不知不觉2018年已经过去一半了,年前立下的flag完成几项了呢?巨本刷几遍了?成环都懂了吗?
如何利用接下来这几个月的时间,关系着你国初是拿省奖冲省一,还是被“打回原形”。
我们都知道在国初考试中,有机化学掌握的好坏是拉开差距的关键所在。好多小伙伴都说有机化学难,而有机化学难就难在反应机理。
这次,阿光老师给大家带来了一节有机化学的学习重点内容。有机化学知识模块掌握的不扎实的同学一定要认真看下哦~
在寒假的ZCHEM200基础有机化学(上)的第六节课,以及ZCHEM210基础有机化学(下)的前两节课,我们学习了一个重难点:对于卤代烃,在Lewis碱的存在下,是发生消除反应还是亲核取代。
如果是消除反应,是E1还是E2?如果是亲核取代,那机理又是SN1,或是SN2?
亲核取代(SN)VS消除(E),“强买强卖”还是“趁火打劫”?
话说,不如你们俩来一场PK吧。
PK第一局 Round 1:SN vs E
一个Lewis碱试剂,既有碱性,又有亲核性(电荷和可极化性共同影响)。
分为四种情况:
情况1:碱性强亲核性弱,有利于消除反应。
情况2:碱性弱亲核性强,有利于亲核取代。
情况3:强碱、强亲核试剂呢?则取决于底物的亲电位点。
若为1°碳,位阻小,同时弱生成消除产物烯烃的取代度低,故而取代占优势。
当为3°碳时,位阻大,同时消除产物的取代度高、稳定性高,所以此时消除占上峰。
介于二者之间的2°碳底物,则为混合机理,消除和取代路径同时存在,位阻大碱性非常强的时候消除会略占优。
情况4:弱碱、弱亲核试剂?例如中性的水分子、醇分子。
显然大多数情况下既不显著发生亲核取代,也不显著发生消除反应。所以表现为不反应、或反应得到混合物。
如果是3°碳底物,由于三级碳正离子的稳定性较高,则消除(E1)和取代(SN1)都可发生。低温、小位阻会令亲核取代反应路径略占优,而升高温度和大位阻碱会有利于消除反应的获胜(因为消除反应通常有正的ΔH,和正的ΔS,所以升温有利于平衡右移)。
PK第二局 Round 2:SN1 vs SN2
在明确会发生亲核取代反应后,下一步要确定是SN1机理还是SN2,也就是亲核取代反应的决速步是一分子,还是两分子。
在ZCHEM200基础有机化学(上)的第6节课,我们学过,亲和取代反应的机理主要受四个因素影响:
底物的亲电位点、溶剂、离去基团的稳定性和进攻试剂的亲核性。
前两个因素通常是决定性因素。
1)底物的亲电位点
所以,通常3°碳底物发生SN1,而1°碳底物发生SN2。
2)溶剂
所以,对于2°碳底物,在质子溶剂中SN1路径的反应会更快,而在极性非质子溶剂中,会更倾向SN2机理。
3)离去基团:好的离去基团同时有利于SN1和SN2,但对前者更重要。
4)进攻基团(亲核试剂):强的亲核试剂有利于SN2。
PK第三局 Round 3:E1 vs E2
二者的本质区别也是决速步到底是一个分子还是两个。也就是到底是碱抢走β-H,顺便拐走了离去基团(E2),还是离去基团自己主动离家出走,然后碱分子来落井下石了一番(E1)……
1)碱性:强碱快速夺走β-H,顺走离去基团,有利于E2。
2)底物:由于取代度对过渡态和产物的影响,所以无论是E1还是E2机理,反应速率方面,都是3°碳>2°碳>1°碳。
3)离去基团:好的离去基团同时有利于E1和E2,但对前者更重要。
通过判定底物、试剂和反应条件,我们可以推测出最可能的反应路径,也就是机理,进而结合区域(regio-)和立体(stereo-)化学的情况,判断主副产物。这部分我们在ZCHEM210基础有机化学(下)的第一、二次课有详细的讲到,大家感兴趣可以去围观~
另外,我们还有一个知识点视频免费讲座,主讲:分子点群初步。
“分子点群”是一个活化能高但势能低的国决必得分考点,就是初学可能觉得难,但一旦学会,基本不可能丢分。
学习是一件付出和收获成正比的事情,你下了多少功夫,是否真正用心了,都会实实在在的体现在你的成绩中。只要大家好好利用接下来时间里,扎实基础,逐一突破难点,一定能在国初的考试中取得一个满意的成绩。