终止方式： 终止方式： 1)简单的偶合 简单的偶合
2) 歧化
3) R⋅提取氢原子 ⋅
机理的证实： 机理的证实： 从苯的芳香基化反应里， 从苯的芳香基化反应里， 曾经离析到过歧化产 品和偶合产品。 也检定到过这种σ 品和偶合产品。CIDNP也检定到过这种σ中间体。 也检定到过这种 中间体。
19.1.3 非经典自由基取代反应机理 例1，在光催化的卤代反应里，一般得到的是许多产 ，在光催化的卤代反应里， 品的混合物。但是， 品的混合物。但是，溴代一个含有溴原子的碳链则位 置选择性很高。溴代烷烃的溴代反应， ∼ 置选择性很高。溴代烷烃的溴代反应，84∼94%取代 取代 在分子中原有的溴的邻位碳原子上。 在分子中原有的溴的邻位碳原子上。
第二节 自由基取代反应影响因素 在链锁反应中， 在链锁反应中，决定形成什么产品的步骤时常是 提取。自由基几乎从来也不提取四阶的或三价的原子， 提取。自由基几乎从来也不提取四阶的或三价的原子， 也很少提取两价的原子。 也很少提取两价的原子。自由基提取的几乎全是一价 的原子， 因而从有机化合物提取的是氢或者是卤素。 的原子， 因而从有机化合物提取的是氢或者是卤素。
在本章中仅就自由基取代反应进行讨沦。 在本章中仅就自由基取代反应进行讨沦。至于自 由基对不饱和化合物的加成， 由基对不饱和化合物的加成，以及重排反应等将在有 关章节再行介绍。 关章节再行介绍。
第一节 自由基取代反应机理 19.1.1 脂肪族自由基取代反应机理 按自由基进行的脂肪族取代反应， 按自由基进行的脂肪族取代反应，在原则上可能 按两种途径进行： 按两种途径进行： a.
两个环的偶合不能用简单的氢提取(Ar⋅+ArH → ⋅ 两个环的偶合不能用简单的氢提取 Ar-Ar + H·)来描述其反应过程。均裂的芳香族取代机 来描述其反应过程。 来描述其反应过程 理与亲电取代和亲核取代相似，在反应的第一步， 理与亲电取代和亲核取代相似，在反应的第一步，自 由基袭击芳香环： 由基袭击芳香环：
C l2
Cl
×
Cl
19.2.2 试剂的影响
某些游离基(按它们反应活性递降次序排列的） 某些游离基 按它们反应活性递降次序排列的） 按它们反应活性递降次序排列的 参与的X·+C2H6→XH+C2H5反应的活化能 参与的
19.2.3 反应条件的影响 不同温度， 不同温度，伯仲叔氢被氯原子提取速度
溶剂对自由基取代反应几乎没有什么影响， 溶剂对自由基取代反应几乎没有什么影响，在溶 液中的反应和正气相中的反应在性质上很相似。但是， 液中的反应和正气相中的反应在性质上很相似。但是， 在有的反应里，溶剂也能造成一些区别。 在有的反应里，溶剂也能造成一些区别。 例如， 二甲基丁烷， 例如，2,3-二甲基丁烷，在脂肪溶剂中给予 二甲基丁烷 在脂肪溶剂中给予60% 2,3-二 二 甲基丁基氯-1和 ％ 二甲基-2-氯丁烷 甲基丁基氯 和40％2,3-二甲基 氯丁烷；而在芳香 二甲基 氯丁烷； 溶剂小， 则两者的比例变为大约10:90。 溶剂小， 则两者的比例变为大约 。
(2)一般情况下 一般情况下, 一般情况下
许多实验表明在过渡态中,对于不同 有不同的 许多实验表明在过渡态中 对于不同X,有不同的 对于不同 极性。 极性。

19.1.2 芳香族自由基取代反应机理 （自学） 自学） 芳香族的均裂取代反应和脂肪族的不同。 芳香族的均裂取代反应和脂肪族的不同。在气相 反应中，可能发生简单的氢提取。但是， 反应中，可能发生简单的氢提取。但是，并不是所有 的芳香族均裂取代反应都是这样进行的。 的芳香族均裂取代反应都是这样进行的。在如下所示 的在溶液中进行的反应里： 的在溶液中进行的反应里：
19.2.1 取代基的影响
a.取代基诱导效应的影响: a.取代基诱导效应的影响: 取代基诱导效应的影响 伯氢、 伯氢、仲氢和叔氢被提取的相对活性
b.取代基共轭效应的影响 b.取代基共轭效应的影响 苯基取代的碳原子上的氢披提取的相对活性
c.取代基类型的影响 c.取代基类型的影响 CH3COOH和CH3COCl这样的化合物则很难发 和 这样的化合物则很难发 生反应。 生反应。 丙酸的α 氢和 氢被提取的比例数 氢和β 丙酸的α-氢和β-氢被提取的比例数
b.
许多实验结果都表明反应是通过a途径进行的。 许多实验结果都表明反应是通过 途径进行的。 途径进行的 例如，在按自由基机理进行的卤代反应中，卤原子是 例如，在按自由基机理进行的卤代反应中， 链锁载体，反应的第一步是链增长反应： 链锁载体，反应的第一步是链增长反应：
机理的证实: 机理的证实 (1)Brown，Kharasch和Chao观察到光学活性 氯 ， 观察到光学活性1-氯 和 观察到光学活性 -2-甲基丁烷的自由基氯代反应形成消旋的 甲基丁烷的自由基氯代反应形成消旋的1,2-二氯 二氯-2甲基丁烷的自由基氯代反应形成消旋的 二氯 甲基丁烷： 甲基丁烷：
这种结果可以归结于芳香溶剂和氯原子之间形成 了复合物，以致氯原子的活泼性减小，选择性加大。 了复合物，以致氯原子的活泼性减小，选择性加大。
及同事报导在0∼ ° 之间溴代光学活性 之间溴代光学活性1-溴 例2, Skell及同事报导在 ∼72°C之间溴代光学活性 溴 及同事报导在 -2-甲基丁烷 α27=2.86°)，得到了光学活性1,2-二溴 甲基丁烷(α ° ，得到了光学活性 二溴-2甲基丁烷 二溴 甲基丁烷(α 甲基丁烷 α27=-2.33°)。再有，在DBr存在的情况下进 ° 。再有， 存在的情况下进 行这个反应时，则回收的1-溴 甲基丁烷中在 甲基丁烷中在2-位置 行这个反应时，则回收的 溴-2-甲基丁烷中在 位置 被重氢化，并且保持构型不变。又如，在顺式4-溴权 被重氢化，并且保持构型不变。又如，在顺式 溴权 丁基环己的溴代反应里，取代发生在3-位置上 位置上。 丁基环己的溴代反应里，取代发生在 位置上。而且 是反式的： 是反式的：
自由基反应的特点： 自由基反应的特点：
(1)无论是在气相或是在液相进行的自由基反应都很相似，但 无论是在气相或是在液相进行的自由基反应都很相似， 无论是在气相或是在液相进行的自由基反应都很相似 是在溶液里进行的自由基反应，溶剂化作用会造成一些区别。 是在溶液里进行的自由基反应，溶剂化作用会造成一些区别。 (2)除了非极性溶剂可能压低竞争的离子反应以外，自由基反 除了非极性溶剂可能压低竞争的离子反应以外， 除了非极性溶剂可能压低竞争的离子反应以外 应不受酸或碱的存在，以及溶剂极性改变的影响。 应不受酸或碱的存在，以及溶剂极性改变的影响。 (3)被典型的自由基引发剂 如过氧化物或光 所引发和加速。 被典型的自由基引发剂(如过氧化物或光 所引发和加速。 被典型的自由基引发剂 如过氧化物或光)所引发和加速 (4)反应速度被自由基抑制剂 如氧化氮、分子氧、苯醌等 所减 反应速度被自由基抑制剂(如氧化氮 反应速度被自由基抑制剂 如氧化氮、分子氧、苯醌等)所减 小或完全抑制。 小或完全抑制。
第十九章 自由基取代反应
自由基取代反应是指自由基试剂与底物发生的 取代反应： 取代反应：
C X +
Y
C Y +
X
自由基反应机理包括四种类型： 自由基反应机理包括四种类型： (1)自由基形成和转变 自由基形成和转变: 自由基形成和转变
(2)自由基袭击作用物 双分子反应 自由基袭击作用物(双分子反应 自由基袭击作用物 双分子反应) 自由基可以和稳定的有机分子作用， 自由基可以和稳定的有机分子作用，形成另 外一个自由基，后者自由基可以作为加成、聚合、 外一个自由基，后者自由基可以作为加成、聚合、 或取代反应中的引发剂。 或取代反应中的引发剂。这种反应经常是链锁反 应。 (3) 自由基消失过程