题目

(十四) 在光照下,甲基环戊烷与溴发生一溴化反应,写出一溴代的主要产物及其反应机理。·

(十四) 在光照下,甲基环戊烷与溴发生一溴化反应,写出一溴代的主要产物及其反应机理。

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题目解答

答案

解: \\bigcirc CH_{3}+Br_{2}\\xrightarrow[\\delta\\dot{\\Phi}^{a}]{bv}\\chemfig{*6[-=-(-CH_{3}+Br)-CH_{3}+CH_{2} 反应机理:引发: Br_{2}\\rightarrow 2\\stackrel{..}{Br} 增长: AB \\bot BD CH_{2}\\rightarrow CH_{2}\\rightarrow CH\\dots\\dots 终止: \\bigcirc-aH \\rightarrow 0 B+B \\rightarrow B_{2}@2

解析

考查要点：本题主要考查自由基取代反应的机理及产物结构判断，涉及环状化合物的取代位置选择性和反应机理的书写。

解题核心思路：

  1. 反应类型判断：光照条件下，溴与烷烃发生自由基取代反应。
  2. 取代位置分析：甲基作为供电子基团，使邻近碳上的氢更易被抽去，形成更稳定的自由基中间体，因此溴取代优先发生在甲基相邻的碳上。
  3. 机理步骤分解：需明确引发（Br₂分解）、增长（氢夺取与溴结合）、终止（自由基结合）三个阶段。

反应机理分析

引发阶段

光照下，溴分子分解为两个溴原子：
$\text{Br}_2 \xrightarrow{\text{光}} 2\text{Br} \cdot$

增长阶段

  1. 氢夺取：溴原子从甲基环戊烷中夺取一个氢，生成环戊基甲基自由基和HBr：
    $\text{Br} \cdot + \text{环戊烷甲基} \rightarrow \text{环戊基甲基自由基} + \text{HBr}$
  2. 溴结合：自由基与Br₂结合，生成一溴代物并再生Br原子：
    $\text{环戊基甲基自由基} + \text{Br}_2 \rightarrow \text{一溴代物} + \text{Br} \cdot$

终止阶段

自由基之间或自由基与溴原子结合终止链式反应：
$\text{Br} \cdot + \text{环戊基甲基自由基} \rightarrow \text{最终产物}$

主要产物结构

甲基环戊烷的一溴代物中，溴原子取代在甲基相邻的碳上，形成邻位取代产物：
$\chemfig{[CH_3]-CH_2-CHBr-CH_2-CH_2} \quad \text{（环状结构需闭合）}$