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文档介绍

文档介绍:电子效应及位阻效应在有机化学中的应用
刘晓
(西北大学化学系06 级材料化学专业 西安 710069) 摘要:电子效应及位阻效应贯穿着整个有机化学的学****故其在有机化学中有着广泛的应用。 但由于所掌握的知识有限,我仅将所学的具有代表性的事实中可以归纳出:苯环上新导入的取代基的位置与亲电试剂无关,至于苯 环上原有取代基的性质有关,受苯环原有取代基的控制,这种效应称为定位效应。并将取代基 大致分为两类:
A:邻、对位定位基,使新基团主要进入邻、对位。常见的有: -O-、-N(CH ) 、-NH 、-OH、-OCH 、-NHCOR、-OCOR、-CH (R)、-C H 、-CH=CH 、-F、-Cl、
3 2 2 3 3 6 5 2
-Br、-I等。(一般使苯环活化,反应易于进行,卤素例外)
B:间位定位基,使新基团主要进入间位。常见的有:+NR3、-N02、-CF3、-CCl3、-CN、-SO3H、 -CHO、-COR、-COOH、-COOR、-CONH2 等(均使苯环钝化)
定位效应及活化规律的解释
例:-+nr3、-cci3
3
以上两个取代基虽然没有共轭效应,但吸电子的诱导效应很大,使苯环上的电子云密度降 低,不利于亲电试剂反应,特别是邻、对位降得更低,故只能在间位上反应。
例一CH3
诱导效应:SP3VSP2,***为供电子;
o --n超共轭,***向苯环供电子;
两者作用的结果加强,使苯环上的电子云密度增加,故甲苯比苯容易反应;亲电取代时主 要上在邻、对位。
例一X(卤素) 诱导效应:卤素的电负性强于碳,为吸电子的,使苯环的电子云密度降低; 共轭效应:卤素都有未共用电子对,它与苯环形成P一n共轭,向苯环供电子,使苯环的 电子云密度升高;但因为卤素原子半径大而共轭不好,因此供电子较弱。
两者作用的结果是诱导效应大于共轭效应,使亲电取代反应较难进行。 定位效应及活化规律的应用
如果苯环上已有两个取代基时, 第三个基团进入的位置取决于原来两个基团的性质和位置。
:受邻、对位定位基支配。
NO2
NHCOCH3
NO2
NO2
OH

COOH
-OH > -CH3 -NH2 > -Cl -NO2 > -COOH
芳香族化合物酸性的判断 芳香族化合物的酸性受到与芳环相连的其它基团的影响,当芳环上连有吸电子基团时,由 于共轭效应和诱导效应的影响,使的氧氢之间的电子云向芳环上移动,氧氢之间的电子云密度 减小,更易解离出氢离子,从而显示出更强的酸性。相反,当芳环上连有给电子基团时,由于 共轭效应和诱导效应的影响,使的氧氢之间的电子云增大,氧氢之间的共价键增强,难解离出 氢离子,表现为酸性降低。例:
COOH
OH
COOH
OH
OH
吸电子诱导作用大
吸电子诱导作用中
吸电子诱导作用小
给电子共轭作用大 给电子共轭作用小 给电子共轭作用大 氢键效应吸电子作用大
故可以得出酸性的顺序为:
pka
COOH
OH
pka
pka
COOH
pka
(消去反应的取向)
E1 反应:取代基最多的烯烃超共轭效应最强,稳定性大,位能低其对应的第