必威电竞|足球世界杯竞猜平台

脫鹵反應(yīng)
來源:互聯(lián)網(wǎng)

脫鹵反應(yīng)是有機(jī)反應(yīng)的一種,是將鹵代烷烴和堿類一起加熱,產(chǎn)生對應(yīng)烯烴的反應(yīng)。脫鹵反應(yīng)的實質(zhì)是β消除。

定義

脫鹵反應(yīng)也稱為β-消除反應(yīng),是消除反應(yīng)的一種。

在脫鹵反應(yīng)中,鹵上的鹵素和β-碳上的氫原子反應(yīng),形成鹵化氫。而α-碳和β-碳之間的鍵結(jié)改為雙鍵,因此形成烯類。查依采夫規(guī)則可以解釋此反應(yīng)的區(qū)域選擇性。脫鹵反應(yīng)的逆反應(yīng)是氫鹵化反應(yīng)。

反應(yīng)機(jī)理

E1消除反應(yīng)

單分子消除反應(yīng)(E1反應(yīng),E代表Elimination) 反應(yīng)物先電離,離去基團(tuán)斷裂下來,同時生成一個碳正離子,然后失去β氫原子并生成π 鍵。反應(yīng)分兩步進(jìn)行,決定速率這一步(決速步)只有反應(yīng)物分子參加。故E1的速率與反應(yīng)物的濃度成正比,與堿的濃度無關(guān)。單分子消除反應(yīng),而1代表反應(yīng)速率只受其中一個化合物濃度的影響),由于反應(yīng)的速率控制步驟只與一個底物分子有關(guān),是單分子過程,在反應(yīng)動力學(xué)上是一級反應(yīng),故稱為“單分子消除反應(yīng)”。

單分子消除反應(yīng)機(jī)理:

第一步是底物分子的離去基團(tuán)離去,生成中間體碳正離子,這一步較慢;

第二步是溶劑分子奪取碳正離子β-氫,生成烯烴。由于反應(yīng)的速率控制步驟只與一個底物分子有關(guān),是單分子過程,在反應(yīng)動力學(xué)上是一級反應(yīng)。

影響因素

影響消除反應(yīng)的因素是烷基的結(jié)構(gòu)、試劑的堿性、溶劑的極性以及反應(yīng)的溫度。單分子消除反應(yīng)中,試劑進(jìn)攻的是外圍β-氫原子,所受空間阻礙小于進(jìn)攻α-碳原子,因此鹵代燒發(fā)生消除反應(yīng)活性次序是3°RX>2°RX>1°RX;增加試劑的堿性有利于奪取β-氫原子,發(fā)生消除反應(yīng);增加溶劑的極性利于取代,不利于消除;升溫度對取代和消除都有利,但更有利于消除,因為消除需拉斷C—H鍵,比取代吸熱更多。

綜上所述,髙溫、強(qiáng)堿和弱極性溶劑有利于消除反應(yīng)。

E2消除反應(yīng)

雙分子消除反應(yīng)(又名E2反應(yīng),E代表Elimination,而2代表反應(yīng)速率受到二個化合物濃度的影響),為消除反應(yīng)的一項反應(yīng)機(jī)構(gòu),由于反應(yīng)為一步形成,與二種反應(yīng)物濃度皆有關(guān),在反應(yīng)動力學(xué)上是屬于二級反應(yīng)。堿的強(qiáng)弱對其反應(yīng)速率有很顯著的影響,越強(qiáng)的堿能使反應(yīng)進(jìn)行越快,而對于離去基來說,E2反應(yīng)需要好的離去基方能進(jìn)行反應(yīng)。

基本性質(zhì)

1、E2反應(yīng)不需侵入重圍,攻擊之中的碳原子,只需從旁拉走一個質(zhì)子,因此立體阻礙在此并不如SN2反應(yīng)般發(fā)生影響,因此在一、二、三級受質(zhì)皆可發(fā)生反應(yīng),而因為E2反應(yīng)不會產(chǎn)生碳陽離子,故不會發(fā)生重排現(xiàn)象。

2、雙分子消除反應(yīng)與單分子消除反應(yīng)和單分子親核取代互為競爭反應(yīng)。但由于E1反應(yīng)較難發(fā)生,所有條件都必須恰到好處,(三級受質(zhì)、弱堿、極好的離去基),如果三個條件有一樣稍微不同,反應(yīng)都較傾向于遵循E2反應(yīng)機(jī)構(gòu)。

3、E2反應(yīng)為一步反應(yīng),因此應(yīng)堿的強(qiáng)弱對其反應(yīng)速率有很顯著的影響,越強(qiáng)的堿能使反應(yīng)進(jìn)行越快,而對于離去基來說,E2反應(yīng)需要好的離去基方能進(jìn)行反,但離去基的影響相較于E1反應(yīng)并沒有如此敏感,但是離去基越強(qiáng),皆能增加E1及E2的反應(yīng)速率。

雙分子消除反應(yīng)如同SN2反應(yīng),反應(yīng)由一步完成,但不同的是由堿來拉走質(zhì)子,而并不是當(dāng)作親核試劑,堿進(jìn)攻β-氫,并與離去基同時離去,生成烯烴。而由于反應(yīng)為一步完成,與二種反應(yīng)物濃度皆有關(guān),在反應(yīng)動力學(xué)上是屬于二級反應(yīng)。

上圖乙醇作為堿攻擊β-氫,溴帶著共用電子對在離去基作用下離去,而氫以質(zhì)子的方式離去。

知識擴(kuò)展

共軛堿單分子消除反應(yīng)

反應(yīng)物先與堿作用,失去β氫原子,生成反應(yīng)物的共軛堿碳負(fù)離子,然后從這個碳負(fù)離子失去離去基團(tuán)并生成π鍵。在生成π鍵的步驟中只有共軛堿碳負(fù)離子參加。

共軛堿單分子消除反應(yīng)(E1CB)也分兩步進(jìn)行,反應(yīng)速率不僅與反應(yīng)物濃度成正比,也與堿的濃度有關(guān),其關(guān)系較復(fù)雜,在多數(shù)情況下也成正比。一般說來,只有β碳原子上連有硝基、羰基氰基等足以穩(wěn)定碳負(fù)離子的強(qiáng)吸電子基團(tuán)的反應(yīng)物,才能按E1CB機(jī)理進(jìn)行反應(yīng)。

三者的關(guān)系:

決定因素

(1)底物:有利于形成穩(wěn)定碳正離子的底物傾向于E1;若帶有穩(wěn)定碳負(fù)離子的官能團(tuán),傾向于E1cB;

(2)堿:堿越強(qiáng),濃度越大,越有利于E1cB,E2機(jī)理;

(3)離去基團(tuán):越易離去,越容易發(fā)生E1;

(4)溶劑:極性強(qiáng)的溶劑,有利于E1和E1cB;極性弱則有利于E2;

參考資料 >

生活家百科家居網(wǎng)