有機化學(xué)機理中的“精準(zhǔn)扶貧”


大學(xué)有機化學(xué)中,學(xué)生感覺最頭疼最難學(xué)的是機理學(xué)習(xí)和書寫。各式各樣的機理中,各種箭頭指向花樣別出,上下翻飛,看的學(xué)生眼花繚亂。高中學(xué)過的有機化學(xué),大多靠死記硬背方程式來掌握知識點,不知道其所以然。大學(xué)學(xué)習(xí)方式就不同,反應(yīng)式的進(jìn)行總得有個說法,世間沒有無緣無故的愛,當(dāng)然也沒有無緣無故發(fā)生的反應(yīng)啊。

到底是誰欠了誰?到底是誰邁出了第一步?總得有個先來后到。有機化學(xué)機理很多,但最基本的主要有這么幾類:親電反應(yīng),親核反應(yīng),自由基反應(yīng)。一般它們都有取代和加成兩個分支。其他還有就是消除反應(yīng)和周環(huán)反應(yīng)。對于寫機理來說,最關(guān)鍵的是里面的箭頭。

箭頭分單箭頭和魚鉤箭頭。魚鉤箭頭主要用來表示均裂成自由基。就是原來的共價鍵共享了一對電子,在外界誘惑下(一般為高溫和紫外光照射下),共價鍵兩側(cè)的原子各自拿回屬于自己的東西。這種一般局限在自由基機理的第一步,稱之為鏈引發(fā)。而更常見有關(guān)單箭頭的指示,就是一對電子的轉(zhuǎn)移,到底是從哪里到哪里?這個絕對不能錯!

其實電子轉(zhuǎn)移箭頭方向,非常有意思,有時和日常生活有點相似。如同以前有情有義的富家小姐拿著嫁妝和窮小子結(jié)婚;又如同日常生活中好心人救濟(jì)窮人,無論是紅十字會還是滴水籌,總是把錢捐給最需要的人。

那在有機反應(yīng)中也差不多,電子富裕的基團(tuán)也總愛把電子傳送給缺電子的位點,即反應(yīng)底物中帶部分正電荷的原子。按照酸堿電子理論而言,電子富裕的Lewis堿把電子對共享給缺電子的Lewis酸,知道了這一點,機理中箭頭標(biāo)記方向就不會錯了。

如果反其道而行之,缺電子的基團(tuán)強行與電子富裕的基團(tuán)結(jié)合,那說起來就很難聽。乞討?博取多電子基團(tuán)的同情?諂媚?博取多電子基團(tuán)的芳心?亦或更難聽,憑著自己光腳不怕穿鞋的,恣意妄為地成搶劫了?

所以箭頭方向很明確,起點為Lewis堿電子富裕部分,或者叫帶負(fù)電荷的原子。而終點呢?肯定是底物中酸性最強的,也就是最需要電子,或者是底物中帶部分正電荷的原子。

就像國家提倡的精準(zhǔn)扶貧那樣,要把救濟(jì)款送到最需要的人手里,讓他們感受到社會的關(guān)懷,感受到社會主義社會的優(yōu)越性。讓大家走上共同富裕的道路,這才能國富民強!

所以無論是親電加成,還是親核取代,還是親電取代,親核加成。記住了這一條,寫機理就不會感覺麻煩,那神奇的箭頭方向有助于你對神秘有機化學(xué)機理的理解。也可以省下諸多時間,也不會感到有機化學(xué)難學(xué),可以更好欣賞有機化學(xué)的魅力!

除了這個箭頭方向的內(nèi)涵外,有機化學(xué)的共軛問題也分外有特色,也非常有趣,我們留給下一次再講。


2020.1.13晚

調(diào)侃有機化學(xué)(一)

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