习题讲解:卤代烃

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习题讲解:卤代烃

2024-07-14 17:55| 来源: 网络整理| 查看: 265

题14:反应(错误率39.5%)

首先看底物卤代烃的种类,这里无疑是叔卤代烃,再注意到反应条件中有甲醇钠,这是强亲核试剂,但也同时具有强碱性。 从流程图不难看出,由于叔卤代烃消除倾向较大,此处主要发生的将是消除而非亲核取代,最终生成烯烃:

题16:反应(错误率36.3%)

与题14类似,叔卤代烃与醇钠的反应,当然还是消除。注意卤代烃的消除反应存在区域选择性,遵循扎依采夫规则, 主要生成连接烷基较多较为稳定的烯烃,因此这里主要是与环外异丙基上的β-H消去:

题25:反应(错误率37.7%)

依然叔卤代烃,同时体系中又有NaCN,具有较强的亲核性但也有弱碱性。由于叔卤代烃消除倾向过大, 因此这里即便NaCN的碱性不算特别强,主要发生的也还是消除:

题17:反应(错误率35.5%)

底物分子仲卤代烃,条件又是NaCN。但与前一题的叔卤代烃不同,仲卤代烃的消除倾向远没有那么高,加上这里没有加热,更何况CN-的 碱性相对较弱,因此这里主要发生的将是亲核取代反应。考虑到CN-的亲核能力挺强,主要发生的将是SN2,产物中原本与Br相连的手性中心构型 将发生反转。此外,底物分子中五元环上还存在另两个与甲基相连的手性中心,但这俩手性中心不参与反应,构型也不发生变化。

题18:反应(错误率30.3%)

底物分子仲卤代烃,条件中醇钠既可作碱也可作亲核试剂。注意到当前加热反应,因此我们基本可以确定,主要发生的 是消除。当然,还可以再进一步判断消除机制。醇钠的碱性相当强,因此不难看出主要发生的将是E2。

既然判断出是E2反应,我们知道双分子消除对底物分子的立体构象存在一定的要求,通常必须是β-H与离去基团反式共面 消除。题干中底物卤代烃给出的是Fischer投影式,可能看得不是特别清楚,我们不妨将其转换为锯架式来观察构象。 如下图所示,先将Fischer投影式转化为左侧的重叠式构象锯架式,再分别旋转前后碳原子,保证反式共面消除的要求。 注意到当前卤素的β-位存在两个氢原子(H与D),因此上下两种构象均可以满足消除的立体化学要求。在这两种构象的基础 上H/D与Br离去,剩余基团相对位置不变。易见当消除DBr时将生成反-2-丁烯而消除HBr生成顺-2-氘-2-丁烯。

这两种产品原则上都会生成(本题也是给了两个空),但实际反-2-丁烯的生成量将更高。原因也很简单,相对于下方的构象, 上方构象中两个体积相对较大的甲基距离较远,能量较低,更容易形成,因此消除时所占比例也将更高。

题13:反应(错误率26.7%)

叔卤代烃的反应。但注意到这里的反应条件:没有碱,也没有负离子形式的亲核试剂,只是溶剂水。根据之前的流程图, 我们不难判断应当是发生SN1溶剂解反应。既然SNl历程,反应涉及碳正离子,也自然不存在立体选择性,生成产品将发生 外消旋化:

题19:反应(错误率29.2%)

本题底物卤代烃分子比较特殊,两个卤原子,分别相当于是伯、叔卤代烃。而反应条件也较特殊,NaI明显无甚碱性,I-却具有比较强的亲核活性。再加上使用了丙酮这样的非极性溶剂,我们基本可以判断,发生的将是SN2亲核取代。 事实上NaI/丙酮这是个很典型的卤素交换反应的条件。

既然判断出是SN2,自然伯卤代烃一端较叔卤代烃端更易反应。由此我们不难得到最终产物如下:

题20:反应(错误率74.6%)

伯卤代烃,再加上具有亲核性的NaOH,很多同学觉得这题很简单,无非是羟基取代Cl,生成二醇。但实际情况并非这么简单。

注意到底物分子内部自身就带有一个羟基,而我们也知道醇羟基是具有酸性的。虽说羟基的酸性不及水,但在碱NaOH的作用下, 少量的羟基还是可以解离出质子,转变成烷氧基负离子。而一旦形成氧负离子,无疑就具有亲核活性,可以进攻分子内的碳卤键, 引发分子内的亲核取代,得到环状醚。

备注

分子内反应比分子间反应容易得多,因此这儿即便羟基解离形成的烷氧基负离子量很少,反应也依然可以进行下去。



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