溴与不同取代C=C双键反应的机理和立体选择性
2023-03-21许家喜麻远
大学化学 2023年2期
许家喜,麻远
1北京化工大学化学学院,北京 100029
2清华大学化学系,北京 100084
溴与C=C双键的反应是有机化学中一类常见的基元反应。既存在于通过溴与烯烃加成来制备邻二溴代烷,也存在于酮和羧酸α-位溴化反应的机理中[1,2]。酮和羧酸的α-位溴化是先形成烯醇或者烯醇负离子,然后溴与烯醇或者烯醇负离子的C=C双键反应实现的[1,2]。这两类反应虽然都包括溴对C=C双键的反应,但是,前者是亲电加成先形成三元环溴正离子中间体,然后脂肪烯烃形成的中间体经过溴负离子亲核开环,得到立体专一的反式邻二溴代烷;芳基烯烃形成的中间体还会经过先开环形成芳甲位碳正离子,再与溴负离子结合,形成顺式和反式邻二溴代烷的混合物。而后者却是亲电取代形成质子化的α-溴代羰基化合物(酸性条件下)或者α-溴代酮(碱性条件下)。这种同一类型的基元反应,却经过不同的反应机理,常常是教学难点,令学生感到困惑。而现行的教材中都没有对二者的区别给出合理的解释,只是各讲各的机理,互不相干。化学反应的本质就是反应物轨道间的相互作用。为了解释这些问题,提高学生对有机化学反应机理的深入认识,我们在教学过程中,通过引入分子轨道解释反应机理[3-7],来说明这两类机理的差别。既加深了学生对反应机理的理解,也提高了学生利用分子轨道相互作用解释有机反应选择性的能力。通过对这两类底物同一个基元反应的分析,给出了判断溴与C=C双键反应机理和产物立体选择性的方法,便于教师讲授和学生理解。……
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