有机反应机理-PPT课件
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有机反应机理课件Chapter 3 Condensation reactions
一 定义
一个能提供亲核碳负离子的化合物(给体) 与一个能提 供亲电共轭体系(受体)的化合物，在碱性催化剂作用下，发 生亲核1,4-共轭加成反应，此类反应称为麦克尔加成 (Michael, A.)反应。 1,4-addition to ,-unsaturated carbonyl compounds
反应式
O
给体
O + CH 2 =CH-CH=O
受体
EtO EtOH
-
CH 3 CCH 2 CCH 3
O α β (CH 3 C) 2 CH CH 2 CH 2 CHO
5 4 3 2 1 1 ,5 -二 羰 基 化 合 物
常用碱性催化剂：
, Et 3 N, KOH, EtONa, (CH
3 ) 3 COK,
O CH 3 CC H 3 + CH 2 O + M e 2 NH H C l
O
Mannich反应
+
-
CH 3 CC H 2 C H 2 N (CH 3 ) 2 H C l
CH3I
胺的甲基化反应
O
CH 3 CC H 2 C H 2 N (CH 3 ) 3 I
OH-
形成四级铵碱
O CH 3 CC H = CH 2
Chapter 3 Condensation reactions
第3章 缩合反应
第一节 Mannich 反应--氨甲基化反应 第二节 Michael 加成反应
第三节 Robinson 增环反应
第四节 Wittig 反应和Wittig-Horner 反应
第五节 Perkin 反应和 Knoevenagel 反应
+ O O
O
O
一个能提供亲核碳负离子的化合物(给体) 与一个能提 供亲电共轭体系(受体)的化合物，在碱性催化剂作用下，发 生亲核1,4-共轭加成反应，此类反应称为麦克尔加成 (Michael, A.)反应。 1,4-addition to ,-unsaturated carbonyl compounds
反应式
O
给体
O + CH 2 =CH-CH=O
受体
EtO EtOH
-
CH 3 CCH 2 CCH 3
O α β (CH 3 C) 2 CH CH 2 CH 2 CHO
5 4 3 2 1 1 ,5 -二 羰 基 化 合 物
常用碱性催化剂：
, Et 3 N, KOH, EtONa, (CH
3 ) 3 COK,
O CH 3 CC H 3 + CH 2 O + M e 2 NH H C l
O
Mannich反应
+
-
CH 3 CC H 2 C H 2 N (CH 3 ) 2 H C l
CH3I
胺的甲基化反应
O
CH 3 CC H 2 C H 2 N (CH 3 ) 3 I
OH-
形成四级铵碱
O CH 3 CC H = CH 2
Chapter 3 Condensation reactions
第3章 缩合反应
第一节 Mannich 反应--氨甲基化反应 第二节 Michael 加成反应
第三节 Robinson 增环反应
第四节 Wittig 反应和Wittig-Horner 反应
第五节 Perkin 反应和 Knoevenagel 反应
+ O O
O
O
大学有机化学课件ppt课件
大。
烯烃的化学性质
活泼，可发生加成、氧化、聚 合等反应。
炔烃
炔烃的定义和通式
含有碳碳三键的烃类化合物，通 式为CnH2n-2。
炔烃的命名
选择含有三键的最长碳链为主链， 从靠近三键的一端开始编号。
炔烃的物理性质
随着碳原子数的增加，炔烃的熔 沸点逐渐升高，密度逐渐增大。
炔烃的化学性质
活泼，可发生加成、氧化、聚合 等反应。
质谱法应用
在有机化学中，质谱法可用于确定有机化合物的 分子量、分子式及结构信息。
核磁共振波谱法
核磁共振基本原理
01
利用核自旋磁矩在外加磁场中的能级分裂和跃迁产生的信号进
行检测。
核磁共振波谱仪的构成
02
包括磁体、射频系统、检测系统、数据处理系统等部分。
核磁共振波谱法应用
03
在有机化学中，核磁共振波谱法可用于确定有机化合物的结构、
有机化学在日常生活中的应用
有机高分子材料、功能材料和复 合材料等广泛应用于建筑、交通、 电子和航空等领域。
有机化学在环境监测、污染治理 和可持续发展等方面也发挥着重 要作用，为保护环境、维护生态 平衡做出了贡献。
医药领域 材料领域 农业领域 环境领域
有机化学在药物合成、新药研发 和药物分析中发挥着重要作用， 为人类健康事业做出了巨大贡献。
大学有机化学课件ppt课件
目录
• 有机化学概述 • 烃类化合物 • 烃的衍生物 • 有机合成与反应机理 • 有机化学分析方法与技术 • 有机化学前沿领域及挑战
01
有机化学概述
Chapter
有机化学定义与发展
定义
有机化学是研究有机化合物的结 构、性质、合成和反应机理的科
学。
烯烃的化学性质
活泼，可发生加成、氧化、聚 合等反应。
炔烃
炔烃的定义和通式
含有碳碳三键的烃类化合物，通 式为CnH2n-2。
炔烃的命名
选择含有三键的最长碳链为主链， 从靠近三键的一端开始编号。
炔烃的物理性质
随着碳原子数的增加，炔烃的熔 沸点逐渐升高，密度逐渐增大。
炔烃的化学性质
活泼，可发生加成、氧化、聚合 等反应。
质谱法应用
在有机化学中，质谱法可用于确定有机化合物的 分子量、分子式及结构信息。
核磁共振波谱法
核磁共振基本原理
01
利用核自旋磁矩在外加磁场中的能级分裂和跃迁产生的信号进
行检测。
核磁共振波谱仪的构成
02
包括磁体、射频系统、检测系统、数据处理系统等部分。
核磁共振波谱法应用
03
在有机化学中，核磁共振波谱法可用于确定有机化合物的结构、
有机化学在日常生活中的应用
有机高分子材料、功能材料和复 合材料等广泛应用于建筑、交通、 电子和航空等领域。
有机化学在环境监测、污染治理 和可持续发展等方面也发挥着重 要作用，为保护环境、维护生态 平衡做出了贡献。
医药领域 材料领域 农业领域 环境领域
有机化学在药物合成、新药研发 和药物分析中发挥着重要作用， 为人类健康事业做出了巨大贡献。
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目录
• 有机化学概述 • 烃类化合物 • 烃的衍生物 • 有机合成与反应机理 • 有机化学分析方法与技术 • 有机化学前沿领域及挑战
01
有机化学概述
Chapter
有机化学定义与发展
定义
有机化学是研究有机化合物的结 构、性质、合成和反应机理的科
学。
《有机化学重排反应》课件
THANKS
感谢观看
详细描述
重排反应通常涉及分子内部的重排，包括电子、质子和原子的重新排列，这种 重排可以发生在分子内或分子间，并伴随着键的断裂和形成。重排反应通常伴 随着键能的变化，需要一定的活化能来启动反应。
重排反应的重要性
总结词
重排反应在有机化学中具有重要的意义，它涉及到许多有机化合物的合成、转化和降解过程。
详细描述
重排反应的动力学与热力学
动力学研究
分析重排反应的动力学特征，如反应 速率常数、活化能等，以及如何影响 反应进程。
热力学研究
探讨重排反应的热力学性质，如反应 熵变、焓变等，以及与反应条件的关 系。
重排反应的历程与过渡态
历程研究
揭示重排反应的具体步骤和中间体，以及各 步骤之间的相互转化。
过渡态研究
分析重排反应过程中的过渡态结构，以及如 何影响反应活化能和产物形成。
贝克重排反应是一种有机化学反应，涉及环丙烷环系的重排过程。在反应中，环丙烷环系通过加热或 其他能量源的激发，发生重排，生成新的化合物。
沃尔夫-凯惜纳重排反应
总结词
涉及芳香族化合物的重排反应
详细描述
沃尔夫-凯惜纳重排反应是一种有机化学反应，涉及芳香族化 合物的重排过程。在反应中，芳香族化合物通过加热或其他 能量源的激发，发生重排，生成新的化合物。
计算化学的应用
利用计算化学方法预测和优化 重排反应的途径和产物，提高
反应效率。
06
参考文献
参考文献
《有机化学重排反应》第二版，作者
01
XXX，出版社：XXX。
《有机化学重排反应》第三版，作者
02
XXX，出版社：XXX。
"有机化学重排反应研究进展"，作者
《有机化学反应概论》课件
制
合成应用
消除反应在有机合成中的重要 应用
酸碱中和
酸和碱反应形成盐和水的 过程
中性化反应
酸和碱反应生成中性物质 的反应
盐的生成
酸和碱反应生成盐的反应
氧化还原反应
了解氧化还原反应的基本概念和电荷转移原理，探究电子的转移和原子/离子的氧化还原状态。
1
氧化还原反应
电子的转移和氧化还原状态的变化
氧化剂和还原剂
2
氧化剂和还原剂的定义和特点
3
电子传递
《有机化学反应概论》 PPT课件
有机化学反应概论
有机化合物的基本结构和化学键
了解有机化合物的分子结构和化学键类型，为更深入地了解有机化学反应打下基础。
分子结构
有机化合物的组成及空间排列
化学键
共价键和极性键的概念与特性
化学反应的分类和基本概念
探索化学反应的分类方法和基本概念，包括反应类型、化学方程式和化学反应速率的意义。
电子传递和氧化还原反应之间的关系
反应中的溶剂效应
了解溶剂对化学反应速率和平衡的影响，探究溶剂效应原理和影响因素。
1 溶剂对速率的影响
溶解度、扩散和溶液浓 度的效应
2 溶剂对平衡的影响
反应物溶解度和平衡常 数的变化
3 溶剂效应的应用
在实验和工业中的应用 实例
光化学反应
研究光对化学反应速率和平衡的影响，探索光化学反应动力学和能量转换的原理。
加成反应
了解加成反应的概念和机理，研究加成反应在有机合成中的应用和实例。
加成反应类型
饱和、不饱和和芳香化合 物的加成反应
加成反应机理
亲电加成和亲核加成的不 同机制
合成应用
加成反应在制备化合物中 的重要应用
合成应用
消除反应在有机合成中的重要 应用
酸碱中和
酸和碱反应形成盐和水的 过程
中性化反应
酸和碱反应生成中性物质 的反应
盐的生成
酸和碱反应生成盐的反应
氧化还原反应
了解氧化还原反应的基本概念和电荷转移原理，探究电子的转移和原子/离子的氧化还原状态。
1
氧化还原反应
电子的转移和氧化还原状态的变化
氧化剂和还原剂
2
氧化剂和还原剂的定义和特点
3
电子传递
《有机化学反应概论》 PPT课件
有机化学反应概论
有机化合物的基本结构和化学键
了解有机化合物的分子结构和化学键类型，为更深入地了解有机化学反应打下基础。
分子结构
有机化合物的组成及空间排列
化学键
共价键和极性键的概念与特性
化学反应的分类和基本概念
探索化学反应的分类方法和基本概念，包括反应类型、化学方程式和化学反应速率的意义。
电子传递和氧化还原反应之间的关系
反应中的溶剂效应
了解溶剂对化学反应速率和平衡的影响，探究溶剂效应原理和影响因素。
1 溶剂对速率的影响
溶解度、扩散和溶液浓 度的效应
2 溶剂对平衡的影响
反应物溶解度和平衡常 数的变化
3 溶剂效应的应用
在实验和工业中的应用 实例
光化学反应
研究光对化学反应速率和平衡的影响，探索光化学反应动力学和能量转换的原理。
加成反应
了解加成反应的概念和机理，研究加成反应在有机合成中的应用和实例。
加成反应类型
饱和、不饱和和芳香化合 物的加成反应
加成反应机理
亲电加成和亲核加成的不 同机制
合成应用
加成反应在制备化合物中 的重要应用
有机化学人名反应机理ppt课件
• 含有一个活泼的双键或叁键的化合物(亲双烯体) 与共轭二烯类化合物(双烯体)发生1,4-加成，生 成六员环状化合物：
这个反响极易进展并且反响速度快，运用范围极广泛， 是合成环状化合物的一个非常重要的方法。 带有吸电子取代基的亲双烯体和带有给电子取代基的双烯 体对反响有利。常用的亲双烯体有：
以下基团也能作为亲双烯体发生反 响：
• 常用的双烯体有
反响机理 这是一个协同反响，反响时，双烯体和亲双烯体彼 此接近，相互作用，构成一个环状过渡态，然后逐 渐转化为产物分子：
• 反响是按顺式加成方式进展的，反响物原来的构型关 系仍保管在环加成产物中。例如：
正常的Diels-Alder反响主要是由双烯体的HOMO(最高已占轨 道)与亲双烯体的LUMO(最低未占轨道)发生作用。反响过程 中，电子从双烯体的HOMO“流入〞亲双烯体的LUMO。也 有由双烯体的LUMO与亲双烯体的HOMO作用发生反响的。
吡啶类化合物不易进展硝化，用硝基复原法制备氨基 吡啶甚为困难。本反响是在杂环上引入氨基的简便有效 的方法，广泛适用于各种氮杂芳环，如苯并咪唑、异喹 啉、吖啶和菲啶类化合物均能发生本反响。
Claisen重排〔克莱森〕
• 烯丙基芳基醚在高温(200°C)下可以重排， 生成烯丙基酚。
当烯丙基芳基醚的两个邻位未被取代基占满时，重 排主要得到邻位产物，两个邻位均被取代基占据时， 重排得到对位产物。对位、邻位均被占满时不发生此 类重排反响。
有些情况下水解很困难，可以用肼解来替代：
反响机理 邻苯二甲酰亚胺盐和卤代烷的反响是亲核取代反
响，取代反响产物的水解过程与酰胺的水解类似。
• 反响实例
Gattermann 反响
• 重氮盐用新制的铜粉替代亚铜盐(见Sandmeyer 反响)作催化剂，与浓盐酸或氢溴酸发生置换反 响得到氯代或溴代芳烃：
这个反响极易进展并且反响速度快，运用范围极广泛， 是合成环状化合物的一个非常重要的方法。 带有吸电子取代基的亲双烯体和带有给电子取代基的双烯 体对反响有利。常用的亲双烯体有：
以下基团也能作为亲双烯体发生反 响：
• 常用的双烯体有
反响机理 这是一个协同反响，反响时，双烯体和亲双烯体彼 此接近，相互作用，构成一个环状过渡态，然后逐 渐转化为产物分子：
• 反响是按顺式加成方式进展的，反响物原来的构型关 系仍保管在环加成产物中。例如：
正常的Diels-Alder反响主要是由双烯体的HOMO(最高已占轨 道)与亲双烯体的LUMO(最低未占轨道)发生作用。反响过程 中，电子从双烯体的HOMO“流入〞亲双烯体的LUMO。也 有由双烯体的LUMO与亲双烯体的HOMO作用发生反响的。
吡啶类化合物不易进展硝化，用硝基复原法制备氨基 吡啶甚为困难。本反响是在杂环上引入氨基的简便有效 的方法，广泛适用于各种氮杂芳环，如苯并咪唑、异喹 啉、吖啶和菲啶类化合物均能发生本反响。
Claisen重排〔克莱森〕
• 烯丙基芳基醚在高温(200°C)下可以重排， 生成烯丙基酚。
当烯丙基芳基醚的两个邻位未被取代基占满时，重 排主要得到邻位产物，两个邻位均被取代基占据时， 重排得到对位产物。对位、邻位均被占满时不发生此 类重排反响。
有些情况下水解很困难，可以用肼解来替代：
反响机理 邻苯二甲酰亚胺盐和卤代烷的反响是亲核取代反
响，取代反响产物的水解过程与酰胺的水解类似。
• 反响实例
Gattermann 反响
• 重氮盐用新制的铜粉替代亚铜盐(见Sandmeyer 反响)作催化剂，与浓盐酸或氢溴酸发生置换反 响得到氯代或溴代芳烃：
有机化学基本反应类型ppt课件
有不对称消去的情况，由信息定产物 消去反应的条件：醇类是浓硫酸+加热；
卤代烃是NaOH醇溶液+加热
2021精选ppt
38
有机反应类型——氧化反应
原理：有机物得氧或去氢 包括：
燃烧反应、被空气（氧气）氧化、（醇是去氢氧化） 被酸性KMnO4溶液氧化， 醛基的银镜反应和被新制Cu(OH)2悬浊液氧化 烯烃被臭氧氧化 （O3，Zn/HCl，双键断裂，原双键碳变为C=O）
一元羧酸和一元醇反应生成普通酯
二元羧酸和二元醇
○ 部分酯化生成普通酯和1分子H2O， ○ 或生成环状酯和2分子H2O， ○或生成高聚酯和2n H2O 羟基羧酸自身反应既可以部分酯化生成普通酯， 也可以生成环状酯，还可以生成高聚酯。如乳 酸分子
2021精选ppt
27
有机反应类型——酯化反应拓展
类型（联系书上提到的高分子材料）：
乙烯型加聚 聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、
聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）
1，3-丁二烯型加聚（破两头，移中间） 天然橡胶（聚异戊二烯）
氯丁橡胶（聚一氯丁二烯）
含有双键的不同单体间的共聚 乙丙树脂（乙烯和丙烯共聚），
丁苯橡胶（丁二烯和苯乙烯共聚）
2021精选ppt
种有机物相当于化合反应），只进不
出。
④加成前后的有机物的结构将发生变化，
烯烃变烷烃，结构由平面形变立体形；
炔烃变烯烃，结构由直线形变平面形；
⑤加成反应是不饱和化合物的较特有反应，
另外，芳香族化合物也有可能发生加成
反应。
2021精选ppt
14
有机反应类型——加成反应
和H2加成的条件一般是催化剂（Ni）+加热 和水加成时，一般在一定的温度、压强和催化剂
卤代烃是NaOH醇溶液+加热
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38
有机反应类型——氧化反应
原理：有机物得氧或去氢 包括：
燃烧反应、被空气（氧气）氧化、（醇是去氢氧化） 被酸性KMnO4溶液氧化， 醛基的银镜反应和被新制Cu(OH)2悬浊液氧化 烯烃被臭氧氧化 （O3，Zn/HCl，双键断裂，原双键碳变为C=O）
一元羧酸和一元醇反应生成普通酯
二元羧酸和二元醇
○ 部分酯化生成普通酯和1分子H2O， ○ 或生成环状酯和2分子H2O， ○或生成高聚酯和2n H2O 羟基羧酸自身反应既可以部分酯化生成普通酯， 也可以生成环状酯，还可以生成高聚酯。如乳 酸分子
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27
有机反应类型——酯化反应拓展
类型（联系书上提到的高分子材料）：
乙烯型加聚 聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、
聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）
1，3-丁二烯型加聚（破两头，移中间） 天然橡胶（聚异戊二烯）
氯丁橡胶（聚一氯丁二烯）
含有双键的不同单体间的共聚 乙丙树脂（乙烯和丙烯共聚），
丁苯橡胶（丁二烯和苯乙烯共聚）
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种有机物相当于化合反应），只进不
出。
④加成前后的有机物的结构将发生变化，
烯烃变烷烃，结构由平面形变立体形；
炔烃变烯烃，结构由直线形变平面形；
⑤加成反应是不饱和化合物的较特有反应，
另外，芳香族化合物也有可能发生加成
反应。
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14
有机反应类型——加成反应
和H2加成的条件一般是催化剂（Ni）+加热 和水加成时，一般在一定的温度、压强和催化剂
高等有机化学课件自由基反应
高等有机化学课件自由基反应
目 录
• 自由基反应概述 • 自由基的生成与性质 • 自由基反应机理 • 自由基反应的应用 • 自由基反应的挑战与展望
01
自由基反应概述
定义与特性
定义
自由基反应是指涉及自由基参与的反 应过程，自由基是一种具有未配对电 子的原子或分子片段。
特性
自由基具有高度的反应活性，通常倾 向于与其他分子或自由基发生反应， 从而导致分子结构的改变。
进行。
链终止是自由基反应的结束步骤，通过自由基 活性种的消除或结合，使反应停止进行。
自由基的结合是两个自由基活性种相互结合，形 成稳定的分子结构，从而使自由基消失。
04
自由基反应的应用
在合成中的应用
01
自由基反应在有机合成中具有重要作用，可以用于 合成多种有机化合物，如烯烃、醇、羧酸等。
02
自由基反应可以通过选择适当的反应条件和催化剂 ，实现选择性合成，提高合成效率。
THANK YOU
提高自由基反应效率的方法包括：使 用高活性的自由基源、优化反应条件 、以及使用催化剂。
新技术的应用与展望
随着科技的发展，新的工具和技术不 断涌现，为解决自由基反应的选择性 和效率问题提供了新的可能性。例如 ，使用计算机辅助的分子设计可以预 测和优化反应条件和底物结构。
VS
展望未来，随着计算化学和人工智能 的发展，自由基反应有望在更短的时 间内实现更高的选择性和效率。同时 ，随着绿色化学的发展，自由基反应 也将在实现可持续化学合成方面发挥 重要作用。
在链增长过程中，自由基可以与不同的反应物分子发生加成、取代等反应 ，形成更复杂的分子结构。
链增长过程中，自由基的活性很高，容易发生连锁反应，导致反应迅速进 行。
目 录
• 自由基反应概述 • 自由基的生成与性质 • 自由基反应机理 • 自由基反应的应用 • 自由基反应的挑战与展望
01
自由基反应概述
定义与特性
定义
自由基反应是指涉及自由基参与的反 应过程，自由基是一种具有未配对电 子的原子或分子片段。
特性
自由基具有高度的反应活性，通常倾 向于与其他分子或自由基发生反应， 从而导致分子结构的改变。
进行。
链终止是自由基反应的结束步骤，通过自由基 活性种的消除或结合，使反应停止进行。
自由基的结合是两个自由基活性种相互结合，形 成稳定的分子结构，从而使自由基消失。
04
自由基反应的应用
在合成中的应用
01
自由基反应在有机合成中具有重要作用，可以用于 合成多种有机化合物，如烯烃、醇、羧酸等。
02
自由基反应可以通过选择适当的反应条件和催化剂 ，实现选择性合成，提高合成效率。
THANK YOU
提高自由基反应效率的方法包括：使 用高活性的自由基源、优化反应条件 、以及使用催化剂。
新技术的应用与展望
随着科技的发展，新的工具和技术不 断涌现，为解决自由基反应的选择性 和效率问题提供了新的可能性。例如 ，使用计算机辅助的分子设计可以预 测和优化反应条件和底物结构。
VS
展望未来，随着计算化学和人工智能 的发展，自由基反应有望在更短的时 间内实现更高的选择性和效率。同时 ，随着绿色化学的发展，自由基反应 也将在实现可持续化学合成方面发挥 重要作用。
在链增长过程中，自由基可以与不同的反应物分子发生加成、取代等反应 ，形成更复杂的分子结构。
链增长过程中，自由基的活性很高，容易发生连锁反应，导致反应迅速进 行。
有机合成反应理论-PPT精选文档
第一章 有机合成反应理论
朱健
本章内容
• • • • • 1.1 单元反应的分类 1.2 有机反应的基本过程 1.3 脂肪族取代反应理论 1.4 芳香族取代反应理论 1.5 自由基反应理论
1.1 单元反应的分类
• 单元反应：为了在脂链、脂环、芳环、杂环上引 入或者形成各种取代基，所采用的各种化学反应。 • 常见的取代基 • 单元反应分类：
– SN2历程反应，空间效应决定； – SN1历程反应，电子效应决定。
• 立体化学和重排：
– SN2----构型翻转； – SN1----消旋。
• 进入基团：碱性和极化性
– 碱性强，亲核性强，但是容易受溶剂影响（溶剂选择）； – 可极化性大，亲核性强，不受溶剂影响。
• 离去基团：碱性弱，易离去 • 溶剂效应：
1.2 有机反应的基本过程
• 五个基本过程：
– 键的断裂 – 链的形成 – 键的断裂与形成同步发生 – 分子内重排作用 – 电子传递
键的断裂
均裂
A B (a) Cl2 Heat or Light 2 Cl CH 3 CH 3 CH3 oC 60~70 (b) NC C N N 2 NC C CN + N2 CH 3 CH 3 CH3
H OH - + H H C Br
慢 Nu…R…X
HO
Br
能 量
快 HO C
H + Br H
Nu- + RX
DE’ RNu + X反应进程
反应动力学与底物和亲核试剂 浓度都有关系。
SN2反应能量变化图
SN1历程
R X R
慢 R 快 + X R Nu
反应分步进行；
R3C…Nu
朱健
本章内容
• • • • • 1.1 单元反应的分类 1.2 有机反应的基本过程 1.3 脂肪族取代反应理论 1.4 芳香族取代反应理论 1.5 自由基反应理论
1.1 单元反应的分类
• 单元反应：为了在脂链、脂环、芳环、杂环上引 入或者形成各种取代基，所采用的各种化学反应。 • 常见的取代基 • 单元反应分类：
– SN2历程反应，空间效应决定； – SN1历程反应，电子效应决定。
• 立体化学和重排：
– SN2----构型翻转； – SN1----消旋。
• 进入基团：碱性和极化性
– 碱性强，亲核性强，但是容易受溶剂影响（溶剂选择）； – 可极化性大，亲核性强，不受溶剂影响。
• 离去基团：碱性弱，易离去 • 溶剂效应：
1.2 有机反应的基本过程
• 五个基本过程：
– 键的断裂 – 链的形成 – 键的断裂与形成同步发生 – 分子内重排作用 – 电子传递
键的断裂
均裂
A B (a) Cl2 Heat or Light 2 Cl CH 3 CH 3 CH3 oC 60~70 (b) NC C N N 2 NC C CN + N2 CH 3 CH 3 CH3
H OH - + H H C Br
慢 Nu…R…X
HO
Br
能 量
快 HO C
H + Br H
Nu- + RX
DE’ RNu + X反应进程
反应动力学与底物和亲核试剂 浓度都有关系。
SN2反应能量变化图
SN1历程
R X R
慢 R 快 + X R Nu
反应分步进行；
R3C…Nu
有机人名反应VilsmeierHaack甲酰化反应ppt课件
Vilsmeier-Haack reaction
Vilsmeier-Haack reaction
References
1 Vilsmeier,A.and Haack,A.Ber.1937,60,119. 2 Campaigne,E.and Archer W. L. Organic Syntheses, Coll.1963,Vol.4,p.331.1953,Vol.33,p.27. 3 Youssefyeh,R.D.Tetrahedron Lett.1964,5,2161. 4 Minkin,V.I.;Dorofeenko,G.N.Russian Chem. Commun.1960,599.(综述) 5 Arnold,Z.;Zemlicka,mun.1959,24,2385. 6 Stéphanie Hesse and Gilbert Kirsch Tetrahedron Lett.2002,43,1213.
VILSMEIER-HAACK FORMYLATION
维尔斯迈尔－哈克反应
Vilsmeier-Haack reaction
• 维尔斯迈尔－哈克反应（Vilsmeier-Haack reaction）是指芳香化合物与二取代甲酰胺在三 氯氧磷作用下，反应生成芳环上甲酰化产物[1]。 该反应只适于活泼底物，如苯酚、苯胺。
Vilsmeier-Haack reaction
Vilsmeier-Haack reaction
• 反应机理
1.维尔斯迈尔－哈克甲酰化反应也可在缩醛的α -位上进行，水解后得到 β -醛酮或者β -二醛[3]。
2.烯烃也可以与DMF/POCl3体系进行同样的甲酰化反应，称为维尔斯迈尔 反应（Vilsmeier reaction）。
有机反应机理ppt课件
δ
H
H+
O
SO3
SO3H
CH 3
+ H2SO4
反应温度不同 产物比例不同
0℃ 25℃ 100℃
CH 3
SO3H +
邻甲基苯磺酸 43% 32% 13%
CH 3
SO3H
对甲基苯磺酸 53% 62% 79%
6. 1,2-环氧化合物的 开环反应
环氧乙烷类化合物的三元环结构使各原子的轨道不能正面充 分重叠，而是以弯曲键相互连结，因此，分子中存在一种张力， 极易与多种试剂反应，把环打开。酸催化开环反应时，首先环 氧化物的氧原子质子化，然后亲核试剂从C−O键的碳原子的背 后进攻取代基较多的环碳原子，发生SN2反应生成开环产物。这 是一个SN2反应，但具有SN1的性质，电子效应控制了产物，空 间因素不重要。碱性开环时，亲核试剂选择进攻取代基较少的 环碳原子，C−O键的断裂与亲核试剂和环碳原子之间键的形成 几乎同时进行，并生成产物。这是一个SN2反应，空间效应控制 了反应。
（1）碱性水解
O
O
C2H5CO18C2H5 + H2O NaOH CH3CONa + C2H5O18H
反应机理
O
RCOR' + -OH 慢
OR-C-OR'
快
O RCOH + -OR'
OH
O ROH + RCO-
Na+
O RCONa
（2）酸性水解
O CH3CO18C2H5 + H2O
O
H+
CH3COH + C2H5O18H
1°C+
CH3
CH3
重排
有机合成基本反应ppt课件
反应机理
反应实例
反应实例
Mannich 反应 含有a-活泼氢的醛、酮与甲醛及胺(伯胺、仲胺或
氨)反应，结果一个a-活泼氢被胺甲基取代，此反应 又称为胺甲基化反应，所得产物称为Mannich碱。
Mannich 反应机理
反应实例
（二）、碳碳双键的形成
• 消除反应 Wittig反应 • (1)卤代烃脱卤化氢
反应实例
Knoevenagel 反应
• 含活泼亚甲基的化合物与 醛或酮在弱碱性催化剂(氨、 伯胺、仲胺、吡啶等有机 碱)存在下缩合得到a,b-不 饱和化合物。
反应实例：
（三）、碳碳叁键的形成
• 二卤代烃脱卤化氢
（四）、碳环的形成
• 环加成反应
Diels—Aider反应
卡宾及卡宾类对烯键的加成
与卤代烃反应：
有机铜化合物的 反应
现代有机合成化学
研究生课程
有机铜化合物的反应
与酰氯作用
现代有机合成化学
研究生课程
与环氧化合物反应
现代有机合成化学
研究生课程
5、活泼亚甲基化合物的反应
• 活泼亚甲基化合物由于吸电子基的吸电子诱导效应，使得 2－碳上的氢具有一定的酸性．可以解离而生成碳负离子，
这类碳负离子通常称为烯醇负离子，此碳负离子因离域而 稳定。下面是一些常见的活泼亚甲基化合物：
研究生课程
催化剂主要为金属卤化物，它们的催化活性大致如下：
现代有机合成化学
研究生课程
原子不同反应活性次序为：
现代有机合成化学
研究生课程
现代有机合成化学
研究生课程
（2） Friedel—Crafts反应酰基化反应
酰基化反应是不可逆的， 也不发生重排，因此酰 基化反应在合成上很有 价值。
反应实例
反应实例
Mannich 反应 含有a-活泼氢的醛、酮与甲醛及胺(伯胺、仲胺或
氨)反应，结果一个a-活泼氢被胺甲基取代，此反应 又称为胺甲基化反应，所得产物称为Mannich碱。
Mannich 反应机理
反应实例
（二）、碳碳双键的形成
• 消除反应 Wittig反应 • (1)卤代烃脱卤化氢
反应实例
Knoevenagel 反应
• 含活泼亚甲基的化合物与 醛或酮在弱碱性催化剂(氨、 伯胺、仲胺、吡啶等有机 碱)存在下缩合得到a,b-不 饱和化合物。
反应实例：
（三）、碳碳叁键的形成
• 二卤代烃脱卤化氢
（四）、碳环的形成
• 环加成反应
Diels—Aider反应
卡宾及卡宾类对烯键的加成
与卤代烃反应：
有机铜化合物的 反应
现代有机合成化学
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有机铜化合物的反应
与酰氯作用
现代有机合成化学
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与环氧化合物反应
现代有机合成化学
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5、活泼亚甲基化合物的反应
• 活泼亚甲基化合物由于吸电子基的吸电子诱导效应，使得 2－碳上的氢具有一定的酸性．可以解离而生成碳负离子，
这类碳负离子通常称为烯醇负离子，此碳负离子因离域而 稳定。下面是一些常见的活泼亚甲基化合物：
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催化剂主要为金属卤化物，它们的催化活性大致如下：
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原子不同反应活性次序为：
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（2） Friedel—Crafts反应酰基化反应
酰基化反应是不可逆的， 也不发生重排，因此酰 基化反应在合成上很有 价值。
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Nu-
C+ 快
R3 中间体
R1 R2 C
R3
Nu + Nu
R1 C R2
R3
R1
R2
C
R3
过渡态
Nu + Nu
产物
过渡态 R1 C R2 R3
2021
只有一种分子参与了 决定反应速率关键步骤的 亲核取代反应称为SN1 反 应。在SN1反应中，得到构 型翻转和构型保持两种产 物。
12
实例：卤代烃溶剂解反应的反应机理（SN1）
-H2O 消除
+OH
-H+
CH3C-OC2H5
2021
O CH3C-OC2H5
16
*2 碳正离子机理
OH
H+
Hale Waihona Puke (CH3)3C-OH+OH R-C-OC(CH3)3
(CH3)3CO+ H2 -H2O (CH3)3C+
O=C-R
属于SN1机理
O -H+
RC - O - C(CH3)3
按SN1机理进
行反应，是烷
氧键断裂
* 3oROH按此反应机理进行酯化。 * 由于R3C+易与碱性较强的水结合，不易与羧酸结合，
故逆向反应比正向反应易进行。所以3oROH的酯化 反应产率很低。
该反应机理也 从同位素方法 中得到了证明
O
CH3C-O18H + (CH3)3COH
2021
O18
CH 3CO -C(C H3)3 + H2O
（五）重要有机反应的反应机理
2021
1
反应机理是对一个反应过程的详细描述，在表述反 应机理时，必须指出电子的流向，并规定用箭头表示一 对电子的转移，用鱼钩箭头表示单电子的转移。
反应机理是根据很多实验事实总结后提出的，它有 一定的适用范围，能解释很多实验事实，并能预测反应 的发生。如果发现新的实验事实无法用原有的反应机理 来解释，就要提出新的反应机理。反应机理已成为有机 结构理论的一部分。
17
*3 酰基正离子机理
15
酯化反应的机理
*1 加成－消除机理
双分子反应一 步活化能较高
O H + C3C H O H -
+OH C3C H O H - HC O 2H 5
OH CH 3 -C -OH
质子转移
按加成--消除机理进行 反应，是酰氧键断裂
加成
HO +
C 2H
5
四面体正离子
OH
+
CH 3-C -OH 2
OC 2 H 5
键在旧键断裂方向形成的情况称为构型保持，而将新键在旧键断裂的相 反方向形成的情况称为构型翻转。这种构型的翻转也称为Walden转换。 在SN2反应中，得到构型翻转的产物。
2021
11
实例：卤代烃单分子亲核取代反应的反应机理（SN1）
R1 R2 C
R3
Br
慢
R1 R2 C
R3
-BrBr
反应物
过渡态
R2 R1
进攻C+
CH3 CH3 C Br
CH3
慢 -B-r
CH3
CH3 C+ CH3
C2H5OH
快
-H+
CH3
CH3 +
C H OC2H5 CH3
CH3 CH3 C OC2H5
CH3
2021
13
3 酯化反应
定义：羧酸与醇在酸的催化作用下失去一分子水 而生成酯的反应称为酯化反应
常用的催化剂有盐酸 、硫酸、苯磺酸等
C H 3+ C l2 C H 3 C l+C l
H= -112. 9 kJ/mol Ea=8. 3 kJ/mol
Cl + Cl
C l2
CH3 + CH3
H3CCH3
Cl + CH3
H 3C C l
2021
8
2 饱和碳原子上的亲核取代反应
化合物分子中的原子或原子团被亲核试剂取代的反应称为亲 核取代反应。用SN表示。在反应中，受试剂进攻的对象称为底物； 亲核的进攻试剂称为亲核试剂；在反应中离开的基团称为离去基 团；与离去基团相连的碳原子称为中心碳原子；生成物称为产物。 在上述反应中，若受进攻的对象是饱和碳原子，则称此类反应为 饱和碳原子上的亲核取代反应。
9 芳香自由基取代反应
2021
4
1 自由基取代反应
有机化合物分子中的某个原子或基团被其 它原子或基团所置换的反应称为取代反应。若 取代反应是按共价键均裂的方式进行的，即是 由于分子经过均裂产生自由基而引发的，则称 其为自由基型取代反应。
2021
5
自由基反应包括链引发、链转移、链终止三个
阶段。链引发阶段是产生自由基的阶段。由于键的 均裂需要能量，所以链引发阶段需要加热或光照。 链转移阶段是由一个自由基转变成另一个自由基的 阶段，犹如接力赛一样，自由基不断地传递下去， 像一环接一环的链，所以称之为链反应。链终止阶 段是消失自由基的阶段。自由基两两结合成键。所 有的自由基都消失了，自由基反应也就终止了。
2021
14
H+
CH3COOH + C2H5OH
投料
1 ：1 1 ： 10
CH3COOC2H5 + H2O
产率
67% 97%
酯化反应是一个可逆的反应，为了使正反应有利， 通常采用的手段是：
①使原料之一过量； ②不断移走产物（例如除水；乙酸乙酯、乙酸、水 可形成三元恒沸物 bp 70.4℃）。
2021
2021
9
实例：卤代烃双分子亲核取代反应的反应机理（SN2）
H C 6 H 1 3
H O - +
H 3 C
B r
C 6 H 1 3 H
H O
B r
C H 3
H O
C 6 H 1 3 H
+ B r -
C H 3
有两种分子参与了决定反应速度关键步骤的亲核取代反应 称为SN2 反应
2021
10
构型保持和构型翻转
2021
2
目录
一、取代反应 二、加成反应 三、消除反应 四、氧化还原反应 五、缩合反应 六、重排反应
2021
3
一、取代反应
1 自由基取代反应
2 饱和碳原子上的亲核取代反应
3 酯化反应
4 酯的水解反应
5 芳香亲电取代反应
6 1,2-环氧化合物的开环反应
7 赫尔-乌尔哈-泽林斯基反应
8 芳香亲核取代反应
2021
6
实例： 甲烷的氯化
卤化反应 分子中的原子或基团被卤原子取代的 反应称为卤化反应。若卤原子为氯原子， 则该卤化反应称为氯化反应。
2021
7
C H 4+ C l2 h v C H 3 C l+H C l
反应机理
链引发 链增长
链终止
hv
Cl2
2Cl
C H 4 + lC H 3 +HC Cl
H= 7. 5kJ/mol Ea=16.7 kJ/mol
n-C6H13 H C Br HOCH3
（R）-2-溴辛烷
[]D= - 34.6o
n-C6H13 HO C H
CH3
（S）-2-辛醇
[]D= + 9.9o
构型翻转
n-C6H13 H C OH CH3
（R）-2-辛醇
[]D= - 9.9o
构型保持
如果一个反应涉及到一个不对称碳原子上的一根键的变化，则将新
C+ 快
R3 中间体
R1 R2 C
R3
Nu + Nu
R1 C R2
R3
R1
R2
C
R3
过渡态
Nu + Nu
产物
过渡态 R1 C R2 R3
2021
只有一种分子参与了 决定反应速率关键步骤的 亲核取代反应称为SN1 反 应。在SN1反应中，得到构 型翻转和构型保持两种产 物。
12
实例：卤代烃溶剂解反应的反应机理（SN1）
-H2O 消除
+OH
-H+
CH3C-OC2H5
2021
O CH3C-OC2H5
16
*2 碳正离子机理
OH
H+
Hale Waihona Puke (CH3)3C-OH+OH R-C-OC(CH3)3
(CH3)3CO+ H2 -H2O (CH3)3C+
O=C-R
属于SN1机理
O -H+
RC - O - C(CH3)3
按SN1机理进
行反应，是烷
氧键断裂
* 3oROH按此反应机理进行酯化。 * 由于R3C+易与碱性较强的水结合，不易与羧酸结合，
故逆向反应比正向反应易进行。所以3oROH的酯化 反应产率很低。
该反应机理也 从同位素方法 中得到了证明
O
CH3C-O18H + (CH3)3COH
2021
O18
CH 3CO -C(C H3)3 + H2O
（五）重要有机反应的反应机理
2021
1
反应机理是对一个反应过程的详细描述，在表述反 应机理时，必须指出电子的流向，并规定用箭头表示一 对电子的转移，用鱼钩箭头表示单电子的转移。
反应机理是根据很多实验事实总结后提出的，它有 一定的适用范围，能解释很多实验事实，并能预测反应 的发生。如果发现新的实验事实无法用原有的反应机理 来解释，就要提出新的反应机理。反应机理已成为有机 结构理论的一部分。
17
*3 酰基正离子机理
15
酯化反应的机理
*1 加成－消除机理
双分子反应一 步活化能较高
O H + C3C H O H -
+OH C3C H O H - HC O 2H 5
OH CH 3 -C -OH
质子转移
按加成--消除机理进行 反应，是酰氧键断裂
加成
HO +
C 2H
5
四面体正离子
OH
+
CH 3-C -OH 2
OC 2 H 5
键在旧键断裂方向形成的情况称为构型保持，而将新键在旧键断裂的相 反方向形成的情况称为构型翻转。这种构型的翻转也称为Walden转换。 在SN2反应中，得到构型翻转的产物。
2021
11
实例：卤代烃单分子亲核取代反应的反应机理（SN1）
R1 R2 C
R3
Br
慢
R1 R2 C
R3
-BrBr
反应物
过渡态
R2 R1
进攻C+
CH3 CH3 C Br
CH3
慢 -B-r
CH3
CH3 C+ CH3
C2H5OH
快
-H+
CH3
CH3 +
C H OC2H5 CH3
CH3 CH3 C OC2H5
CH3
2021
13
3 酯化反应
定义：羧酸与醇在酸的催化作用下失去一分子水 而生成酯的反应称为酯化反应
常用的催化剂有盐酸 、硫酸、苯磺酸等
C H 3+ C l2 C H 3 C l+C l
H= -112. 9 kJ/mol Ea=8. 3 kJ/mol
Cl + Cl
C l2
CH3 + CH3
H3CCH3
Cl + CH3
H 3C C l
2021
8
2 饱和碳原子上的亲核取代反应
化合物分子中的原子或原子团被亲核试剂取代的反应称为亲 核取代反应。用SN表示。在反应中，受试剂进攻的对象称为底物； 亲核的进攻试剂称为亲核试剂；在反应中离开的基团称为离去基 团；与离去基团相连的碳原子称为中心碳原子；生成物称为产物。 在上述反应中，若受进攻的对象是饱和碳原子，则称此类反应为 饱和碳原子上的亲核取代反应。
9 芳香自由基取代反应
2021
4
1 自由基取代反应
有机化合物分子中的某个原子或基团被其 它原子或基团所置换的反应称为取代反应。若 取代反应是按共价键均裂的方式进行的，即是 由于分子经过均裂产生自由基而引发的，则称 其为自由基型取代反应。
2021
5
自由基反应包括链引发、链转移、链终止三个
阶段。链引发阶段是产生自由基的阶段。由于键的 均裂需要能量，所以链引发阶段需要加热或光照。 链转移阶段是由一个自由基转变成另一个自由基的 阶段，犹如接力赛一样，自由基不断地传递下去， 像一环接一环的链，所以称之为链反应。链终止阶 段是消失自由基的阶段。自由基两两结合成键。所 有的自由基都消失了，自由基反应也就终止了。
2021
14
H+
CH3COOH + C2H5OH
投料
1 ：1 1 ： 10
CH3COOC2H5 + H2O
产率
67% 97%
酯化反应是一个可逆的反应，为了使正反应有利， 通常采用的手段是：
①使原料之一过量； ②不断移走产物（例如除水；乙酸乙酯、乙酸、水 可形成三元恒沸物 bp 70.4℃）。
2021
2021
9
实例：卤代烃双分子亲核取代反应的反应机理（SN2）
H C 6 H 1 3
H O - +
H 3 C
B r
C 6 H 1 3 H
H O
B r
C H 3
H O
C 6 H 1 3 H
+ B r -
C H 3
有两种分子参与了决定反应速度关键步骤的亲核取代反应 称为SN2 反应
2021
10
构型保持和构型翻转
2021
2
目录
一、取代反应 二、加成反应 三、消除反应 四、氧化还原反应 五、缩合反应 六、重排反应
2021
3
一、取代反应
1 自由基取代反应
2 饱和碳原子上的亲核取代反应
3 酯化反应
4 酯的水解反应
5 芳香亲电取代反应
6 1,2-环氧化合物的开环反应
7 赫尔-乌尔哈-泽林斯基反应
8 芳香亲核取代反应
2021
6
实例： 甲烷的氯化
卤化反应 分子中的原子或基团被卤原子取代的 反应称为卤化反应。若卤原子为氯原子， 则该卤化反应称为氯化反应。
2021
7
C H 4+ C l2 h v C H 3 C l+H C l
反应机理
链引发 链增长
链终止
hv
Cl2
2Cl
C H 4 + lC H 3 +HC Cl
H= 7. 5kJ/mol Ea=16.7 kJ/mol
n-C6H13 H C Br HOCH3
（R）-2-溴辛烷
[]D= - 34.6o
n-C6H13 HO C H
CH3
（S）-2-辛醇
[]D= + 9.9o
构型翻转
n-C6H13 H C OH CH3
（R）-2-辛醇
[]D= - 9.9o
构型保持
如果一个反应涉及到一个不对称碳原子上的一根键的变化，则将新