化学竞赛 | 知识点解析3

时间:2022-01-27 15:49:25  作者:网络 来源:网络

这一期我来讲一讲有机题目里常考的反应类型吧!

有机反应多如繁星。除了各种常见的反应之外,还有各种 named reactions,而像是温度、酸碱度等等都会影响到反应的进行。

幸运的是,在 UKChO 里,对有机反应的考察仅仅是限于写产物/催化剂, 并不会要求考生写出反应机理。

当然了,学习有机化学的时候对机理的学习是必不可少的。否则,你又如何来推断在不同条件下的产物呢?

这是我的大学教授写在课件里的一句话:

(只有缺乏理论的化学家,没有缺乏电子的化合物)

所以,我还是希望大家能好好学习反应机理,这样才能算是对每个反应真正的了解哦!

Substitution reaction 

取代反应

取代反应是一种非常常见的反应类型。有机取代反应中的反应物一般为 nucleophile(亲核体)和 electrophile(亲电体)。

nucleophile 的定义为反应中的 electron donor, 而 electrophile 则为 electron acceptor。这和 Lewis acid/base 的定义是不是有点像?所以,能成为 nucleophile 的物质一般都是 Lewis base, electrophile 则为 Lewis acid。

那么竞赛里,首先是每年必考的取代反应。卤素是取代反应中很好的 leaving group(脱离基),所以在竞赛里,取代反应一定会考到有卤取代基的烷作为 electrophile 的反应:

(2021 年真题)

像是在命名篇中提到的羟氯喹的合成题,问到产物 B 和 C 的结构,就是在考察取代反应。

起始物 5-chloropentan-2-one 与带有 alcohol(醇)和 amine(胺)的物质 2-(ethylamino)ethan-1-ol 反应(看不懂命名的同学注意了,请立马开始复习 nomenclature),首先 nucleophile 有两个攻击点:ketone(酮)上的碳以及与卤素相邻的碳。由于卤素是较好脱离基,所以比较 electron deficient 的 C5 为反应点。而 amine 相较于 alcohol 而言是更好的 nucleophile(更 Lewis basic),所以是 amine 上的 lone pair (孤电子对)攻击 C5,卤素离子脱离并去质子形成产物 B。

接着,氨气也是一个 nucleophile,而剩下的反应点就只有 ketone 的 C2 了。经过一系列的酸碱反应后,氨气或胺与酮反应会生成 imine(亚胺),也就是 C。

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