烷烃的自由基取代

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1自由基取代:


     由于分子经过均裂产生自由基而引发的反应称为自由基型反应。自由基型反应分链引发、链转移和链终止三个阶段:链引发阶段是产生自由基的阶段。由于键的均裂需要能量,所以链引发阶段需要加热或光照。链转移阶段是由一个自由基转变成另一个自由基的阶段,犹如接力赛一样,自由基不断地传递下去,像一环接一环的链,所以称之为链反应。链终止阶段是消失自由基的阶段,自由基两两结合成键,所有的自由基都消失了,自由基反应也就终止了。



2甲烷的卤代反应

 


卤素与甲烷反应活性:F2> Cl2 > Br2 >I2       ★★★


 

反应速率:  F2 > Cl2 > Br2 > I2       ★★★


反应机理:      ★

 


3其它烷烃的卤代反应


 

 

若继续反应,产物种类更多。



4反应活性与选择性

    烷烃的溴化反应与氯化反应相比,往往能得到更多的叔和仲氢原子被取代的溴代物。

卤素的活性对氢的选择性:

    在有机反应中,对于相同的底物,活性小的试剂有较强的选择性。溴自由基的活性较低,选择性较好。


5卤化反应的取向与自由基的稳定性

    高级烷烃由于可以生成各种异构体而使反应变得复杂,这些异构体是由于烷烃上不同的氢原子被取代而生成的。

 

    从产物比率可以算出不同种类氢的相对活性,若以伯氢的活性为1,则仲氢、叔氢的相对活性为:

仲氢∶伯氢=28/2∶(34+16)/9=2.8,

叔氢∶伯氢=22∶(34+16)/9=4.0。


各种氢的相对活性:3º H > 2º H > 1º H       ★★★★

    相对活性顺序的理论解释:C-H键的离解能越小,形成相应的自由基越稳定。

    离解能低者易形成自由基,自由基也相对稳定,因此,烷烃分子中活泼氢被卤代的几率大,即能形成稳定自由基的碳上的氢。


附自由基稳定性次序:     ★★★★★

 


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