例如
Br
In/H2O PhCH
PhCHO
HO
中间体会不会是
In
3
？
制备这个化合物, 再在水中与PhCHO反应来验验！加拿
大的华人化学家陈德恒教授的研究小组后来用NMR和制备等
方法证明中间体是一价铟化合物
In
3. 催化剂
催化剂能加速或阻止一个反应的进行, 可暗示其反应机理。 例如能被过氧化物加速的应为自由基机理, 被酸催化就可能是 正离子中间体, 被碱催化则可能有负离子中间体。
2HNO3
NO2+ + NO3 + H2O
HNO3 H2SO 4
NO2 + H2O
1HNMR证明下述反应为邻基参与，存在苯桥正离子。
HOAc
+
CH2CH2OTs
H2C CH2
CH2CH2OAC
反应为：邻基 参与历程！
d) 猜测中间体的验证
如果猜测的中间体能用其他方法得到, 则用这中间体化 合物在相同的反应条件下应得到同样的产物。如果没有得到 同样的产物, 则所猜测的中间体是不正确的。但得到同样产 物并不意味着反应机理就确信无疑, 因为可能会是一种巧合。
3.1 有机反应机理及有机试剂的类型
❖ 有机反应机理的类型
a. 根据键的断裂及形成方式分为： （1）离子反应 （2）自由基反应 （3）分子反应（周环反应或协同反应） b. 按原料与产物间关系分为：
取代反应（亲电、亲核、自由基）, 消除反应, 加成反 应（亲电、亲核、自由基）, 重排反应（缺电子体系、富 电子体系、自由基），氧化、还原以及几种结合的反应。
3.2 确定反应机理的方法
❖ 1 产物的鉴定 ❖ 2 中间体的确定(分离,捕获,合成) ❖ 3 催化作用 ❖ 4 同位素标记 ❖ 5 立体化学 ❖ 6 化学动力学 ❖ 7 化学热力学 ❖ 8 同位素效应
1. 产物鉴定
机理本身就是为说明产物是如何从起始物变来的, 所以 一个机理提出后, 必须要能说明得到的全部产物以及它们之 间的相互比例, 包括付产物。 例如
LiTMP THF,
CH3 O
CH3
c) 中间体的检出
目前，可以用NMR、IR、Raman、核磁共振等光谱进 行反应的实时检测。甚至要求很高的无水无氧的金属有机反
应也可以在核磁管中进行。例如用Raman光谱检出NO2+的 存在, 是苯硝化反应中有此中间体的强有力的证明。
HNO3 + 2H2SO4
NO2+ + H3O+ + 2HSO4
研究和确定一个新的有机反应历程的步骤：
(1) 提出一个与已有的实验结果及理论相符合的可能的 反应历程；
(2) 通过实验来验证所提出的历程。 (3) 如果新的实验结果与提出的历程相符合，即可对 最初提出的历程加以肯定。如果新的实验结果与假设 的历程不相符合，则需重新提出历程。如果部分符合， 则需要对所提出的历程进行修正。
该反应机理已被： ①同位素跟踪实验 ②羧酸与光活性醇的反应实验所证实。
O CH3C-OH + H-O
CH3
H
H+
(CH2)5CH3
O CH3C-O
CH3 H (CH2)5CH3
酯化反应的机理 (1 ) 加成--消除机理
HO COOH
H
3、下列反应中，-NHCOCH3显示为间位定位基，为什么（3分）
CH3 Br2
NHCOCH3 Fe
CH3 NHC O C H3
CH3
Br
CH3
第3章 有机化学反应机理的研究
❖ 研究反应机理的目的:是认识在反应过程 中，发生反应体系中的原子或原子团在结 合位置、次序和结合方式上所发生的变化， 以及这种改变的方式和过程。
《高等有机化学》1-2章 课堂测试（15分钟）
1 指出以下化合物中3个氮原子 的碱性大小，并说明理由。(4分)
①
HN
②
N H
O③
C N(CH3)2
2．将下列式子改写为标准的Fischer投影式，并指出它们的 相互关系（同一物、对映体、非对映体）（3分）
COOH
①H
COOH
H
OH
OH
COOH
②
H OH
a) 分离出中间体 霍夫曼重排反应中至少有三种中间体是很容易分离得
到的，即N-溴代酰胺及其负离子和异氰酸酯。 分离得到了RCONHBr, 证明了反应确实经过这个中间体。
RCONH2 NaOBr RCONHBr
O
RCN
R-N=C=O H2O
RCONBr -Br
O
RNHC
-CO2
OH
RNH2
CH3
CH3 BF3
+ C2H5F -80℃ CH3
CH3
CH3
H C2H5
+
BF4-
CH3
σ-络合物
黄色，熔点-15℃
CH3
C2H5 + HBF4
CH3
CH3
b) 捕获中间体
1975年有人用2,2,6,6-四甲基氢化吡啶锂使氯苯变为苯炔, 用2,5-二甲基呋喃将形成的苯炔捕获, 证明了苯炔的形成。
Cl H3C
+O
H3C
❖ 反应进行的途径: 主要由分子本身的反应 性能和进攻试剂的性能以及反应条件等内 外因决定。
判断合理机理的基本原则
1、提出的反应机理应明确解释所有已知的实验事实，同时 应尽可能简单。 2、基元反应（没有中间体，只有过渡态）应是单分子或双 分子的。（通常不必考虑涉及三分子的其他反应） 3、机理中的每一步在能量上是允许的，化学上是合理的。 4、机理应有一定的预见性。当反应条件或反应物结构变化 时，应能对新反应的速度和产物变化作出正确的预测。
4. 同位素标记
酯的水解反应，证明发生了酰氧裂解。
O R C OR’ + H2O18
O OH-
RC
O18H + ROH
氯苯在KNH2/NH3中反应，证明生成苯炔中间体。
ClKNH2/NH3来自NH2+
NH2
酯化反应机理的证明：
O C6H5C-OH + CH3O18H
H+
O C6H5C-O18H + H2O
CH3 + Cl2
hv
CH2Cl + HCl
CH3 + Cl2
AlCl3 Cl
CH3 +
CH3 + HCl
Cl
上述两反应的产物不同, 因此可以推断其机理不同。
2. 中间产物的测定
反应中间体可用分离中间体、“截留”中间体、光谱 法、紫外-可见光谱法、红外光谱法、NMR共振、电子顺磁 共振法等加以鉴定。
❖ 有机反应中试剂的分类
a. 自由基试剂：具有奇数电子的试剂 b. 离子试剂：具有偶数电子的试剂 （1）亲核试剂：反应过程中供给电子的试剂。
包括：阴离子、含未共用电子对的物质、烷基金 属、还原剂等。 （2）亲电试剂：反应过程中接受电子的试剂。 包括：阳离子、可接受共用电子对的物质、酸类、 卡宾、氧化剂等。