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自由基取代:烯丙基氯化
20.19
通常情况下,烯烃在低温下与卤素反应时会发生亲电加成反应。
然而,烯丙基取代反应在低卤素浓度下发生,并且在高温或存在自由基引发剂等自由基条件下进行。
例如,丙烯在气相中与氯气于 400 oC 反应时,会发生烯丙基氯化反应。
烯丙基氢被取代,是因为 sp3 杂化的烯丙基 C–H 键比 sp2 杂化的乙烯基 C–H 键更弱。
此外,形成的烯丙基自由基中间体具有共振稳定作用。
烯丙基氯化反应遵循链式反应机理,包括链引发、链传递和链终止步骤。
在引发步骤中,氯分子解离为两个高活性的氯原子。
在第一步链传递过程中,氯原子夺取烯丙基氢,从而生成烯丙基自由基中间体。
在第二步链增长过程中,烯丙基自由基与一个氯分子 反应,生成烯丙基氯和一个氯原子,后者可进一步推动反应进行。
最后,通过偶联任意两个自由基使反应终止,从而消耗掉活性中间体。
通常,当烯烃在低温下与卤素反应时,会发生加成反应。 然而,在升高温度或在形成自由基的反应条件下,提供低但稳定浓度的卤素自由基,有利于烯丙基取代反应。 这是因为烯丙基氢非常活泼,因为形成的中间体是共振稳定的。 例如,当丙烯在 400 °C 的气相中用氯处理时,它会发生烯丙基氯化,形成 3-氯丙烯。
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