卤代烷烃与竞争反应路径
引入
词汇
| English | 释义 | 拼音 |
|---|---|---|
| substitution/ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/ | 取代 | qǔ dài |
| elimination/ɪˌlɪmɪˈneɪʃn/ | 消去 | xiāo qù |
| nucleophile/ˈnjuːklɪɒfaɪl/ | 亲核试剂 | qīn hé shì jì |
| hydrolysis/haɪˈdrɒləsɪs/ | 水解 | shuǐ jiě |
为何一种溴代物可生成醇或烯烃？
- 温热的水溶液 KOH 发生取代反应生成醇。热的乙醇溶液 KOH 则有利于消去反应生成烯烃。
- 溶剂和条件是预测的一部分，而非可选标签。
练习
哪些条件有利于溴乙烷生成乙烯？
难度 1/5 · 今日首次完成可获 100 金币及少量额外奖励
加热乙醇碱液利于消除反应；水溶液碱液利于取代生成乙醇。
识别活性碳原子
- C–Br 键具有极性：碳带部分正电荷，接受来自亲核试剂的孤对电子。
- 伯、仲、叔是指连接在连有卤素原子的碳上的碳基团数量。
练习
将CH₃CHBrCH₃分类为伯、仲或叔卤代烃。
难度 1/5 · 今日首次完成可获 100 金币及少量额外奖励
连接溴原子的碳还连接着另外两个碳基团。
追踪电子对移动
- 使用 OH⁻ 与伯溴乙烷反应时，一条箭头从氧的孤对电子指向连有 Br 的碳；另一条从 C–Br 键指向 Br。
- 使用 NH₃ 时，首先生成烷基铵离子。第二个 NH₃ 脱去 H⁺ 得到胺和 NH₄⁺。
例子
CH₃CH₂Br + OH⁻ → CH₃CH₂OH + Br⁻（在温热碱性水溶液中）。碳骨架保持两个碳原子；若采用氰化法则会增加至三个碳。
练习
亲核试剂在成键时提供一对电子。
难度 1/5 · 今日首次完成可获 100 金币及少量额外奖励
该电子对起始于孤对电子或现有化学键，并捐赠至缺电子位点。
检查产物的碳原子数
- 溴乙烷与醇性KCN反应生成CH₃CH₂CN。氰基碳增加一个碳原子，形成丙腈。
- 过量醇性氨在加压条件下生成乙胺。若改用热乙醇性KOH，则发生消除H和Br的反应，生成乙烯。
练习
溴乙烷与醇性氰化钾反应生成的有机产物中含有几个碳原子？
难度 2/5 · 今日首次完成可获 140 金币及少量额外奖励
原有的两个碳加上氰基的一个碳，形成含三个碳的腈类化合物。
评估水解证据
- 在配对的硝酸银/乙醇测试中，碘代烷水解速度快于溴代烷，溴代烷快于氯代烷：C–I键较弱。
- 需匹配温度、浓度和体积。可见的AgX生成是间接终点，受检测方法和溶解度限制。
注意
“极性最大的碳-卤键总是水解最快”是错误的。在匹配的氯/溴/碘比较中，键能是关键因素。
关键点
识别亲核试剂/碱、反应条件、电子对供体、离去基团及碳原子数。
练习
哪两项控制措施有助于比较水解速率？
难度 2/5 · 今日首次完成可获 140 金币及少量额外奖励
除选定的底物外保持其他变量一致；仍需评估检测方法的局限性。