你是如何自學有機化學合成機理的？

01-23

大學時候沒有好好學，現在因工作需要，必須得把合成機理好好學習一下，但是現在突然發現自己不知道從何學起了。那麼你在學習有機化學合成機理的過程中有哪些值得分享的經驗或者有趣的體驗呢？

有機化學機理的學習。記憶+思考+自己動筆寫。

首先是記憶環節

1.你需要複習的是基本結構理論：

電子的誘導效應和共軛效應是所有機理必然牽涉的問題。所以準確判斷分子鏈中的電荷分布是解決機理的關鍵。

然後是最常見的中間體碳正離子，碳負離子，自由基，卡賓，苯炔。如果想學習更深入的話還有氮賓和非經典碳正離子。它們生成的穩定性決定了你可不可以在機理中出現。這就牽涉到立體效應和電子效應。

芳香性也是基本結構理論中一個重要內容。當然它同樣是和共軛效應息息相關。不理解共軛效應和誘導效應，定位基是不要指望理解的。

2.理解和記憶基本反應類型。中學學無機的時候四大反應類型，到了有機一樣不例外。

親核取代反應是最基本的反應，也很容易理解。碳正離子反應基本上你弄清楚了電子效應沒有什麼解決不了的。

親電取代反應其實也很特別，注意發現就知道它基本上出現在芳香環上。

消去反應E1，E2，E1CB歷程。結合親核取代的競爭機制歸類記憶。底物結構，試劑鹼性和親核性，溶劑極性和離去基團的性質基本上就可以判斷經典的消去反應和親核取代的方式。

親電加成反應基本上出現在碳碳重鍵，當然在碳碳重鍵旁邊連有強吸電子基團時會有親核取代。碳氧雙鍵之類的碳雜重鍵是最重要的機理，也就是親核加成，其中包含了大堆人名反應。

分子重排反應是機理中最複雜的內容，親核，親電，芳環各種機理。想理解這部分內容前面功夫要紮實。

周環反應中電環化和環加成最常見，遷移反應。這部分內容基本上根據底物結構和反應條件猜出來~~

至於氧化還原，自由基反應。一般沒有什麼難度。

這時候必修要解釋下為什麼需要記憶：

機理大多數是人們根據已有的結果，綜合儀器捕獲中間體以及熱力學分析動力學分析得到的。一個有機反應機理的確定往往需要以下步驟

1.產物鑒定，包括副產物

2.中間體存在鑒定：sigma-絡合物，順磁等手段綜合運用

3.同位素標記：同位素效應往往指出C-H有沒有斷裂。（具體參考《高等有機化學》）

4.催化劑研究

5.立體化學研究

6.動力學研究及飛秒化學

說明機理研究的過程的目的是想說機理不是憑空想像的，單純理論分析比如從頭算啊密度泛函啊也不是隨意就可以想出來的。所以必須記住特定反應的中間體類型以及一些經典的結論。雖然對於現在發現的很多反應不一定適用，但是傳統的反應倒還可以

其次是思考+自己動筆寫

當拿到一個機理的時候，我首先做的不是去看，而是用已有的理論知識去寫。把寫的機理和它給出的比較。其實很多機理的表達不是一定得，但是只要抓住思路準確和中間體定位準備就可以。得到一個準確的機理過程首先要保證能說服我自己。通過大量的訓練和更深入知識的理解，往往會對自己機理的細節進行修正。一個中間體的正確寫出首先需要你能判斷反應類型，為什麼選用這種反應。比如：

一般情況下是會遵循Zaitsev規則，但是上面的反應卻得到了Hofmann規則的產物。當然這就不能再用經典的E1理論解釋了。這涉及到了理論知識更深一點，對溶劑作用的理解了。DMSO是一種非質子溶劑，結合正離子，因此會讓C2H5O負離子暴露，採用了類似E1CB的消去過程。

思考的環節其實就是判斷我寫的反應是不是可以發生，得到的中間體穩不穩定，更深入思考，在給定的實驗體系下能不能存在。你不能給了一個酸性環境，上來就一個鹼進攻吧~可能一套機理寫出來自己覺得很ok啊，每一步都合情合理符合電性規律啊，但是就不對。始終要有溶劑這個大前提

接下來說下自己學習機理的心路：

機理應該是有機裡面相當具有條理性的東西，所以自己要多多總結。對比和總結，歸類記憶比較是學好機理的關鍵。一開始我只注重對每一個理論深入理解，對每一個反應過程理解。往往忽略溶劑背景是否和我的過程相悖。當然這是一個長期訓練才能達到的效果。寫機理的時候，內心一定要時時刻刻想著我要得到什麼產物，因為一個過程副反應太多了。我真見過有人寫著寫著機理寫了一條特別正確的機理，然後得到了一個副產物的例子。所以寫機理目標化合物要明確。然後就是盡量多畫畫機理圖。其實機理圖很可愛~箭頭你打給我，我打給它。建立興趣了

然後放上一些比較好的講解機理的教材：

入門篇：《基礎有機化學》——邢其毅。不貼邢大本，不知道邢大本的沒學過化學。。

《有機化學下》——高等教育出版社。

北師大的有機化學很有特色的把機理分開講，對你有化學基礎想單獨看機理還是比較方便。而且師範大學書的顯著特色是：易懂啊。。。