第三章反应机理
+
HBr
Br
+
ROH
CH3 CH3 C CH3 CH2
+
CH3 Br CH3
C Br C CH3
CH2Br CH2
CH3 CH3 C CH2Br
+
CH3 HBr CH3 C H CH2Br
+
Байду номын сангаас
Br
本反应只与HBr作用，与HCl或HI不作用。
四、亲电反应历程
1 亲电加成反应
通过化学键异裂产生的带正电的原子或基团进 攻不饱和键而引起的加成反应称为亲电加成反应。 亲电加成反应可以按照“环正离子中间体机 理”、 “碳正离子中间体机理”。
碳正离子 R+
碳负离子R-
CH3+ ： SP2杂化，平面形分子，空P轨道垂直于平面
CH3 ： SP2杂化，平面形分子，在垂直于此平面的P 轨道中含一个电子 CH3¯ ： SP3杂化，三角锥形，一对电子占据一个SP3 杂化轨道
H H C H
H C
H
H
H
H
H
2、碳自由基
（1）碳自由基的稳定性
碳自由基是由键的均裂产生的，由碳-氢键的离 解能可知： 3°C-H > 2°C-H > 1°C-H > CH3-H
H
E
H
+ E
共振式
离域式
能 量
H E
E
反应进程
苯亲电反应过程能量示意图
芳烃可以发生卤代、硝化、磺化、烷基化和酰
基化等亲电取代反应。
亲电试剂 Eδ+—NuδEδ+ —Nuδ-
X—X
NO2+
R—X
RCO—X
SO3
苯的硝化反应
NO2
+ 浓HNO3 +浓H2SO4
1-溴丙烷生成速率 2-溴丙烷生成速率 6×1.0 6
=
2×82
=
164
1-溴丙烷产率= 6÷(6+164)×100% = 3.5% 2-溴丙烷产率= 164÷(6+164)×100%= 96.5% 活性高的氢易发生反应。溴的选择性较高。
3、碳正离子
碳正离子是一个缺电子体系，与自由基相似，烷基可以通过 诱导效应和超共轭效应对碳正离子供电子。
常见制品：板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电 线外皮、文具等
PVC危害
日用聚氯乙烯塑料中的增塑剂如对苯二甲酸二丁酯、邻苯 二甲酸二辛酯都有毒性 含防老剂硬脂酸铅盐的聚氯乙烯(PVC)制品和乙醇、乙醚 及其他溶剂接触会析出铅，与油条、炸糕、炸鱼、熟肉类 制品、蛋糕点心类食品相遇，就会使铅分子扩散到油脂中 去，所以不能使用聚氯乙烯塑料袋盛装食品，尤其不能盛 装含油类的食品 聚氯乙烯塑料制品在较高温度下，如50度左右就会慢慢地 分解出氯化氢气体，这种气体对人体有害，因此聚氯乙烯 制品不宜作为食品的包装物 废旧塑料(有的可能添加少许新料)的更新品，因其成分复 杂，很难保证不带有毒性，故一般也不可用来作为食品盛 具和包装物
实例： 甲烷的氯化
卤代反应 分子中的原子或基团被卤原子 或基团取代的反应称为卤代反应。 若卤原子为氯原子，则该卤代反应 称为氯代反应。
CH4 + Cl2
反应机理
链引发 链增长
hv
CH3Cl + HCl
Cl2
hv
2Cl
H= 7. 5kJ/mol
CH4 + Cl
CH3 + Cl2
C 3 + HCl H
仅得到：
反-1,2-二溴环戊烷
C C + Br
δ +
Br
δ
-
C C 溴鎓离子 Br+
Br Br
-
C C
Br
（c） 与次卤酸加成
（X2+H2O ，HOX）
CH3CHCH2X H2O X CH3CHCH2 X CH3CHCH2X OH2 CH3CHCH2X X
CH3CH
CH2
+
X2
量很少
CH3CHCH2X OH2
AlCl3
+
HCl
AlCl4
H
+
H
CH3CHCH3 （主） CH3CH CH2
+
CH3CH2CH2
CH3CHCH3
+
Cl
CH3CHCH3 Cl
Markovnikov经验规律（马氏规则）：
当HX和烯烃加成时，氢总加在含氢
较多的双键碳原子上。
中间体碳正离子在稳定性许可下可以发生重排 由不够稳定的碳正离子重排为较为稳定的碳正离子
5、键的极性与反应形式
δ C δC E
亲核
Nu
亲电
6、过渡态结构
了解过渡态结构对推测反应的发生，反应的过程非常有用 反应过程大致分为三种类型：
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
(Ⅰ)放热反应，过渡态结构与反应物相近。
(Ⅱ)过渡态结构接近于反应物和产物。 (Ⅲ)吸热反应，过渡态结构与产物相近。
例如：
CH3 CH3 C CH2
反应热是状态函数，仅表示反应物与产物的能量差 反应热可以通过离解能数据计算得出。
CH3
435
H
Cl
243
Cl
CH3
349
Cl
H
431
Cl
H=（435+243）-（349+431）= -102KJ/ mol
用反应热来说明反应的难易程度是不完全的， 因为本反应不是一步完成的
Cl Cl Cl CH3 CH4 Cl2
Ea=16.7 kJ/mol
CH3Cl + Cl
H= -112. 9 kJ/mol Ea=8. 3 kJ/mol
链终止
Cl
CH3
+
Cl
+ CH3
Cl2
H3CCH3
例如：
CH3CH2CH3
Cl2 hv
CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3 Cl （主）
CH2 CH2 CH CH CHCH3 Cl CHCH3 Br
C=C
+ E Y
+
-
E
+
C-C
Y-
E
C-C
Y
+
E
C-C Y
碳正离子机理进行的过程可表述如下： (1)试剂首先解离成离子，正离子与烯烃反应形成碳正离子， 这是决定反应速率的一步 (2)π键断裂后，C—C键可以自由旋转，然后与带负电荷的 离子结合 这时结合有两种可能，即生成顺式加成与反式加成两种产物。
（a）与卤化氢加成 （HCl、HBr、HI）
（1）环正离子中间体机理（反式加成）
E
C=C
+ E Y
+
-
+
Y
-
Y
C-C
E
环正离子中间体机理表明：该亲电加成反应是分 两步完成的反式加成: (1)试剂带正电荷或带部分正电荷部位与烯烃接近， 与烯烃形成环正离子. (2) 试剂带负电荷部分从环正离子背后进攻碳. 得到反式加成的产物.
（2）碳正离子中间体机理（顺式加成） （反式加成）
_
H
CH3CHCH2X OH
符合马氏规则
烯烃与H2O、H2SO4的加成历程与此相似。
（2）炔烃的亲电加成
炔烃与烯烃相似，能与极性试剂发生亲电加成反 应，但反应活性比烯烃差（由不同杂化轨道解释） （a）与卤素加成
X R C CH X2 RC CH X X
1 molBr2
X CH X
X2
RC X
CH2
奥拉对碳正离子的研究贡献，是他在1972年提出 碳正离子的系统新概念
奥拉(George Andrew Olah) 美国有机化学家 1994年诺贝尔化学奖
4、碳负离子
由于烷基是供电子基团，所以碳负离子连接烷 基愈多，则愈不稳定（负电荷集中）
碳负离子稳定性顺序为：
( CH3)3 C
<
(CH3)2 CH < CH3CH2 < CH3
CH
C CH
CH2 Br
CH Br
C CH
( b ) 与卤化氢加成
不对称炔烃HX加成符合马氏规律，反应可以停留 在一分子阶段。反应可被Cu2Cl2或HgCl2等催化。
X R C CH HX RC CH2 X
HgCl2 150 ℃
HX
RC X
CH3
HC CH
+
HCl
CH2
CH Cl
聚合
CH2
CH Cl n
各类碳正离子稳定性顺序为：
CH2 > CH2 CH CH2 ( CH3)3 C > (CH3)2 CH > CH3CH2 > CH3
碳正离子在稳定性许可的情况下，可以从不够稳 定的碳正离子经1，2位重排（-H，-R）得到
较稳定的碳正离子。
例如：
CH3 CH3 C H CH2 CH3
重排
CH3 C CH3
聚氯乙烯(PVC)
Polyvinyl chloride polymer
PVC发展史
1912年，德国人Fritz Klatte合成了PVC 并在德国申请了专利 1926年，美国B.F. Goodrich公司的Waldo Semon工业上合成了PVC 并在美国申请了专利
PVC材料的特征
世界上产量最大的塑料产品之一，价格便宜，应 用广泛 聚氯乙稀树脂为白色或浅黄色粉末，根据不同的 用途可以加入不同的添加剂，聚氯乙稀塑料可呈 现不同的物理性能和力学性能
HBr
Br
+
ROH
CH3 CH3 C CH3 CH2
+
CH3 Br CH3
C Br C CH3
CH2Br CH2
CH3 CH3 C CH2Br
+
CH3 HBr CH3 C H CH2Br
+
Байду номын сангаас
Br
本反应只与HBr作用，与HCl或HI不作用。
四、亲电反应历程
1 亲电加成反应
通过化学键异裂产生的带正电的原子或基团进 攻不饱和键而引起的加成反应称为亲电加成反应。 亲电加成反应可以按照“环正离子中间体机 理”、 “碳正离子中间体机理”。
碳正离子 R+
碳负离子R-
CH3+ ： SP2杂化，平面形分子，空P轨道垂直于平面
CH3 ： SP2杂化，平面形分子，在垂直于此平面的P 轨道中含一个电子 CH3¯ ： SP3杂化，三角锥形，一对电子占据一个SP3 杂化轨道
H H C H
H C
H
H
H
H
H
2、碳自由基
（1）碳自由基的稳定性
碳自由基是由键的均裂产生的，由碳-氢键的离 解能可知： 3°C-H > 2°C-H > 1°C-H > CH3-H
H
E
H
+ E
共振式
离域式
能 量
H E
E
反应进程
苯亲电反应过程能量示意图
芳烃可以发生卤代、硝化、磺化、烷基化和酰
基化等亲电取代反应。
亲电试剂 Eδ+—NuδEδ+ —Nuδ-
X—X
NO2+
R—X
RCO—X
SO3
苯的硝化反应
NO2
+ 浓HNO3 +浓H2SO4
1-溴丙烷生成速率 2-溴丙烷生成速率 6×1.0 6
=
2×82
=
164
1-溴丙烷产率= 6÷(6+164)×100% = 3.5% 2-溴丙烷产率= 164÷(6+164)×100%= 96.5% 活性高的氢易发生反应。溴的选择性较高。
3、碳正离子
碳正离子是一个缺电子体系，与自由基相似，烷基可以通过 诱导效应和超共轭效应对碳正离子供电子。
常见制品：板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电 线外皮、文具等
PVC危害
日用聚氯乙烯塑料中的增塑剂如对苯二甲酸二丁酯、邻苯 二甲酸二辛酯都有毒性 含防老剂硬脂酸铅盐的聚氯乙烯(PVC)制品和乙醇、乙醚 及其他溶剂接触会析出铅，与油条、炸糕、炸鱼、熟肉类 制品、蛋糕点心类食品相遇，就会使铅分子扩散到油脂中 去，所以不能使用聚氯乙烯塑料袋盛装食品，尤其不能盛 装含油类的食品 聚氯乙烯塑料制品在较高温度下，如50度左右就会慢慢地 分解出氯化氢气体，这种气体对人体有害，因此聚氯乙烯 制品不宜作为食品的包装物 废旧塑料(有的可能添加少许新料)的更新品，因其成分复 杂，很难保证不带有毒性，故一般也不可用来作为食品盛 具和包装物
实例： 甲烷的氯化
卤代反应 分子中的原子或基团被卤原子 或基团取代的反应称为卤代反应。 若卤原子为氯原子，则该卤代反应 称为氯代反应。
CH4 + Cl2
反应机理
链引发 链增长
hv
CH3Cl + HCl
Cl2
hv
2Cl
H= 7. 5kJ/mol
CH4 + Cl
CH3 + Cl2
C 3 + HCl H
仅得到：
反-1,2-二溴环戊烷
C C + Br
δ +
Br
δ
-
C C 溴鎓离子 Br+
Br Br
-
C C
Br
（c） 与次卤酸加成
（X2+H2O ，HOX）
CH3CHCH2X H2O X CH3CHCH2 X CH3CHCH2X OH2 CH3CHCH2X X
CH3CH
CH2
+
X2
量很少
CH3CHCH2X OH2
AlCl3
+
HCl
AlCl4
H
+
H
CH3CHCH3 （主） CH3CH CH2
+
CH3CH2CH2
CH3CHCH3
+
Cl
CH3CHCH3 Cl
Markovnikov经验规律（马氏规则）：
当HX和烯烃加成时，氢总加在含氢
较多的双键碳原子上。
中间体碳正离子在稳定性许可下可以发生重排 由不够稳定的碳正离子重排为较为稳定的碳正离子
5、键的极性与反应形式
δ C δC E
亲核
Nu
亲电
6、过渡态结构
了解过渡态结构对推测反应的发生，反应的过程非常有用 反应过程大致分为三种类型：
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
(Ⅰ)放热反应，过渡态结构与反应物相近。
(Ⅱ)过渡态结构接近于反应物和产物。 (Ⅲ)吸热反应，过渡态结构与产物相近。
例如：
CH3 CH3 C CH2
反应热是状态函数，仅表示反应物与产物的能量差 反应热可以通过离解能数据计算得出。
CH3
435
H
Cl
243
Cl
CH3
349
Cl
H
431
Cl
H=（435+243）-（349+431）= -102KJ/ mol
用反应热来说明反应的难易程度是不完全的， 因为本反应不是一步完成的
Cl Cl Cl CH3 CH4 Cl2
Ea=16.7 kJ/mol
CH3Cl + Cl
H= -112. 9 kJ/mol Ea=8. 3 kJ/mol
链终止
Cl
CH3
+
Cl
+ CH3
Cl2
H3CCH3
例如：
CH3CH2CH3
Cl2 hv
CH3CH2CH2Cl CH3CHCH3 Cl （主）
CH2 CH2 CH CH CHCH3 Cl CHCH3 Br
C=C
+ E Y
+
-
E
+
C-C
Y-
E
C-C
Y
+
E
C-C Y
碳正离子机理进行的过程可表述如下： (1)试剂首先解离成离子，正离子与烯烃反应形成碳正离子， 这是决定反应速率的一步 (2)π键断裂后，C—C键可以自由旋转，然后与带负电荷的 离子结合 这时结合有两种可能，即生成顺式加成与反式加成两种产物。
（a）与卤化氢加成 （HCl、HBr、HI）
（1）环正离子中间体机理（反式加成）
E
C=C
+ E Y
+
-
+
Y
-
Y
C-C
E
环正离子中间体机理表明：该亲电加成反应是分 两步完成的反式加成: (1)试剂带正电荷或带部分正电荷部位与烯烃接近， 与烯烃形成环正离子. (2) 试剂带负电荷部分从环正离子背后进攻碳. 得到反式加成的产物.
（2）碳正离子中间体机理（顺式加成） （反式加成）
_
H
CH3CHCH2X OH
符合马氏规则
烯烃与H2O、H2SO4的加成历程与此相似。
（2）炔烃的亲电加成
炔烃与烯烃相似，能与极性试剂发生亲电加成反 应，但反应活性比烯烃差（由不同杂化轨道解释） （a）与卤素加成
X R C CH X2 RC CH X X
1 molBr2
X CH X
X2
RC X
CH2
奥拉对碳正离子的研究贡献，是他在1972年提出 碳正离子的系统新概念
奥拉(George Andrew Olah) 美国有机化学家 1994年诺贝尔化学奖
4、碳负离子
由于烷基是供电子基团，所以碳负离子连接烷 基愈多，则愈不稳定（负电荷集中）
碳负离子稳定性顺序为：
( CH3)3 C
<
(CH3)2 CH < CH3CH2 < CH3
CH
C CH
CH2 Br
CH Br
C CH
( b ) 与卤化氢加成
不对称炔烃HX加成符合马氏规律，反应可以停留 在一分子阶段。反应可被Cu2Cl2或HgCl2等催化。
X R C CH HX RC CH2 X
HgCl2 150 ℃
HX
RC X
CH3
HC CH
+
HCl
CH2
CH Cl
聚合
CH2
CH Cl n
各类碳正离子稳定性顺序为：
CH2 > CH2 CH CH2 ( CH3)3 C > (CH3)2 CH > CH3CH2 > CH3
碳正离子在稳定性许可的情况下，可以从不够稳 定的碳正离子经1，2位重排（-H，-R）得到
较稳定的碳正离子。
例如：
CH3 CH3 C H CH2 CH3
重排
CH3 C CH3
聚氯乙烯(PVC)
Polyvinyl chloride polymer
PVC发展史
1912年，德国人Fritz Klatte合成了PVC 并在德国申请了专利 1926年，美国B.F. Goodrich公司的Waldo Semon工业上合成了PVC 并在美国申请了专利
PVC材料的特征
世界上产量最大的塑料产品之一，价格便宜，应 用广泛 聚氯乙稀树脂为白色或浅黄色粉末，根据不同的 用途可以加入不同的添加剂，聚氯乙稀塑料可呈 现不同的物理性能和力学性能
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福大高等有机第三章反应机理
的；即从左到右（电负性增加），碱性减弱，亲核性减弱； 如：CH3O->F- ；SH-> Cl－ ； ③同族元素中，从上到下，亲核性增加，碱性减弱； 如：I->Br－> Cl->F- ；C6H5S->C6H5O-； 因为大周期元素的原子具有较大体积，电子云易分散、极化，底 物易与亲核试剂之间部分地成键形成较稳定的过渡态，一些有易极 化的S组成的负离子，如：SCN-、S2O32-、SO32-，及电子云在2－3 个原子间发生位移的离子，如：N3-、CN-等具有较强的亲核性和相 对较弱的碱性；
1968年，Pearson通过实验，改变不同的亲核试剂， 用 S= Log
K(CH3I+Nu) K(CH3I+CH3OH)
表示亲核性强弱；
Nu CH3OH NO3 S 1 pKa -1.7
Nu
NH3
-
F
-
AcO
-
Cl
-
PhCOO-
C5H5N
Me2S
NO2-
1.5 2.7 4.3 4.4 -1.3 3.45 4.75 -5.7
R－ CH3CH2 - CH2=CHCH2 - CH3COOCH2 - C6H5CH2 - CH3OCH2 (RL) V(SN2) 1 40 100 120 400 (相对) 这是由于空间效应没有明显不同时，对过渡状态中中心碳的部分 正电荷具有给电子稳定作用，但是这种分散部分碳正电荷而起稳定 作用明显弱于SN1机理；
CH3 C2H5 (CH3)2CH (CH3)3C -
H2O
V(相对) 1.05
1
12
1.2×106
机理
SN2
SN2
SN1
SN1
与碳正离子稳定性顺序一致。
1968年，Pearson通过实验，改变不同的亲核试剂， 用 S= Log
K(CH3I+Nu) K(CH3I+CH3OH)
表示亲核性强弱；
Nu CH3OH NO3 S 1 pKa -1.7
Nu
NH3
-
F
-
AcO
-
Cl
-
PhCOO-
C5H5N
Me2S
NO2-
1.5 2.7 4.3 4.4 -1.3 3.45 4.75 -5.7
R－ CH3CH2 - CH2=CHCH2 - CH3COOCH2 - C6H5CH2 - CH3OCH2 (RL) V(SN2) 1 40 100 120 400 (相对) 这是由于空间效应没有明显不同时，对过渡状态中中心碳的部分 正电荷具有给电子稳定作用，但是这种分散部分碳正电荷而起稳定 作用明显弱于SN1机理；
CH3 C2H5 (CH3)2CH (CH3)3C -
H2O
V(相对) 1.05
1
12
1.2×106
机理
SN2
SN2
SN1
SN1
与碳正离子稳定性顺序一致。
第3章：配合物理论、光谱及反应机理
2020/2/20
6
晶体场理论要点 ➢⑵配位体对中心离子的影响 ➢（a）中心离子M与配位体L成键时，配体的静电场 对中心离子的d 轨道电子的不同排斥作用力，使d 轨 道能级发生了分裂。 ➢（b）过渡金属的中心离子的5个d轨道在假想的球 形场(均匀电场) 中能量是简并的，受到配位体负电场 作用时，会发生d 轨道的能级分裂。能级分裂程度用 分裂能（△）表示。
13
d轨道分裂后，最高d轨道的能量与最低d轨道的能量差，
称为分裂能（）
单位: / cm-1 / J·mol-1 / kJ·mol-1
1cm-1 = 12.0J·mol-1
o：(O: octahedral)八面体场d轨道的能级分裂能
Hale Waihona Puke o = 10 Dq ， o 分为10等份，每份为1Dq.
2020/2/20
7
2020/2/20
8
晶体场理论要点 ➢⑶晶体场理论的核心是: ➢配位体的静电场与中心离子的作用引起的d轨道的 分裂和d电子优先进入低能轨道时所产生的稳定化能， 称为晶体场稳定化能——CFSE ➢（crystal field stabilization energy，CFSE）。
球形对称 静电场
dz2 , dx2-y2, 轨道能量升高较多 (eg 或 dr) dxy, dyz, dxz轨道能量升高较少 (t2g 或 d)
2020/2/20
dz2 dx2-y2
eg
3 5
Δo
=6Dq
Δo =10Dq
2 5
Δo
= 4Dq t2g
dxy dxz dyz
在八面体场中 d轨道能级分裂
配合物作为催化剂，萃取剂等应用于化工, 元素分析和分离， 信息材料，光电技术，激光能源，生物技术等领域
第三章化学反应基本原理
根据盖斯定律，途径I和途径II的反应热相同。
即 反应方程式 (1) = (2) + (3) 反应热 H1 = H2 + H3 H2 = H1 _ H3 = {-393.50 -(-282.96)} kJ mol-1 = -110.54 kJ mol-1
计算时注意： （1）条件相同的反应和聚集态相同的同一物质才 能相消、合并； （2）反应式乘（除）以某数，H也要同乘（除） 以该数。
标准摩尔反应焓变 : rH m(T) 反应体系中各物质皆处在温度为T的 标准状态下，反应进度为1mol时 ，反应的 焓变值称为该反应的标准摩尔反应焓变。 任一化学反应方程式的标准摩尔反应焓变可 用下式表示：
r H m (T ) B Hm (B, T )
3.2.3.3 热化学方程式
若要计算一个实际过程的体积功WV，则：
V2 V1
W p(环) dV p(环) dV
（1）恒容过程：体系体积恒定不变，过程的每一步都有dV = 0 ，所以WV = 0 （2）自由膨胀（即向真空膨胀）：因为 p环 0 , 所以WV = 0 （3）恒压过程： p环 p系 p 常数 ，所以有
0 lL mM aA bB
0 vLL vAA vBB
即：
化学反应进度
d dnB
1 B
nB为B的物质的量，νB为化学计量数
（1）当参加化学反应的各组分按反应方程式中的化学计 量数消耗反应物中各组分的物质的量，并生成产物各组 分的物质的量时，则称该化学反应的反应进度为1 mol 。 （2）对于同一反应，反应进度的值与选用反应式中何种 组分量的变化来进行计算无关 。 （3）对同一化学反应，因化学反应方程式写法不同会导 致反应进度的数值不同。
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
有机化学反应机理的研究
+0.06 -0.069 0
-0.27
-0.01 -0.17 0
I
COMe CF3 NO2
+0.352
+0.376 +0.43 +0.71
+0.276
+0.502 +0.54 +0.778
由表可知，凡σ为正值的原子团都是吸引电子的原子团，而 σ为负值的原子团都是排斥电子的原子团。
2、反应常数ρ
取代基常数σ定量地表示取代基的极性效应，只 取决于取代基的结构和位置，与反应类型和反应条 件无关。 • 研究取代苯甲酸酯的水解反应，建立了关系方程 哈密特（Hammett）方程： lgK/K0 = σρ 或 lgk/k0 = σρ K和K0、k/k0分别为取代苯甲酸酯和苯甲酸酯的水 解平衡常数和速率常数 • ρ称为反应常数，是反应对取代基极性效应的敏感 性的定量尺度，ρ决定于反应特性和条件，同一类 型的反应在相同条件下ρ值相同。
五、立体化学证据 从立体化学的信息获得有关机理的证明 根据化合物的构型、构象等变化作出理性的判断
空阻差别不大， 得热力学产物
樟脑衍生物 分子中羰基 的还原
六、动力学证据
• 研究各种反应因素，如浓度、压力、温度、催化剂等对 反应速度的影响。可以提供有关反应过程的信息。 • 反应速度是反应物消失的速度或产物生成的速度 。多步 反应中，决速步骤是反应速度最慢的一步。
第二节 热力学控制及动力学控制
某一反应物A在一定条件下可能转变成两种产物B和C
速率常数 kB<kC (形成C快于B)
平衡常数 KB>KC (B比C更稳定) B
A
C
1、反应初期
⊿G C ＜⊿GB (活化自由能) kC＞kB ， A转变成C较容易, [C]＞[B] 2、若平衡 主产物为C
-0.27
-0.01 -0.17 0
I
COMe CF3 NO2
+0.352
+0.376 +0.43 +0.71
+0.276
+0.502 +0.54 +0.778
由表可知，凡σ为正值的原子团都是吸引电子的原子团，而 σ为负值的原子团都是排斥电子的原子团。
2、反应常数ρ
取代基常数σ定量地表示取代基的极性效应，只 取决于取代基的结构和位置，与反应类型和反应条 件无关。 • 研究取代苯甲酸酯的水解反应，建立了关系方程 哈密特（Hammett）方程： lgK/K0 = σρ 或 lgk/k0 = σρ K和K0、k/k0分别为取代苯甲酸酯和苯甲酸酯的水 解平衡常数和速率常数 • ρ称为反应常数，是反应对取代基极性效应的敏感 性的定量尺度，ρ决定于反应特性和条件，同一类 型的反应在相同条件下ρ值相同。
五、立体化学证据 从立体化学的信息获得有关机理的证明 根据化合物的构型、构象等变化作出理性的判断
空阻差别不大， 得热力学产物
樟脑衍生物 分子中羰基 的还原
六、动力学证据
• 研究各种反应因素，如浓度、压力、温度、催化剂等对 反应速度的影响。可以提供有关反应过程的信息。 • 反应速度是反应物消失的速度或产物生成的速度 。多步 反应中，决速步骤是反应速度最慢的一步。
第二节 热力学控制及动力学控制
某一反应物A在一定条件下可能转变成两种产物B和C
速率常数 kB<kC (形成C快于B)
平衡常数 KB>KC (B比C更稳定) B
A
C
1、反应初期
⊿G C ＜⊿GB (活化自由能) kC＞kB ， A转变成C较容易, [C]＞[B] 2、若平衡 主产物为C
第三章化学反应基本原理
S
θ m
(298
.15 )
RT
R
实验数据：反应 C(s) + CO2(g) 2 CO(g) 的 K θ 与 T 的关系
T / K 773. 15 873. 15 973. 15 1073. 15
K θ 3. 24×10–3 7. 6×10–2 0. 89
6. 6
实验数据：反应 N2(g) + 3 H2(g)
• 3.1 化学反应的方向
• 3.1.1 熵和熵变
• 1.自发过程的特征
• （1）自发过程：无需外界干涉即可自动发生的过程。自然界中一切 变化的过程都有一定的方向性，自发过程具有单方向性。
• 例子：墨水滴入水中；房中开盖的氨水瓶等。
• （2）自发过程有不同的表现形式，但有共同的特征：
• ①自发过程有确定的方向性； • ②自发过程的进行有一定的限度； • ③自发过程的方向和限度可以用一定的物理量来判断。
• △fGm(稳定单质, 298.15K ）＝0 • △fGm (H+ ，aq，298.15K)=0
• Sm(稳定单质, 298.15K ）≠0 • Sm (H+ ，aq，298.15K)=0
• 熵值大小比较：
• ① Sm(g) > Sm(l) > Sm(s)
• ② Sm(T高) > Sm(T低)
• ②对反应前后气体分子数相等的反应（△n≠0），总压力改变时，平衡 向着气体分子总数少的方向移动，直到平衡（Q=K，△rGm（T）=0）为 止。
3. 温度的影响
根据
r Gmθ
r
H
θ m
Tr Smθ
RT
ln
Kθ
ln
Kθ
药物合成反应-第三章---酰化反应
• 二、自由基反应机理 • 产物复杂, 应用有限
第二节 氧原子的酰化反应
O ROH + R' C L
O R' C
OR + HL
• 是一类形成羧酸酯的反应 • 是羧酸的酯化反应 • 是羧酸衍生物的醇解反应
一、醇的氧酰化
•1) 羧酸为酰化剂
R-OH + R'COOH
• 提高收率:
R'COOR + H2O
第三章 酰化反应
Chapter 3
Acylation Reaction
概述
• 1 定义: 有机物分子中O、N、C原子上导入 酰基的反应
O
R C L + Nu-H
酰化剂
被酰化物
O R C Nu + HL
L: X, OCOR, OH, OR', NHR Nu: R'O(O), R''NH(N), Ar(C)
仅有少量空阻大的羧酸按此反应机理进行
（3）影响因素
① 醇结构影响
•醇的结构对酰化反应的影响 •立体影响因素:伯醇＞仲醇＞叔醇、烯丙醇 •叔碳正离子倾向与水反应而逆转
• 电子效应的影响 • 羟基a位吸电子基团通过诱导效应降低O上
电子云密度, 使亲核能力降低 • 苄醇、烯丙醇由于p-p共轭, 使活性降低
O
I
96%
ii 用来提高醇的反应活性
偶氮二羧酸酯法（活化醇制备羧酸酯）
Mitsunobu reaction.
Mechanism
（4）应用特点
•① 伯醇酯的制备
• ② 仲醇酯的制备 薄荷醇
• ③ 叔醇酯的制备
• 2.羧酸酯为酰化剂 • (1)反应通式
第二节 氧原子的酰化反应
O ROH + R' C L
O R' C
OR + HL
• 是一类形成羧酸酯的反应 • 是羧酸的酯化反应 • 是羧酸衍生物的醇解反应
一、醇的氧酰化
•1) 羧酸为酰化剂
R-OH + R'COOH
• 提高收率:
R'COOR + H2O
第三章 酰化反应
Chapter 3
Acylation Reaction
概述
• 1 定义: 有机物分子中O、N、C原子上导入 酰基的反应
O
R C L + Nu-H
酰化剂
被酰化物
O R C Nu + HL
L: X, OCOR, OH, OR', NHR Nu: R'O(O), R''NH(N), Ar(C)
仅有少量空阻大的羧酸按此反应机理进行
（3）影响因素
① 醇结构影响
•醇的结构对酰化反应的影响 •立体影响因素:伯醇＞仲醇＞叔醇、烯丙醇 •叔碳正离子倾向与水反应而逆转
• 电子效应的影响 • 羟基a位吸电子基团通过诱导效应降低O上
电子云密度, 使亲核能力降低 • 苄醇、烯丙醇由于p-p共轭, 使活性降低
O
I
96%
ii 用来提高醇的反应活性
偶氮二羧酸酯法（活化醇制备羧酸酯）
Mitsunobu reaction.
Mechanism
（4）应用特点
•① 伯醇酯的制备
• ② 仲醇酯的制备 薄荷醇
• ③ 叔醇酯的制备
• 2.羧酸酯为酰化剂 • (1)反应通式
第三章反应机理
243
CH3 Cl
349
H Cl
431
H=（435+243）-（349+431）= -102KJ/ mol
用反应热来说明反应的难易程度是不完全的， 因为本反应不是一步完成的。
Cl Cl
Cl
CH4
Cl
Cl
H= 243KJ/mol
CH3
HCl H= 4KJ/mol
CH3
Cl2
CH3Cl Cl H= -106KJ/mol
一、基元反应与反应机理
1、化学反应 化学反应包括由反应物向产物的转化，反应主要
以单分子或双分子反应进行。 反应机理是由反应物转变为产物的途径，若为基
元反应，则为一步反应得到产物；若不为基元反应， 则可以分解为多步基元反应过程。反应机理就是将反 应的各步基元反应都详细地表达出来，特别是对中间 体杂化状态、能量变化的描述。
1-氯丙烷产率= 6÷(6+7.6)×100% = 44.1% 2-氯丙烷产率= 7.6÷(6+7.6)×100%= 55.9%
1-溴丙烷生成速率
2-溴丙烷生成速率 =
6×1.0 6
2×82 = 164
1-溴丙烷产率= 6÷(6+164)×100% = 3.5%
2-溴丙烷产率= 164÷(6+164)×100%= 96.5%
5、键的极性与反应形式
亲核
Cδ
δC
Nu
E
亲电
6、过渡态结构 了解过渡态结构对推测反应的发生，反应的过程
非常有用。反应过程大致分为三种类型： ⅠⅡ Ⅲ
(Ⅰ)放热反应，过渡态结构与反应物近。 (Ⅱ)过渡态结构接近于反应物和产物。 (Ⅲ)吸热反应，过渡态结构与产物相近。
CH3 Cl
349
H Cl
431
H=（435+243）-（349+431）= -102KJ/ mol
用反应热来说明反应的难易程度是不完全的， 因为本反应不是一步完成的。
Cl Cl
Cl
CH4
Cl
Cl
H= 243KJ/mol
CH3
HCl H= 4KJ/mol
CH3
Cl2
CH3Cl Cl H= -106KJ/mol
一、基元反应与反应机理
1、化学反应 化学反应包括由反应物向产物的转化，反应主要
以单分子或双分子反应进行。 反应机理是由反应物转变为产物的途径，若为基
元反应，则为一步反应得到产物；若不为基元反应， 则可以分解为多步基元反应过程。反应机理就是将反 应的各步基元反应都详细地表达出来，特别是对中间 体杂化状态、能量变化的描述。
1-氯丙烷产率= 6÷(6+7.6)×100% = 44.1% 2-氯丙烷产率= 7.6÷(6+7.6)×100%= 55.9%
1-溴丙烷生成速率
2-溴丙烷生成速率 =
6×1.0 6
2×82 = 164
1-溴丙烷产率= 6÷(6+164)×100% = 3.5%
2-溴丙烷产率= 164÷(6+164)×100%= 96.5%
5、键的极性与反应形式
亲核
Cδ
δC
Nu
E
亲电
6、过渡态结构 了解过渡态结构对推测反应的发生，反应的过程
非常有用。反应过程大致分为三种类型： ⅠⅡ Ⅲ
(Ⅰ)放热反应，过渡态结构与反应物近。 (Ⅱ)过渡态结构接近于反应物和产物。 (Ⅲ)吸热反应，过渡态结构与产物相近。
药物合成反应第三章讲解
• 脱除方法：
• 50%氨-甲醇溶液：氨解，时间长，苯甲酰基脱除 • 氢氧化钠-吡啶：酰氨基较稳定 • Bu3SnOMe在二氯乙烷中或三氟化硼-乙醚在湿乙腈中：选择性地脱
除葡萄糖差向异构体羟基上的乙酰基 • DBU或甲氧基镁：苯甲酰基和乙酰基共存时，选择性地脱除乙酰基 • 碳酸钾-甲醇水溶液：仲醇及烯丙醇（100％ ） • 氰化钾－乙醇：对酸、碱敏感的物质
O HO C OEt
碳酸乙酯
RCOOH
O Cl S Cl
RCOOH
O Cl P Cl
Cl
RCOOH
O
O
R C O C Cl
O
O
R C O S Cl
O
R CO
O
P Cl
Cl
• 3.1.3 酰卤作酰化剂
无水有机溶剂
RCO2H + SOCl2
RCOCl + SO2 + HCl
去酸剂 RCOCl + R'OH
叔醇的酯化：SN1机理
主要影响因素
• 底物的结构：底物为醇或酚，亲核物种为羟基氧原子。
当氧原子电子云密度降低时反应活性会降低，由此可知， 与烷基醇相比酚及烯丙醇的酰化会困难一些，而难以酰化 的底物就需要较强的酰化剂，比如酚的酰化一般要用酸酐 或酰卤。空间障碍也是一个较大的影响因素，如仲醇的反 应速率低于伯醇，而叔醇在酸催化下会形成碳正离子，所 以叔醇的酯化一般是单分子亲核取代(SN1)机理。
• 酰化剂：在一定的反应条件下，酰化活性顺序一般为
酰卤(Br>Cl)>酸酐>酯>酸>酰胺，这一顺序实际上与离 去基团的离去能力一致。
• 催化剂：
• 3.1.1 羧酸为酰化剂 • 3.1.2 羧酸酯为酰化剂 • 3.1.3 酸酐为酰化剂 • 3.1.4 酰氯为酰化剂 • 3.1.5 酰胺为酰化剂 • 3.1.6 乙烯酮为酰化剂
药物合成反应第三章酰化反应
在有机合成中的应用
1
酰化反应是有机合成中的一种重要反应类型，可 用于合成各种具有特定结构的化合物。
2
酰化反应可以用于合成羧酸、酯、酰胺等有机化 合物，这些化合物在化学工业、农药、染料等领 域具有广泛的应用。
3
酰化反应在有机合成中还常用于合成复杂化合物 和天然产物的全合成。
在材料科学中的应用
酰化反应在材料科学中也有一定的应用，主要用于合成高分子材料和功能材料。
药物合成反应第三章 酰化反应
目录
CONTENTS
• 酰化反应概述 • 常用酰化试剂 • 酰化反应的应用 • 酰化反应的实验操作与注意事项 • 案例分析
01 酰化反应概述
定义与重要性
定义
酰化反应是一种有机化学反应，涉及 醇或酚与羧酸或其衍生物在催化剂的 作用下，通过酯化或酰胺化形成酯或 酰胺的过程。
羧酸酯
总结词
羧酸酯是一种酰化试剂，可以通过羧酸 与醇的酯化反应制备，其在药物合成中 应用广泛。
VS
详细描述
羧酸酯是羧酸与醇通过酯化反应生成的化 合物，其结构中包含一个羰基和一个酯基 。在酰化反应中，羧酸酯可以与醇或酚反 应生成相应的酯或酚酯，广泛应用于药物 合成中。由于羧酸酯的反应活性较低，通 常需要在酸性或碱性条件下进行反应。
羧酸酯的合成与性质
总结词
羧酸酯的合成通常采用羧酸与醇在酸性或碱性条件下进行酯化反应得到，其性质主要取 决于酯基和羰基的结构。
详细描述
羧酸酯的合成通常采用羧酸与醇在酸性或碱性条件下进行酯化反应得到。在酸性条件下， 羧酸与醇反应生成酯和水；在碱性条件下，羧酸与醇反应生成酯和盐。羧酸酯的性质主 要取决于酯基和羰基的结构，如取代基的性质、空间位阻等都会影响羧酸酯的反应活性。