有关亲核取代反应和β—消去反应的教学思考.pdf

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1、2014年第3期重庆三峡掌院学报No．3．2014第3O卷(151期)JOURNALOFCHONGQINGTHREEGORGESUNIVERSITY、，01．3ONo．151有关亲核取代反应和一消去反应的教学思考陈明君傅杨武周群英(重庆三峡学院化学与环境工程学院重庆万州404100)摘要：卤代烃化学性质的教学是该章节的重点和难点．从基本概念入手，通过对两类反应机理和影响因素的讲解，可以让学生较为轻松地突破难点，将一c设计在一个假想平面上讲解亲核取代和消去反应机理，方便学生对亲核取代和消去反应机理和有关立体化学的理解和掌握．关键词：亲核取代；一消去反应；反应机理；教学思考中图分类号：G

2、642文献标识码：A文章编号：1009-8135(2014)03—0134-04在有机化学教材中卤代烃一章是学生从烃到烃的衍生物的入门，起着承前启后的作用．在这之前，学生已经学习了游离基取代反应、亲电加成反应、游离基加成反应和亲电取代反应，对有机化学反应有一定的认识，这几种反应基本上是单一的反应．但卤代烃与亲核试剂作用时，在卤代烃的结构中，由于卤原子的电负性大于碳原子，则c—xO键是极性共价键，共用电子对偏向于电负性大卤原子，偏离于电负性小的碳原子，使卤原子一端带部分负电荷，而碳原子一端带部分正电荷，在共价键断裂时容易发生异裂，即：十一一更。，由于带部分正电荷的碳远离八隅体稳定结构，

3、带部分负电荷的卤原子更接近八隅体稳定结构，所以，带部分正电荷的碳更容易受带负电荷的亲核试剂的进攻，从而发生亲核取代反应．同时卤代烃中的一H受到卤原子．I效应的影响，一碳上的电子云密度降低，使一H具有一定的酸性，从而也能受亲核试剂的进攻而发生一消去反应．由于不同卤代烃的结构差异，亲核取代反应有SN】和SN2两种反应机理，消除反应也有E。和E2两种反应机理，所以当卤代烃与亲核试剂作用时是取代反应和消除反应两种反应，SN1、SN2、E1、E2四种机理相互竞争的结果，仅仅是在某一特定条件下某种反应、某种机理占优势的问题IlJ．学生在学习亲核取代和消去反应知识时对两类反应的影响因素，究竟在什么

4、条件下发生取代反应、什么条件下发生消除反应很难做出正确的判断．为了让学生在充分理解并掌握这四种机理及其影响因素后对相关知识进行归纳和记忆，根据我长期的教学实践，从以下几方面进行教学，收到了很好的教学效果．本文是我在教学过程中对这部分知识的一些经验和体会，供大家参考．1掌握基本概念乜反应底物(substrate)．是指在亲核取代反应中接受亲核试剂进攻的物质．亲核试剂(nucleophilicagent，简写为：Nu’)：带负电荷或部分负电荷的离子或中性分子．离去基团(x‘)：带着一对共用电子离去的离子．如果离去的负离子碱性较弱则是较好的离去基团，碱性越强的基团越难离去(离去基团碱性强弱

5、可用其共轭酸酸性的强弱来判断)．亲核取代反应：是指由亲核试剂进攻而发生的取代反应称为亲核取代反应，用SN表示．质子性极性溶剂：溶剂分子中有比较“裸露”的氢可以作为氢键给体的O—H键或N．H键的的溶剂．收稿日期：2014—01—11作者简介：陈明君(1965一)，男，四川大竹人，重庆三峡学院副教授，主要研究有机化学．基金项目：重庆市高教教改项目资助(113025)；重庆市高教教改项目资助(103109)阶段性成果-134-重墨堂堕整壑非质子性极性溶剂：没有比较“裸露”的氢存碳原子时，亲核试剂与卤原子间的相互排斥作用最在，不能作为氢键给体的溶剂，不给出质子，与溶小．经历底物到中间过渡态再

6、到产物，中心碳原子质的作用力弱．由sP3杂化到sP2杂化再到sP杂化，R，、、溶剂化作用：在溶液中，溶剂分子通过与离子的方向由指向平面的上方到处于平面上再到指向平的相互作用而累积在离子周围的过程．溶剂化作用面的下方，发生了翻转，所以，sN2历程得到构型翻能促进极性共价键的断裂，加快反应进行的速度．转的产物，注意构型翻转并不等于手性碳原子构型由亲核性：一个试剂在形成过渡态时对碳原子的R变成s或由S变成R，其构型由R／S命名规则确定．亲和能力．2．3E反应机理(图3)碱性：是指一种物质在溶剂中能向其它物质提该反应是分两步完成的，电荷由分散到集供未共用电子对的能力或一个试剂对质子的亲和能中

7、．中间体是碳正离子，碳正离子的碳原子和一力，注意碱性和亲核性是两个完全不同的概念．碳原子之间为单键，单键可以自由旋转，R2、的相对位置可以不停变化，所以发生一消去反应时2SN，、SN2、E1和E反应机理可得到遵守扎伊采夫规则的两种不同构型的烯烃．由于中间体碳正离子可能发生重排，还可能得2．1SN反应机理(图1)到重排产物．该反应是分两步完成的，电荷由分散到集2．4E反应机理(图4)中．由于中间体碳正离子，为平面结构，亲核试剂该反应是一步完成的，反应速度慢的