碳正离子教学内容.ppt

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1、碳正离子所形成的碳正离子R3C+，一个正电荷，配位数为3，中心原子以三个sp2杂化轨道和三个原子成键，三个键轴构成平面，空着的p轨道垂直于平面，正电荷集中在p轨道上。取代基R的共轭效应，诱导效应和立体效应，以及烷基的超共轭效应都能对碳正离子其稳定作用。平面碳正离子相对要稳定一些。特别是共轭越多，正电荷越分散，碳正离子越稳定。ArCH2+≈(CH3)3C+>C=C-CH2+≈(CH3)2CH+>CH3CH2+>CH3+2碳正离子的形成2.1反应物直接解离R—XR++X-X可以是：H,F,Cl,Br,I,OTs,OCOZ(Z为卤素）,H2O,ROH,N2+,CO,CO2如：卤化

2、烃在Ag+或Lewis酸中离解，卤原子带着一对电子离去，产生碳正离子；醇，醚，酰卤在酸或Lewis酸作用下也可生成碳正离子；用超酸甚至可以从非极性化合物如烷烃中夺取H而生成碳正离子。2.2质子或其他阳离子与不饱和体系的加成对于不饱和体系，可通过质子或其它带正电荷的原子团或Lewis酸的加成来产生碳正离子。2.3由其他正离子生成如偶氮正离子脱去N2生成碳正离子3碳正离子稳定性影响因素3.1电子效应给电子基团使碳正离子稳定性增加，吸电子集团使碳正离子稳定性降低。共轭效应可以明显稳定碳正离子缺电子的p-Π共轭3.2空间效应中心碳原子连接的基团越大，则张力越大，有利于碳正离子的形成

3、。3.3溶剂效应溶剂化在形成碳正离子的过程中起着重要作用。3.4芳构化效应根据休克尔规则，共面、共轭，p电子数等于4n+2的环状体系具有芳香性，因此也比较稳定。4碳正离子的反应碳正离子的反应很多，大致可以分为以下几类：1.单分子亲核取代反应(SN1)2.芳烃的亲电取代反应；在路易斯酸FeX3作用下，Br-Br键发生极化，一个卤原子带部分正电荷，另一个卤原子带部分负电荷。卤正离子向苯环进攻生成σ络合物，同时生成[FeX4-]与解离出来的质子结合生成HX，使FeX3催化剂再生。3.单分子消去反应E1和SN1反应历程相似，单分子消除反应历程也是分两步进行，第一步是卤烷分子在溶剂中

4、先离解碳正离子，第二步是在β-碳上脱去一个质子，同时在α与β-碳原子之间形成一个双键，其过程是在起E1反应的同时，生成的碳正离子可以发生重排，形成更稳定的碳正离子再消去β-氢（E1）或与亲核试剂作用（SN1）4.与烯烃加成生成更大的碳正离子卤素,氢卤酸，水、硫酸、有机酸、醇、酚，次卤酸与烯烃加成(1）瓦格涅尔-米尔外因重排反应（Wagner-Meerwein重排）是醇失水反应中，中间体碳正离子发生1,2-重排反应，并伴随有氢、烷基或芳基迁移的一类反应5.重排反应，如Wagner-Meerwein重排，Demyanov重排，频哪醇重排生成更稳定的碳离子当醇羟基的b-碳原子是个

5、仲碳原子(二级碳原子)或叔碳原子(三级碳原子)时，在酸催化脱水反应中，常常会发生重排反应，得到重排产物：（2）Demyanov重排反应捷姆扬诺夫重排。脂肪族或脂环族伯胺与亚硝酸作用而导致的重排，也可视为一种瓦格涅尔-米尔外因重排。（3）频哪醇重排5碳正离子的应用利用取代反应可以制备很多物质，而消去脱氢也是制备某些烯烃等的一种重要方法。阳离子聚合可以制备很多有用的高分子材料，但起反应机理有待进一步研究。MerryChristmas此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢