2010年11月25日 星期四

脫去反應Elimination Reaction

有機化學的基礎216

1.      脫去反應與「加成反應」相反。在脫去反應1個較大的分子被切成2個小型產物,「反應物」分子的所有「原子」,都可以在2個「產物」分子裡看得到。

2.      2種典型的脫去反應,脫溴化氫反應dehydrobromination(去掉「溴化氫HBr)脫水反應dehydration(去掉「水H2O」),這二個反應都會產生「碳=碳」雙鍵(C=C)。

3.      脫溴化氫反應,「溴環己烷cyclohexyl bromide」的其中一個「碳」失去「氫H」原子,緊鄰的另一個「碳」失去「溴Br」,初始物質的淨改變是失去「溴化氫HBr」,寫法是(HBr)。

4.      這樣寫並不是指,反應形成了產物「溴化氫HBr」,事實上,即使反應一度製造出「溴化氫」,它也很快地跟「鹼」 (NaOEt)起反應。

5.      「環己醇Cyclohexanol」的脫水反應,在「酸」中的「環己醇」反應,淨失去「水」(H2O),然後,「水」變成其中一個「產物」。特別注意,「脫水反應dehydration」是「水合反應hydration」的相反。

n   翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. WhitesellOrganic Chemistry

 

徐弘毅:

1.      脫去反應與「加成反應」相反。脫去反應的定義,1個較大的分子被切成2個小分子。加成反應的定義,2個分子結合成1個分子。

2.      脫去反應,「反應物」分子的所有「原子」,都可以在2個「產物」分子裡看得到。

3.      脫溴化氫反應,「溴環己烷cyclohexyl bromide」的其中一個「碳」失去「氫H」原子,緊鄰的另一個「碳」失去「溴Br」,初始物質的淨改變是失去「溴化氫HBr」。

4.      「溴環己烷cyclohexyl bromide」分子,有2個「原子」參與反應,其中一個是取代基「溴」,另一個是相鄰碳原子的取代基「氫」。

5.      「溴」的「陰電性」比較強,會把「CBr」化學鍵上的「共價電子」吸引靠近自己,因此帶有比較多的「負電荷」,容易被「鹼」NaOEt的「鈉陽離子Na+」吸引而脫離;另一方面,解離後的「鹼」的「陰離子OEt」帶負電荷,能夠吸引「氫」的原子核脫離。

6.      「溴環己烷」的「溴」脫離時,會帶走共價的2個電子,但是「氫」脫離時,只有「原子核H+」脫離,共價的2個「電子」都保留給「溴環己烷」。最後,各失去1個取代基的「CC」鍵,多擁有2個電子,而成為「CC」雙鍵。

7.      為什麼即使反應一度製造出「溴化氫」,它也很快地跟「鹼」 (NaOEt)起反應?因為「鈉陽離子Na+」的原子量比「H+」大,對「溴」的引力較強。

8.      「環己醇Cyclohexanol」的脫水反應,在「酸」中的「環己醇」反應,淨失去「水」(H2O),然後,「水」變成其中一個「產物」。

9.      依據阿瑞尼士的酸鹼定義,「酸」能夠提供「質子H+」,這吸引了「環己醇Cyclohexanol」上帶負電荷的「氫氧基OH」來結合成「水」。

10.  為什麼「環己醇」的「氫氧基OH」帶負電荷?「氫氧基OH」的「氧O」有2對未鍵結電子,這也十分容易吸引「酸」的「質子H+」靠近。

11.  當「氫氧基OH」的「氧O」提供1對電子與「質子H+」鍵結時,「氧」為了保持原本有2對未鍵結電子的狀態,會把「氧」與「碳」的2個共價電子奪走,這導致剛失去「氫氧基」的「碳」在價電殼層的「電子」少1個,怎麼辦?

12.  「碳」必須從附近「化學鍵」取得,例如從鄰近「碳氫CH」鍵的共價電子搶走1個電子;一旦這個奪走電子的動作得逞,就會破壞「碳氫CH」共價鍵,「氫原子核」失去「價電子」只好獨立脫離成「質子H+」酸。

13.  結果造成2個「碳」都各失去1個「取代基」,各得到1個「電子」,這2個沒有「取代基」的「未鍵結電子」,只好單獨存在於p軌域中,形成「C=C」雙鍵,也就是變成「烯」分子。最後,整個反應的淨產物是「環己烯」和「水」。

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