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【有机化学反应的灵魂――电子效应】有机化学中的电子效应

时间:2019-01-18 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  有机化学反应种类多样、产物复杂,有的反应进行缓慢,有的反应进行迅速,还存在着多种竞争反应和三大选择性――化学选择性、区域选择性和立体选择性。化学选择性也可以看做竞争反应,比如醇在浓硫酸作催化剂的条件下加热存在消去反应和取代反应的竞争反应,一般来说高温成烯、低温成醚,同样,卤代烃的水解也存在类似的竞争反应。立体选择性也称为光学选择性,该部分内容在中学阶段不予考虑。所谓区域选择性,就是发生反应时可能生成两种或两种以上的同类型的物质,而以其中某一种为主,比如,丙烯与溴化氢加成主要生成2-溴丙烷而不是1-溴丙烷,再如,甲苯的硝化主要生成邻、对位产物而很少有间位的产物,这都属于区域选择性。本文就从电子效应的角度解释取代反应和加成反应的有关规律,为什么同类型的几种反应有的进行快有的进行慢以及为什么有机化学反应存在区域选择性。
  一、电子效应
  在大多数反应中,由于取代基(与氢原子相比)倾向于给电子或是吸电子,使分子某些部分的电子密度下降或上升,使反应分子在某个阶段带有正电荷(或部分正电荷)或负电荷(或部分负电荷)的效应称为电子效应。
  电子效应可以通过多种方式传递,如诱导效应、共轭效应、超共轭效应、场效应等。目前,电子效应已普遍用于解释分子的性质及其反应性质。
  1 诱导效应(inductive effect)
  因分子中原子或基团的极性(电负性)不同而引起成键电子云沿着原子链向某一方向移动的效应称为诱导效应。
  诱导效应一般以氢为比较标准,如果取代基的吸电子能力比氢强,则称其具有吸电子诱导作用,用一,表示。如果取代基的给电子能力比氢强,则称其具有给电子诱导效应,用+,表示。
  电负性较大的原子形成的基团往往表现为吸电子诱导效应,常见的有:-F、-Cl、-Br、-NO2。
  常见具有供电子诱导效应的基团有:(CH3),C-、(CH3)2CH-、CH3CH2-、CH2-。

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