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[科普中国]-过氧化物效应

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过氧化物效应又称卡拉施效应,其反应产物是反马氏规则的加成产物。 利用过氧化物效应可以得到与无过氧化物时不同的加成产物。有过氧化物效应的反应进行得很快,而无过氧化物的反应进行得较慢。若控制反应按着马氏加成规律方向进行,必须将烯烃纯化,除去长期存放的烯烃中生成的过氧化物,或在反应中加入自由基抑止剂(对苯二酚、二苯胺等)。1

发现过程过氧化物效应又称卡拉施效应,于1933年由卡拉施(M. S. Kharasch)等人发现。在光照或过氧化物存在下氢溴酸与不对称烯烃反应,生成的加成产物与按马尔可夫尼可夫规则所预测的结果正好相反。而发生这种“反常”加成的原因是由于光或过氧化物的作用,产生了自由基,发生了自由基加成反应,这种“反常”的加成作用,称为过氧化物效应。

二十世纪三十年代发现在空气或过氧化物存在下,烯丙基溴与溴化氢生成的产物为1,3-二溴丙烷,是反马氏加成产物。实验发现,当有过氧化物存在时,不对称烯烃与HBr加成反应得到不同的主产物是由于反应机理的不同。有过氧化物效应的反应属自由基型反应,由生成的中间体自由基的稳定性决定反应的主产物。但烯烃的过氧化效应只适应于HBr,HCl与HI无此反应。因为HCl离解较大,不易均裂产生Cl· ,HI虽能均裂产生I· ,但 I· 的活性太低,难与双键进行加成反应。1

反应机理在光照或过氧化物存在下,溴化氢与不对称的烯烃加成得到反马氏规则的产物,这种由于过氧化物的存在引起加成取向的逆转,称为过氧化物效应。其原因是该条件下的反应是自由基历程。在光照或其他自由基引发剂的作用下,HBr的共价键均裂产生氢自由基与溴自由基,由于后者的活性大于前者,所以首先由溴自由基对双键加成,反应的定位主要取决于中间体碳自由基的稳定性。碳自由基可与苯环、双键或烃基发生共轭或超共轭得以稳定,所以溴倾向于加在含氢较多的双键碳上,结果得反马氏规则的产物。2

过氧化物效应只存在于溴化氢与不对称的烯烃加成。这是因为氯化氢不能被过氧化物分解为氯自由基;碘化氢虽然易被分解为碘自由基,但反应活性差,易自身结合成碘分子。2

实际应用制备药物中间体

利用过氧化物效应,可以制备一些重要的药物中间体。如消炎镇痛药苄达明、抗组胺药奥沙米特(Oxatomide)等的中间体1-氯-3-溴丙烷的合成。2

本词条内容贡献者为:

郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学