這是一個很經典的問題,對于化學(尤其是有機化學)專業的本科生和研究生來說,掌握以下20個有機反應機理非常重要。以下按常見和基礎程度整理:
---
## 1. **親核取代反應(SN1 與 SN2)**
- **SN2反應**:單步,過渡態,反向進攻,立體專一性(反轉)。
- **SN1反應**:兩步,先形成碳正離子,混合產物(立體化學消旋)。
## 2. **消除反應(E1 與 E2)**
- **E2反應**:單步消除,要求反式共面,常見Zaitsev規則。
- **E1反應**:兩步,先形成碳正離子,與SN1類似。
## 3. **親電加成反應(烯烴/炔烴加成鹵素、酸、鹵化氫)**
- 馬爾可尼科夫規則,可能形成中間體碳正離子。
## 4. **自由基取代與加成反應**
- 例如烷烴取代鹵化(氯化、溴化)、烯烴的自由基加成(如HBr加成過氧化物條件下反馬爾可尼科夫)。
## 5. **羰基化合物的親核加成反應**
- 例如醛、酮與氫氰酸、亞硫酸氫鈉、腈、Grignard、質子加成、水、醇(成縮醛/縮酮)。
## 6. **羧酸衍生物的親核取代反應**
- 酰鹵、酯、酰胺、酸酐等的親核取代,涉及四面體中間體。
## 7. **芳香親電取代反應(SEAr)**
- 如硝化、鹵化、磺化、烷基化、酰基化等。
- 規律:定位效應、活化與鈍化。
## 8. **芳香親核取代反應(SNAr)**
- 通過中間的苯胺負離子(Meisenheimer)絡合體。
## 9. **α-鹵代與消除(如鹵仿反應)**
- 常在羰基化合物的α-位引起鹵代,進而消除或斷裂。
## 10. **Aldol 反應與Aldol縮合**
- 通過羰基化合物的 enolate 進攻另一個羰基。
## 11. **Claisen酯縮合反應**
- 與Aldol類似,但底物為酯,生成1,3-二羰基化合物。
## 12. **Michael加成(共軛加成)**
- 羰基對α,β-不飽和羰基的1,4-加成。
## 13. **Diels–Alder反應**
- 共軛二烯與烯烴的[4+2]環加成反應。
## 14. **重氮化與偶合反應**
- 芳香胺生成重氮鹽后與芳香化合物偶聯,例如合成偶氮染料。
## 15. **Wittig反應(合成烯烴/烷烴)**
- 磷葉立德與羰基化合物反應生成烯烴。
## 16. **還原反應(如Clemmensen, Wolff-Kishner, LiAlH4, NaBH4等)**
- 針對羰基、酯等基團的還原機理要掌握。
## 17. **氧化反應(如酮、醇的PCC、CrO3、KMnO4、Jone’s等氧化)**
- 不同氧化劑對羥基、烯烴等基團的氧化情形。
## 18. **Friedel–Crafts反應(烷基化/酰基化)**
- 芳香親電取代中的特殊方式,涉及強Lewis酸。
## 19. **分子間與分子內環化反應機理(如Dieckmann、Robinson環化、Favorskii重排)**
- 各種分子間、分子內環化的經典機理。
## 20. **重排反應機理(如Pinacol重排、Beckmann重排、Hofmann重排、Wagner-Meerwein重排)**
- 各種重排實例,理解其中遷移機理。
---
# 總結表(名稱+一句話機理概述)
| 編號 | 反應名稱 | 主要機理特征 |
|-----|----------------------|------------------------------|
| 1 | SN1 | 碳正離子機理,兩步反應 |
| 2 | SN2 | 單步背面進攻,過渡態 |
| 3 | E1 | 先形成碳正離子再消除 |
| 4 | E2 | 單步消除,要求β-H反式共面 |
| 5 | 烯烴親電加成 | 馬爾可尼科夫規則,碳正離子中間體 |
| 6 | 自由基鹵代/加成 | 游離基鏈式機理 |
| 7 | 羰基親核加成 | 四面體中間體形成,加入親核物 |
| 8 | 羧酸衍生物親核取代 | 四面體中間體,后離去基團離去 |
| 9 | SEAr | 芳環活化、取代,σ-絡合體 |
| 10 | SNAr | Meisenheimer絡合體 |
| 11 | Aldol反應 | Enolate或Enol進攻羰基 |
| 12 | Claisen縮合 | 類似Aldol,但為酯底物 |
| 13 | Michael加成 | 共軛加成,親核加到1,4位 |
| 14 | Diels–Alder反應 | [4+2]環加成 |
| 15 | 重氮化/偶合 | 芳香胺成重氮鹽后與芳烴偶合 |
| 16 | Wittig反應 | 磷葉立德與醛酮生成烯烴 |
| 17 | 還原反應 | 親核加氫/轉移氫還原羰基 |
| 18 | 氧化反應 | 各種方式氧化醇/烯烴/芳烴等 |
| 19 | Friedel–Crafts反應 | Lewis酸激活親電體,芳烴取代 |
| 20 | 重排反應 | 官能團遷移,生成新骨架 |
---
以上20個反應機理是有機化學教學/研究經典核心內容,打下堅實基礎,有利于學習更復雜的合成和機理推斷。如果需要具體某一類反應的機理過程詳細圖解,可補充說明!
|