雙分子消去反應機理英文解釋翻譯、雙分子消去反應機理的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 E-2 mechanism; mechanism of bimolecular elimination
分詞翻譯:
雙的英語翻譯:
both; double; even; twin; two; twofold
【化】 dyad
【醫】 amb-; ambi-; ambo-; bi-; bis-; di-; diplo-; par
分子的英語翻譯:
element; member; molecule; numerator
【計】 molecusar
【化】 molecule
【醫】 molecule
消去的英語翻譯:
expunction; expurgation
【化】 elimination
反應機理的英語翻譯:
【化】 mechanism of reaction; reaction mechanism
專業解析
雙分子消去反應機理 (Bimolecular Elimination Reaction Mechanism)
1. 術語定義與核心概念
雙分子消去反應(Elimination, Bimolecular,簡稱E2 反應)指一個堿(親核試劑)進攻底物(通常為鹵代烴)的 β-氫原子,同時離去基團(如鹵素)從 α-碳上解離,形成碳碳雙鍵的過程。其名稱強調反應速率同時依賴于底物和堿的濃度(二級動力學),且涉及兩個分子參與決速步。
2. 反應機理分步解析
- 協同過程:堿(如 ce{OH^-})與 β-氫原子結合,同時 Cβ-H 鍵和 Cα-LG(離去基團)鍵斷裂,電子轉移形成 π 鍵(ce{C=C})。
- 立體化學要求:反應需滿足反式共平面構象(anti-periplanar),即被消除的 H 和 LG 位于相反側且共平面,确保軌道有效重疊。例如,環己烷衍生物中僅反式雙直立鍵構象可發生 E2 消除 。
- 能壘與過渡态:反應經單一過渡态,無中間體生成,能量變化符合 Hammond 假設(圖 1)。
3. 影響反應的關鍵因素
- 底物結構:反應活性順序為叔鹵代烴 > 仲 > 伯(因空間位阻促進消除)。
- 堿強度:強堿(如 ce{RO^-}, ce{NH2^-})更利于 β-氫的攫取。
- 離去基團能力:優離去基團(ce{I^-}, ce{TsO^-})加速反應。
- 溶劑效應:極性非質子溶劑(如 DMSO)提高堿的親核性。
4. 與競争反應的關聯
E2 常與 SN2 反應并存。強堿/高溫利于消除,弱堿/低溫利于取代(圖 2)。例如,溴乙烷與 ce{OH^-} 在 25°C 時主要生成取代産物,55°C 時消除産物為主 。
權威參考文獻
- 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:圖示省略,實際内容可配過渡态能壘圖(圖 1)與反應競争關系圖(圖 2)以增強理解。
網絡擴展解釋
雙分子消去反應(E2機理)是消除反應的一種重要機制,其核心特征為協同、一步完成的過程,以下是詳細解釋:
1.反應機理
- 協同過程:堿(如OH⁻)同時進攻β-氫,導緻β-碳與氫的鍵部分斷裂;與此同時,α-碳與離去基團(如鹵素X)的鍵也部分斷裂,最終形成π鍵并釋放出HX。這三者(氫移除、離去基脫離、π鍵生成)協同進行,沒有中間體生成。
- 過渡态:反應通過一個四元環狀過渡态完成,α和β碳原子在此階段呈現部分雙鍵特性,電子雲重新分配。
2.動力學特征
- 二級反應:反應速率與底物濃度和堿濃度均成正比,動力學方程為:速率 = k[底物][堿],因此稱為“雙分子”反應。
3.影響因素
- 堿的強度:強堿(如RO⁻)更易奪取β-氫,顯著加快反應速率。
- 離去基團:良好的離去基團(如I⁻、Br⁻)有利于反應進行。
- 空間位阻:β-氫的可接近性及底物結構(如鹵代烷烴的支鍊程度)會影響過渡态形成的難易。
4.區域選擇性
- 紮伊采夫規則:通常優先生成更穩定的烯烴(取代基多的雙鍵),但若反應接近E1CB機理(β-氫先被強堿奪取),可能偏向霍夫曼消除(取代基少的雙鍵)。
5.與E1、E1CB的對比
- 協同性差異:典型E2完全協同,但實際可能存在偏向性。例如,若β-氫斷裂稍快于離去基脫離,則接近E1CB;反之接近E1。
- 中間體有無:E2無中間體,而E1分兩步(先電離生成碳正離子),E1CB首先生成負碳離子。
E2機理通過協同過渡态實現快速消除,其速率受堿和底物共同影響,且産物分布與反應條件(如堿強度、底物結構)密切相關。具體案例(如鹵代烷烴脫HX生成烯烴)可參考有機化學教材中的圖示。
分類
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