反应定义
自由基取代反应是指在光照或加热条件下,有机分子中的原子或基团被自由基取代的反应。该反应通过链式机理进行,包括链引发、链传递和链终止三个阶段。
反应机理
反应机理分为三步:(1)链引发:在光照或加热下,引发剂(如Cl₂)均裂产生自由基;(2)链传递:自由基与底物反应,生成新的自由基和产物,形成循环链;(3)链终止:两个自由基结合,终止链反应。反应的选择性取决于C-H键的键解离能和自由基的稳定性。
反应实例
实例 1
CH₄ + Cl₂→CH₃Cl + HCl
条件:hν(光照)
甲烷的氯代反应,生成氯甲烷和氯化氢
实例 2
CH₃CH₃ + Br₂→CH₃CH₂Br + HBr
条件:hν 或 Δ
乙烷的溴代反应,溴代选择性高于氯代
实例 3
(CH₃)₃CH + Cl₂→(CH₃)₃CCl + (CH₃)₂CHCH₂Cl + HCl
条件:hν
异丁烷的氯代,叔氢优先被取代
关键要点
- 1自由基稳定性:叔 > 仲 > 伯 > 甲基
- 2溴代选择性高于氯代
- 3反应需要光照或加热引发