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甲基叔丁基醚是一种重要的无铅汽油添加剂。通常有两种合成方法:①以甲醇为溶剂,在质子酸催化下,通入异丁

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时间:2024-08-17 12:29:17
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甲基叔丁基醚是一种重要的无铅汽油添加剂。通常有两种合成方法:①以甲醇为溶剂,在质子酸催化下,通入异丁【专家解说】:“为什么BF4-比Cl亲核性好?”
错了,其实BF4-比Cl-亲

【专家解说】:“为什么BF4-比Cl亲核性好?” 错了,其实BF4-比Cl-亲核性差。 HBF4和HCl结构分析:HBF4永远是{H+ [BF4]-}离子化合物;HCl永远是H-Cl共价化合物,只有在极性溶剂中(比如水,甲醇),才有H+和Cl-。就是说,BF4-能够保证H+的存在,Cl-(至少在H-Cl分子中)做不到。 类推,有叔丁基氯(共价键)和(叔丁基)+(四氟化硼)-存在。 从下面的机理分析,很明显,我们需要的是[(叔丁基)+]正离子。比较,叔丁基氯(共价键)和(叔丁基)+(四氟化硼)-,只有后者能提供[(叔丁基)+]正离子,前者没有[(叔丁基)+]正离子存在。这其实是反推。 那么正向推导,[(叔丁基)+]正离子遇到Cl-生成叔丁基氯(共价键),可以理解为氯的负电荷被氯和叔丁基共享,成共价键,从而不能进一步生成我们需要的叔丁甲醚,所以我们说,Cl-湮灭了叔丁基+正离子,阻碍了反应的进行。那么这说明Cl-有亲核性,是亲核试剂。再看,[(叔丁基)+]正离子遇到[BF4]-,结果是什么事情也没有发生,大家相安无事![BF4]-笑着说,叔丁小姐,我是出来打酱油滴,我带的钱(负电荷)是黑十字会氟老大,它可不愿意把钱捐出去!于是二者各奔东西。所以说,此二者相遇,不会瞎折腾,从而有利于叔丁基正离子不被湮灭,有利于叔丁基正离子的活度,有利于叔丁甲醚的生成反应的正常进行。就是说,[BF4]-,虽然有负电荷,但没有亲核性。它和其他的含氟的(非)金属络离子,比如PF6-,SbF6-,是我见到的最弱的亲核试剂。亲核性: BF4- << F- << Cl- < Br- < I-。 这个结论,也可以用软硬酸碱理论解释。不知道你听说过没有。简单说就是,软碱是好的亲核试剂,硬碱不是好的亲核试剂。F-是硬碱,Cl-(和F-相比)是软碱,那么Br-和I-就是更“软”的碱。BF4-(BF3和F-的组合)中的F-上的负电荷在BF4中已经被“和谐”得分布在一个B和四个F之间,那么可以想象,每个F上带的平均负电荷小于1(更严格的说,是绝对小于1/4,因为B的空轨道上也分到了一些氟电荷),即小于自由的F-所带电荷的数量。如果BF4-(正四面体构型)能做为亲核试剂,那么只能用它四面体4个顶点上的氟,可这些氟本身的电荷还不及一个自由的氟负离子多,而氟负离子已经是很差的亲核试剂了,那么BF4-就是更差甚至是最差的亲核试剂了。(你,你,你泪奔了没有?还是打盹呢?) (3)写出反应①的机理(用反应式表示)。 首先是酸的氢正离子和异丁烯的碳碳双键末端的碳结合,生成叔丁基正离子(很稳定的),然后甲醇的氧上的孤对电子进攻叔丁基中心的带正电荷的碳,形成一个加合物,这是由于氧上的氢还没有脱去,形成的是一个带正电荷氧的加和物,最后,这个加和物从氧上把那个氢正离子脱去,形成中性产物。 "第一问的第二个方程式,为什么醇羟基也可以消去?是和(3)问有关吗?" 有一定关联。第二个方程式的机理:先在叔丁醇的OH加上H+(酸贡献的),然后这个咚咚脱水,就得到了叔丁基正离子,然后甲醇上的氧上的孤对电子进攻叔丁基正离子(平面三角形)中的那个带正电荷的位于分子中心的碳,形成(叔丁-O(H)CH3)+结构,(此时H还在氧上,所以要将正电荷放在氧上),最后这个结构脱去一个H+,得到中性分子,就是你要的产物了。 两个反应中的关键都是要生成叔丁基碳正离子。在(3)中是烯烃加氢正离子,在(2)中是醇在酸的作用下脱水。 天哪,我是不是太唐僧了?
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