自由基取代反应.pptxVIP

第十九章自由基取代反应

自由基取代反应是指自由基试剂与底物发生的取代反应：自由基反应机理包括四种类型：自由基形成和转变:

自由基袭击作用物(双分子反应)自由基可以和稳定的有机分子作用，形成另外一个自由基，后者自由基可以作为加成、聚合、或取代反应中的引发剂。这种反应经常是链锁反应。自由基消失过程

自由基反应的特点：无论是在气相或是在液相进行的自由基反应都很相似，但是在溶液里进行的自由基反应，溶剂化作用会造成一些区别。除了非极性溶剂可能压低竞争的离子反应以外，自由基反应不受酸或碱的存在，以及溶剂极性改变的影响。被典型的自由基引发剂(如过氧化物或光)所引发和加速。反应速度被自由基抑制剂(如氧化氮、分子氧、苯醌等)所减小或完全抑制。在本章中仅就自由基取代反应进行讨沦。至于自由基对不饱和化合物的加成，以及重排反应等将在有关章节再行介绍。

第一节自由基取代反应机理1.1脂肪族自由基取代反应机理按自由基进行的脂肪族取代反应，在原则上可能按两种途径进行：

许多实验结果都表明反应是通过a途径进行的。例如，在按自由基机理进行的卤代反应中，卤原子是链锁载体，反应的第一步是链增长反应：

机理的证实:Brown，Kharasch和Chao观察到光学活性1-氯-2-甲基丁烷的自由基氯代反应形成消旋的1,2-二氯-2-甲基丁烷：

一般情况下,许多实验表明在过渡态中,对于不同X,有不同的极性。Me

1.2芳香族自由基取代反应机理（自学）芳香族的均裂取代反应和脂肪族的不同。在气相反应中，可能发生简单的氢提取。但是，并不是所有的芳香族均裂取代反应都是这样进行的。在如下所示的在溶液中进行的反应里：两个环的偶合不能用简单的氢提取(Ar?+ArH?Ar-Ar+H·)来描述其反应过程。均裂的芳香族取代机理与亲电取代和亲核取代相似，在反应的第一步，自由基袭击芳香环：

终止方式：简单的偶合

歧化R?提取氢原子

机理的证实：从苯的芳香基化反应里，曾经离析到过歧化产品和偶合产品。CIDNP也检定到过这种?中间体。

1.3非经典自由基取代反应机理例1，在光催化的卤代反应里，一般得到的是许多产品的混合物。但是，溴代一个含有溴原子的碳链则位置选择性很高。溴代烷烃的溴代反应，84?94%取代在分子中原有的溴的邻位碳原子上。

例2,Skell及同事报导在0?72?C之间溴代光学活性1-溴-2-甲基丁烷(?27=2.86?)，得到了光学活性1,2-二溴-2-甲基丁烷(?27=-2.33?)。再有，在DBr存在的情况下进行这个反应时，则回收的1-溴-2-甲基丁烷中在2-位置被重氢化，并且保持构型不变。又如，在顺式4-溴权丁基环己的溴代反应里，取代发生在3-位置上。而且是反式的：

第二节自由基取代反应影响因素在链锁反应中，决定形成什么产品的步骤时常是提取。自由基几乎从来也不提取四阶的或三价的原子，也很少提取两价的原子。自由基提取的几乎全是一价的原子，因而从有机化合物提取的是氢或者是卤素。19.2.1取代基的影响

a.取代基诱导效应的影响:伯氢、仲氢和叔氢被提取的相对活性

取代基共轭效应的影响苯基取代的碳原子上的氢披提取的相对活性

CH3COOH和CH3COCl这样的化合物则很难发生反应。取代基类型的影响丙酸的?-氢和?-氢被提取的比例数?

19.2.2试剂的影响

某些游离基(按它们反应活性递降次序排列的）参与的X·+C2H6?XH+C2H5反应的活化能

不同温度，伯仲叔氢被氯原子提取速度2.3反应条件的影响

溶剂对自由基取代反应几乎没有什么影响，在溶液中的反应和正气相中的反应在性质上很相似。但是，在有的反应里，溶剂也能造成一些区别。例如，2,3-二甲基丁烷，在脂肪溶剂中给予60%2,3-二甲基丁基氯-1和40％2,3-二甲基-2-氯丁烷；而在芳香溶剂小，则两者的比例变为大约10:90。

这种结果可以归结于芳香溶剂和氯原子之间形成了复合物，以致氯原子的活泼性减小，选择性加大。