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取代基定位效應(yīng)解析

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  一、定位基分類與定位效應(yīng)解析:

  苯環(huán)上已有的取代基叫做定位取代基。

  1、鄰對位定位取代基

  ①概念:當(dāng)苯環(huán)上已帶有這類定位取代基時,再引入的其它基團(tuán)主要進(jìn)入它的鄰位或?qū)ξ?,而且第二個取代基的進(jìn)入一般比沒有這個取代基(即苯)時容易,或者說這個取代基使苯環(huán)活化。

  ②特征:這類取代基中直接連于苯環(huán)上的原子多數(shù)具有未共用電子對,并不含有雙鍵或三鍵。

 ?、鄱ㄎ蝗〈?yīng)按下列次序而漸減:

  -N(CH32,-NH2,-OH,-OCH3,-NHCOCH3,-R,(Cl,Br,I)

  二甲氨基氨基羥基甲氧基乙酰氨基烷基鹵素

  2、間位定位取代基

 ?、俣x:當(dāng)苯環(huán)上己有在這類定位取代基時,再引入的其它基團(tuán)主要進(jìn)入它的間位,而且第二個取代基的進(jìn)入比苯要難,或者說這個取代基使苯環(huán)鈍化。

 ?、谔卣鳎喝〈兄苯优c苯環(huán)相連的原子,有的帶有正電荷,有的含有雙鍵或三鍵。

 ?、鄱ㄎ恍?yīng)按下列次序而漸減:

  -N+(CH33,-NO2,-CN,-SO3H,-CHO,-COOH

  三甲銨基硝基氰基磺酸基醛基羧基

  3、取代定位規(guī)律并不是絕對的。實際上在生成鄰位及對位產(chǎn)物的同時,也有少量間位產(chǎn)物生成。在生成間位產(chǎn)物的同時,也有少量的鄰位和對位產(chǎn)物生成。

  4、苯環(huán)的取代定位規(guī)律的解釋

  當(dāng)苯環(huán)上連有定位取代基時,苯環(huán)上電子云密度的分布就發(fā)生變化。這種影響可沿著苯環(huán)的共軛鏈傳遞。因此共軛鏈上就出現(xiàn)電子云密度較大和電子云密度較小的交替現(xiàn)象,從而使它表現(xiàn)出定位效應(yīng)。

 ?、汆弻ξ欢ㄎ蝗〈亩ㄎ恍?yīng):

  鄰對位定位取代基除鹵素外,其它的多是斥電子的基團(tuán),能使定位取代基的鄰對位的碳原子的電子云密度增高,所以親電試劑容易進(jìn)攻這兩個位置的碳原子。

  鹵素和苯環(huán)相連時,與苯酚羥基相似,也有方向相反的吸電子誘導(dǎo)和共軛兩種效應(yīng)。但在此情況下,誘導(dǎo)效應(yīng)占優(yōu)勢,使苯環(huán)上電子云密度降低,苯環(huán)鈍化,故親電取代反應(yīng)比苯難。但共軛使間位電子云密度降低的程度比鄰對位更明顯,所以取代反應(yīng)主要在鄰對位進(jìn)行。

  ②間位定位基的定位效應(yīng):

  這類定位取代基是吸電子的基團(tuán),使苯環(huán)上的電子云移向這些基團(tuán),因此苯環(huán)上的電子云密度降低。這樣,對苯環(huán)起了鈍化作用,所以較苯難于進(jìn)行親電取代反應(yīng)。

  ③共振理論對定位效應(yīng)的解釋:

  鄰對位中間體均有一種穩(wěn)定的共振式(鄰對位定位基的影響)。

  在間位定位基的影響下,在三個可能的碳正離子中間體中,鄰對位共振式中正電荷是在連有吸電子基的碳上,它使碳正離子中間體更不穩(wěn)定。所以間位碳正離子中間體是最有利的。

  二、二取代苯的定位規(guī)律

  如果苯環(huán)上已經(jīng)有了兩個取代基,當(dāng)引入第三個取代基時,影響第三個取代基進(jìn)入的位置的因素較多。醫(yī)學(xué)教育|網(wǎng)收集整理定性地說,兩個取代基對反應(yīng)活性的影響有加和性。

  1.苯環(huán)上已有兩個鄰對位定位取代基或兩個間位定位取代基,當(dāng)這兩個定位取代基的定位方向有矛盾時,第三個取代基進(jìn)入的位置,主要由定位作用較強(qiáng)的一個來決定。

  2.苯環(huán)上己有一個鄰對位定位取代基和一個間位定位取代基,且二者的定位方向相反,這時主要由鄰對位定位取代基來決定第三個取代基進(jìn)入的位置。

  3.兩個定位取代基在苯環(huán)的1位和3位時,由于空間位阻的關(guān)系,第三個取代基在2位發(fā)生取代反應(yīng)的比例較小。

  三、苯環(huán)上取代定位規(guī)律的應(yīng)用

  主要意義:預(yù)測反應(yīng)的主產(chǎn)物,幫助我們選擇適當(dāng)?shù)暮铣陕肪€,少走彎路;既能獲得較高的收率,又可避免復(fù)雜的分離手續(xù)。

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