单选题
398下列反应中,产物违反马氏规则的是[ ]
A
B
C
D
答案解析
正确答案:C
解析:
**解析:**
马氏规则(Markovnikov's Rule)指出:在不对称烯烃与卤化氢等极性试剂进行亲电加成反应时,氢原子主要加到含氢较多的双键碳原子上,而卤素原子(或负性基团)主要加到含氢较少的双键碳原子上。这通常是因为反应经过更稳定的碳正离子中间体(如叔碳正离子 > 仲碳正离子 > 伯碳正离子)。
违反马氏规则(即反马氏加成)的情况通常发生在以下两种主要情形:
1. **过氧化物效应**:HBr 在过氧化物存在下与烯烃加成,发生自由基机理,导致反马氏产物。
2. **硼氢化-氧化反应**:烯烃与乙硼烷($B_2H_6$)加成,随后氧化水解,得到反马氏规则的醇。
3. **强吸电子基团的影响**:当双键碳上连有强吸电子基团(如 $-CF_3$, $-NO_2$, $-CN$ 等)时,由于诱导效应使双键电子云密度降低且分布改变,或者生成的碳正离子极不稳定,可能导致亲电加成方向改变,或者反应机理发生变化,从而得到反马氏产物。
**选项分析:**
* **A. $CH_3CH=CH_2 + HCl \rightarrow CH_3CHClCH_3$**
这是丙烯与氯化氢的正常亲电加成。$H^+$ 加在含氢多的末端碳上,形成较稳定的仲碳正离子,$Cl^-$ 加在中间碳上。产物是 2-氯丙烷,**符合**马氏规则。
* **B. $CH_3CH=CH_2 + HBr \xrightarrow{无过氧化物} CH_3CHBrCH_3$**
这是丙烯与溴化氢在无过氧化物条件下的亲电加成。同样遵循马氏规则,生成 2-溴丙烷。**符合**马氏规则。
* **C. $CF_3CH=CH_2 + HCl \rightarrow CF_3CH_2CH_2Cl$** (注:根据常见考题逻辑推断,此处应为三氟丙烯与HCl反应)
在三氟丙烯($CF_3CH=CH_2$)中,$-CF_3$ 是一个极强的吸电子基团。
* 如果按照马氏规则,$H^+$ 加在 $C_2$ 上,形成的碳正离子为 $CF_3C^+H-CH_3$。由于 $-CF_3$ 的强吸电子诱导效应(-I效应),这个正电荷会受到强烈的 destabilizing(去稳定化)作用,使得该碳正离子非常不稳定。
* 如果 $H^+$ 加在 $C_1$(末端)上,形成的碳正离子为 $CF_3CH_2-C^+H_2$。虽然这也是伯碳正离子,但距离强吸电子基团稍远,或者在某些特定条件下,反应可能通过其他机理或因为电子云密度分布偏向末端(尽管通常吸电子基使双键钝化,但在亲电加成取向判断中,强吸电子基往往导致反常)。
* 实际上,对于 $\alpha,\beta,\beta$-三氟丙烯等含有强吸电子基的烯烃,亲电加成往往**违反**马氏规则,卤素加在含氢较多的碳上(末端),氢加在含氢较少的碳上(连接吸电子基的碳),或者说主要产物是 1-氯-3,3,3-三氟丙烷($CF_3CH_2CH_2Cl$)。这是因为连接 $-CF_3$ 的碳原子电子云密度极低,难以容纳正电荷,甚至使得亲电试剂进攻方向发生改变或经由不同过渡态。因此,该反应产物通常为反马氏产物。
* **D. $CH_3CH=CH_2 + H_2O \xrightarrow{H^+} CH_3CH(OH)CH_3$**
这是丙烯的酸催化水合反应。遵循马氏规则,生成异丙醇(2-丙醇)。**符合**马氏规则。
综上所述,只有 C 选项中的反应由于强吸电子基团 $-CF_3$ 的存在,导致产物违反马氏规则。
**答案:C**
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