的稳定性和反应活性之间没有规律。 稳定性
H C 3 HC CH CH 3

H C CH 3 3 HCCH

H C CH C H CH 2 3 2
66-11
② 反应活性(Reactivity)
反应活性是指物种反应速度的快慢,涉及反应活化能 E 的大小,是动力学性质。同一底物在不同反应条件下的活性 差别可能很大。 同一底物在不同反应条件下的活性差别很大。如,自 由基在惰性气氛下是很稳定的,一旦有氧气存在,其稳定 性又极差,生存期变得极短(活性变大),很快就反应掉 了。
中间体越稳定,越容易生成,相应的过渡态也越容易 形成,反应活性就越大。
66-16
5.2 碳正离子
碳正离子是有机化学反应中常见的活性中间体,对 它的稳定性和反应活性的研究对某些有机反应历程的阐 明是十分重要的,同时对碳正离子稳定性的研究,有助
于判断反应是按何种反应历程进行,有助于推断反应所 生成的主要产物。


66-4
反应机理所要解决的问题

反应是如何开始的? 产物生成的合理途径? 经过了什么中间体?

反应条件起什么作用? 决速步骤是哪一步? 副产物是如何生成的?

大部分有机反应都是经由活泼中间体而生成产物的, 活泼中间体是理解有机化学反应机理的关键。
66-5
过渡态与活泼中间体 过渡态 活化能Ea
与溴加成的相对速率:18:27:1 与氯加成的相对速率:50:63:1

环式结构体系中的双碳正离子

环式结构体系中的双碳正离子

环式结构体系中的双碳正离子双碳正离子是一类具有重要化学性质的化合物。

它们在有机化学中具有广泛的应用,尤其在有机合成和有机反应中起着重要的作用。

在本文中,我们将重点介绍两个碳原子通过共价键连接在一起的双碳正离子。

双碳正离子通常是由于两个碳原子之间的一对共价键的裂解而形成的。

这是因为双碳正离子中的两个碳原子具有共同的正电荷,它们之间的共价键断裂会导致一个电子被带走,形成正离子。

这个正离子通常以孤立的离子的形式存在,能够稳定地存在于溶液中。

双碳正离子在有机合成中的应用非常广泛,尤其是作为间断的反应中间体。

例如,在烯烃的加成反应中,双碳正离子可以作为一个临时的正电荷中心,从而导致烯烃的电子云迁移到碳正离子上。

这种化学反应使得双碳正离子在有机合成中起着重要的作用。

除了作为反应中间体之外,双碳正离子还可以直接参与有机反应。

例如,它们可以作为质子化试剂参与亲核加成反应。

在这种反应中,双碳正离子会将正电荷转移到亲核试剂上,从而导致亲核试剂与其他化合物发生反应。

这种反应在化学合成中具有广泛的应用,可以产生多种不同的化学物质。

此外,双碳正离子还可以作为催化剂参与一些有机反应。

例如,在烯烃的异构化反应中,双碳正离子可以作为催化剂促使烯烃发生异构化。

这种反应在合成具有特定结构的有机化合物时非常有用,可以产生多种不同的化学反应产物。

总之,双碳正离子是环式结构体系中的重要化合物,具有广泛的应用。

它们在有机化学中起着重要的作用,在有机合成和有机反应中具有多种应用。

通过对双碳正离子的研究,我们可以更好地理解和掌握有机化学中的化学反应机理,进而为有机合成和有机化学研究提供更多的可能性和方法。

有机化学武汉大学2碳正离子

有机化学武汉大学2碳正离子
I CH 3
重排生成更稳定的碳正离子,并进一步得到重排产物, 这是生成碳正离子的有力证明
8. Markovnikov’s Rule与形成稳定碳正 离子的关系
按照马氏规则得到的产物是生成稳定碳正离子的产物
H 3CC C3 C H 2H++ H I
C3H H 3CCC2H
IH
CH 3
H3C
C +
CH 2
有机化学武汉大学2碳正离子
a) 反应的立体化学性质
顺式-2-丁烯对Br2加成形成外消旋(racemize)化合物
Br S
H
CH3
Br
H CH3
a
H CH3
Br Br
H
H CH3
CH3 b
H
CH3
Br a
S Br
H R CH3
b
Br
Br
H R CH3
反式-2-丁烯加Br2形成内消旋(meso)的化合物
Br H2C CH2
Br-
CH2Br—CH2Br
Cl-
CH2Br—CH2Cl
I-
CH2Br—CH2I
NO3-
H2O
CH2Br—CH2ONO2 CH2Br—CH2OH2
-H+ CH2Br—CH2OH
由于NaCl,NaI等不能单独与烯烃反应,只有加Br2 ,生成三员环 的Br+,才有可能反应,证明该反应分两步。
C3 HH
CH3 C CH3 H
异 辛 烷
历程
H3C
CH3
C CH2 H
H3C
CH3 C
H2C CH3
CH3
H3C C CH3
CH3
C CH3 H3C
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66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做,明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生,以及整个命运 的,只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
有机化学(武汉大学)2 碳正离子
11、用道德的示范来造就一个人,显然比用法律来约束他更有价值ห้องสมุดไป่ตู้—— 希腊
12、法律是无私的,对谁都一视同仁。在每件事上,她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由,因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样,法律和法律都是相互依存的。——伯克
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