有机化学——如何书写反应机理 如何用ChemDraw画反应机理

反应机理图・表示电子转移的箭头的画法。

对于不是太会画反应机理的人，可以多看看文章中介绍的一些方法。

首先分解一下如何画反应机理。

首先我们从简单的例子开始看起。对于「环己烯的氢溴酸加成反应」，这个有机合成反应是按照怎样的机理进行的呢？接下来我们就用箭头来详细剖析一下每个步骤。

STEP 0.

首先要考虑的是、哪个键跟哪个键发生的反应？ 溴的话是带有电负性的亲核种，它与亲电子种的氢原子结合在一起。所以，作为亲核的烯烃双键来说，最开始双键是与氢发生的反应，这个必须要有一个正确的判断。

STEP 1.

「从烯烃双键把电子转移给氢」到底怎么用箭头表示。

氢原子可以容纳的电子总共只能有两个、根据八电子法则，同时可以移动的电子最多只能有两个。在这个时候，对于氢溴酸来说，电子也同时转移到相对来说电负性更高的溴原子上。电子的转移我们用下图所示的弯曲的箭头表示。

在直箭头右侧所示的是，反应后生成的化学种。这边要注意的是最后形成的化学种的带电形式。

因为反应底物是中性的分子，所以反应生成的产物合起来，整体上也必须是中性的。

STEP 2.

与STEP 0同样、接下来是怎样一个反应过程呢？这个时候在反应体系中，有新生成的正离子・负离子活性种，也有本来就有的中性化学种。在这么多化学种共存的情况下，通常反应性高的优先反应。而在这个反应中，显然是碳正离子跟溴负离子之间先反应。

STEP 3.

从溴负离子(亲核种)起始，用箭头表示，画出电子从Br上转移到了碳正离子上(亲电子种)。这样最终形成C-Br键得到了反应产物。当然，这还不是完全正确的结构，如果要画出完全正确的，Br上连的碳的立体结构必须也得标明。在这里我们为了简略，就暂且不考虑其立体选择性。

不管怎样复杂的反应机理，基本的考虑方法大都遵循以上所述画法。

ChemDraw

ChemDraw教程——绘制反应机理图的方法介绍，这在有机化学领域是非常实用的，下面将以一个简单的酯化反应机理为例来介绍ChemDraw绘制反应机理图的方法。

1.绘制出反应物、生成物及各中间体的结构，并画出描述反应机理的箭头。
之前介绍过的分子结构绘制技巧就不再赘述，这里介绍两个在绘制机理图时会用到的工具——Arrows工具和Chemical Symbols工具。
Arrows工具中包含各式各样的箭头，可以用于表示反应历程、描述电子对或单电子的转移方向等等。

Chemical Symbols工具中包含各种化学标记，如电荷、单电子、电子对等等，这在中间体的结构绘制中是非常常用的。尤其是下图中圈出的“电子对+箭头”图标所代表的工具，可以方便的画出亲核进攻的过程。

2.用直箭头连接各结构。

3.将各个分子排列整齐。
这里介绍两种对齐各分子的方法。
第一种，手动对齐，勾选“菜单 → View → Show Crosshair”（快捷键为Ctrl + H）以显示出网格线，在网格线的参照下，手动调整各分子位置以使其排列整齐。
网格线效果如图所示。

第二种，自动对齐，先将第一行的分子全部选中，然后“鼠标右击 → Align → T/B center”。

在水平线上对齐后，如果要调整分子与箭头之间的间距的话，则可以通过“右击 → Distribute → Holizontally”来实现。

以上，一个反应机理图就绘制完成了。

除了这样线性的机理图以外，催化循环也是非常常见的。接下来再以Suzuki偶联为例介绍一下催化循环的绘制方法。
1.用Arrows工具画出一个箭头，并复制以得到所需数目的箭头。
（图中箭头实为重叠，这里为了能看清楚而做了拖动处理）

2.通过拖动箭头的首尾来对箭头进行调整。

3.在每个箭头之间的间隙画上对应的化学结构式。

4.添加外侧所需的箭头与化学结构式。

5.添加一些辅助性的颜色和说明文字。

这样，一个催化循环的机理图也就绘制完成了~