双分子消去反应机理英文解释翻译、双分子消去反应机理的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 E-2 mechanism; mechanism of bimolecular elimination
分词翻译:
双的英语翻译:
both; double; even; twin; two; twofold
【化】 dyad
【医】 amb-; ambi-; ambo-; bi-; bis-; di-; diplo-; par
分子的英语翻译:
element; member; molecule; numerator
【计】 molecusar
【化】 molecule
【医】 molecule
消去的英语翻译:
expunction; expurgation
【化】 elimination
反应机理的英语翻译:
【化】 mechanism of reaction; reaction mechanism
专业解析
双分子消去反应机理 (Bimolecular Elimination Reaction Mechanism)
1. 术语定义与核心概念
双分子消去反应(Elimination, Bimolecular,简称E2 反应)指一个碱(亲核试剂)进攻底物(通常为卤代烃)的 β-氢原子,同时离去基团(如卤素)从 α-碳上解离,形成碳碳双键的过程。其名称强调反应速率同时依赖于底物和碱的浓度(二级动力学),且涉及两个分子参与决速步。
2. 反应机理分步解析
- 协同过程:碱(如 ce{OH^-})与 β-氢原子结合,同时 Cβ-H 键和 Cα-LG(离去基团)键断裂,电子转移形成 π 键(ce{C=C})。
- 立体化学要求:反应需满足反式共平面构象(anti-periplanar),即被消除的 H 和 LG 位于相反侧且共平面,确保轨道有效重叠。例如,环己烷衍生物中仅反式双直立键构象可发生 E2 消除 。
- 能垒与过渡态:反应经单一过渡态,无中间体生成,能量变化符合 Hammond 假设(图 1)。
3. 影响反应的关键因素
- 底物结构:反应活性顺序为叔卤代烃 > 仲 > 伯(因空间位阻促进消除)。
- 碱强度:强碱(如 ce{RO^-}, ce{NH2^-})更利于 β-氢的攫取。
- 离去基团能力:优离去基团(ce{I^-}, ce{TsO^-})加速反应。
- 溶剂效应:极性非质子溶剂(如 DMSO)提高碱的亲核性。
4. 与竞争反应的关联
E2 常与 SN2 反应并存。强碱/高温利于消除,弱碱/低温利于取代(图 2)。例如,溴乙烷与 ce{OH^-} 在 25°C 时主要生成取代产物,55°C 时消除产物为主 。
权威参考文献
- Clayden, J., et al. Organic Chemistry (2nd ed.). Oxford University Press, 2012, p. 598. [ISBN 978-0-19-927029-3]
- IUPAC Gold Book: "Elimination Reaction." DOI: 10.1351/goldbook.E02023
- Smith, M. B. March's Advanced Organic Chemistry. Wiley, 7th ed., 2013, pp. 561–563. [ISBN 978-0-470-46259-1]
- Carey, F. A., Sundberg, R. J. Advanced Organic Chemistry: Part A. Springer, 5th ed., 2007, p. 487. [ISBN 978-0-387-44897-8]
注:图示省略,实际内容可配过渡态能垒图(图 1)与反应竞争关系图(图 2)以增强理解。
网络扩展解释
双分子消去反应(E2机理)是消除反应的一种重要机制,其核心特征为协同、一步完成的过程,以下是详细解释:
1.反应机理
- 协同过程:碱(如OH⁻)同时进攻β-氢,导致β-碳与氢的键部分断裂;与此同时,α-碳与离去基团(如卤素X)的键也部分断裂,最终形成π键并释放出HX。这三者(氢移除、离去基脱离、π键生成)协同进行,没有中间体生成。
- 过渡态:反应通过一个四元环状过渡态完成,α和β碳原子在此阶段呈现部分双键特性,电子云重新分配。
2.动力学特征
- 二级反应:反应速率与底物浓度和碱浓度均成正比,动力学方程为:速率 = k[底物][碱],因此称为“双分子”反应。
3.影响因素
- 碱的强度:强碱(如RO⁻)更易夺取β-氢,显著加快反应速率。
- 离去基团:良好的离去基团(如I⁻、Br⁻)有利于反应进行。
- 空间位阻:β-氢的可接近性及底物结构(如卤代烷烃的支链程度)会影响过渡态形成的难易。
4.区域选择性
- 扎伊采夫规则:通常优先生成更稳定的烯烃(取代基多的双键),但若反应接近E1CB机理(β-氢先被强碱夺取),可能偏向霍夫曼消除(取代基少的双键)。
5.与E1、E1CB的对比
- 协同性差异:典型E2完全协同,但实际可能存在偏向性。例如,若β-氢断裂稍快于离去基脱离,则接近E1CB;反之接近E1。
- 中间体有无:E2无中间体,而E1分两步(先电离生成碳正离子),E1CB首先生成负碳离子。
E2机理通过协同过渡态实现快速消除,其速率受碱和底物共同影响,且产物分布与反应条件(如碱强度、底物结构)密切相关。具体案例(如卤代烷烃脱HX生成烯烃)可参考有机化学教材中的图示。
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