有機化學反應選擇性規律探討

張榮華

[摘要]為了能夠使更多的有機化學反應為化工生產所用，不斷提升我國化工、科研技術水平，文章對有機化學反應規律進行了深入的探索分析，并以有機反應官能團鍵性和區域選擇性規律為例做了系統的總結和歸納，以期提高化工產業生產效率、滿足安全生產要求。

[關鍵詞]化學反應；選擇規律；官能團鍵性

[DOI]1013939/jcnkizgsc201615058

化工研究人員一直致力于有機化學反應研究，就是希望能夠早日掌握其反應規律，做好化工研究和生產工作。尤其是有機合成設計，能夠準確把握其反應規律，使其在特定位置產生特定反應，進而實現化學反應的優化設計，更好地完成目標分子合成。

1有機化學反應選擇性規律的內容

反應選擇性指的是在特定條件下，同一底物分子在不同位置或是方向上所發生的反應產物往往存著好幾種可能性。而當某反應產物的實際生產率較高時，那么它的反應選擇性勢必也更高。同理可證，反應產物生產率低，反應選擇性更低。有機化學反應選擇性可概括為化學選擇性、官能團鍵選擇性、區域選擇性和例題選擇性等內容。鑒于立體選擇性規律受到諸多因素的影響，在此本文就不多加贅述。結構決定性質可以理解為物質結構決定其性質，這已經是公認的化學選擇性規律。本文僅針對有機反應區域性選擇及官能團鍵選擇，這兩項內容進行分析。

2有機化學反應選擇性規律研究

有機反應共價鍵開裂方式，主要包括：均裂、異裂，而這兩種反應所產生的結果也有所不同，但都是離子反應，自由基由均裂產生，正負離子由異裂生成。如若按試劑進行區分又可將離子型反應分為：親核反應、親點反應，其中，能夠在離子反應中接受電子的試劑則成為親點試劑或親電體，在反應過程中給出電子的試劑則被稱為親核體或親核試劑。實際上離子型反應就是親核體和親電體間的相互作用，根據親電反應實例共同遵循的原則，電性相異作用成鍵，能夠快速發生反應的，電性差一定很大，親核反應同樣如此。

從以上化學反應公式可以看出，同一底物的兩個不同基因，能夠與同一試劑進行作用，且與不同試劑進行相互反應時得到的產物也不盡相同。

為了驗證以上說法的正確性和真實性，筆者做了不同環境下的反應底物也就是上圖中的—NH2和—OH所表現出來的親核性，該反應證實了不同環境下擁有不同基因的一個底物親核性存在一定的差異。

在吡啶中，吡啶的PKb=88，與三乙胺相比堿性較弱，鄰氨基苯酚在吡啶環境中電離性減小，而親核性較強的氨基與對甲苯磺酞氯反應性增大。因而得出以上結論。我們將親核性排序為0—>NH2>OH。

而總結上述化學反應公式，我們可以看出，不論是親電反應還是親核反應都能夠直接與帶正電或者負電的底物、試劑相互之間作用成鍵。所以，筆者將其反應規律總結為：遵循這異電相吸引成鍵的原理。而該原理驗證了有機反應的區域性選擇規律，可將其運用到離子型有機反應的考察和分析當中，并作為區域選擇性規律進行大面積的廣泛推廣。

3官能團鍵性選擇規律

在親電反應、親核反應及一些氧化還原反應中，我們可以利用異電相吸成鍵這一規律。但也并不是所有的反應都能夠應用異電相吸成鍵這一規律，也有極性反應，這就不是異電相吸規律能夠解釋和說明的了。例如LIAIH4、NaBH4等能夠實現羰基的還原，但對于的還原卻無能為力。如：

我們可以用聯亞氨進行還原烯和炔中的物質的還原，但是對于羰基或羚基還原就不適用了。聯亞氨是一種極不穩定的化合物，在以肼類化合物為原料的化學反應當中，我們就可以適當添加氧化劑制備，而不經分離直接反應。也就是。我們可以將聯亞氨還原烯烴過程如下：

當肼發生氧化反應時會成為聯亞氨，而聯亞氨又與烯共同構成了一個非極性過渡態的中間體。當氫轉移到不飽和鍵上時，會放出氮氣并完成還原反應。

加成為順式加成，聯亞氨本身具有較好選擇性，只還原C≡C和C=C不影響其他易還原的等。比如：

同時以上兩個例子還可以看出反式烯比順式烯易被還原，我們還可作出如下驗證：

由上述反應可以看出，1、3位上的雙鍵在作用之下產生了還原反應，2位上的雙鍵則沒有被還原，而從位置上我們能夠看出，1、3位的雙鍵屬于反式烯烴，2位上的烯烴則是順式烯烴。因此，通過上述眾多的反應示例，我們還能夠分析出一個反應原理，即：極性試劑與官能團能夠進行極性鍵反應，非極性試劑與官能團能夠進行非極性鍵反應。反式烯比順式烯更容易被還原，這也進一步說明了聯亞氨對極性小的官能團極易進行還原。因為分子的極性是：順式>反式。而本文則選擇性的將官能團鍵性與試劑鍵性相結合，則可歸納規律為：鍵性相匹配。

4結論

通過一系列的實例驗證，可以將有機反應選擇性規律總結如下，即：區域性選擇規律，也就是異電相吸成鍵規律與官能團鍵性選擇規律二者不僅是實驗規律，同時也是真實客觀存在的規律。筆者希望通過官能團鍵性和試劑鍵性二者相結合的研究，能夠為有機反應合成的深入研究提供一點意見和建議。

參考文獻：

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