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第九章 卤 代 烃

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第九章 卤 代 烃. 第一节 卤代烃的分类、命名及同分异构现象. 一、分类 1. 按分子中所含卤原子的数目,分为一卤代烃和多卤代烃。 2. 按分子中卤原子所连烃基类型,分为: 卤代烷烃 R-CH 2 -X 卤代烯烃 R-CH=CH-X 乙烯式 R-CH=CH-CH 2 -X 烯丙式 R-CH=CH ( CH 2 ) n -X ≥2 孤立式 - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 第九章  卤 代 烃

第九章 卤 代 烃

Page 2: 第九章  卤 代 烃

第一节 卤代烃的分类、命名及同分异构现象

一、分类1. 按分子中所含卤原子的数目,分为一卤代烃和多卤代烃。2. 按分子中卤原子所连烃基类型,分为:卤代烷烃 R-CH2-X 卤代烯烃 R-CH=CH-X 乙烯式 R-CH=CH-CH2-X 烯丙式 R-CH=CH ( CH2 ) n-X ≥2 孤立式

卤代芳烃 乙烯式 烯丙式

X

CH2X

Page 3: 第九章  卤 代 烃

3. 按卤素所连的碳原子的类型,分为:

R-CH2-X R2CH-X R3C-X

ÖÙ±ú Ìþ Êå±ú Ìþ

Ò»¼¶Â±ú Ìþ ¶þ¼¶Â±ú Ìþ Èý¼¶Â±ú Ìþ£¨ £© ¡ã2 3¡ã¡ã £¨ £© £¨ £©

²®Â±ú Ìþ

1

Page 4: 第九章  卤 代 烃

二、命名

简单的卤代烃用普通命名或俗名,(称为卤代某烃或某基卤)CHCl3CH3CH2CH2Cl

CH3 2CHCl

CH3 3CBr£¨ £©

£¨ £©

CH2 =CH-CH2Br

CH2Cl

Ï©±û»ùäå

ÂÈ»¯ÜУ¨ ÜлùÂÈ£©

ÈýÂȼ×Íé £¨ Âȷ£©

Õý±û»ùÂÈ

Òì±û»ùÂÈ

Ê嶡 »ùäå

复杂的卤代烃用系统命名法(把卤素作为取代基) 编号一般从离取代基近的一端开始,取代基的列出按“顺序规则”小的基团先列出。

Page 5: 第九章  卤 代 烃

例如:CH3-CH2-CH--CH-CH3

H3C Cl

¼×»ù ÂÈÎì Íé3- -2-

CH3-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH3

CH3 Cl

CH3-CH-CH2-CH-CH2-CH3

CH3Cl

CH3-CH2-CH-CH-CH2-CH3

Br Cl

¼×»ù ÂÈý Íé

ÂÈ ¼×»ù¸ý Íé

-5-

-5-

3-

3-

¼×»ù ÂȼºÍé-2-4-

ÂÈ ä强Íé

äå ÂȼºÍé

3-

3-

-4-

-4-

¡Á

¡Á

Page 6: 第九章  卤 代 烃

卤代烯烃命名时,以烯烃为母体,以双键位次最小编号。CH2= CH-CH-CH2-Cl

CH3

¼×»ù ÂÈ ¶¡ Ï©3-

¼×»ù ÂÈ ¶¡ Ï©2- -3-

-4-

¡Á

-1-

-1-

Cl

CH3 ¼×»ù ÂÈ»· ¼ºÏ©4 - -5-

卤代芳烃命名时,以芳烃为母体。侧链卤代芳烃命名时,卤原子和芳环都作为取代基。 三、同分异构现象 卤代烃的同分异构体数目比相应的烷烃的异构体要多,例如,一卤代烃除了碳干异构外,还有卤原子的位置异构。

Page 7: 第九章  卤 代 烃

第二节 卤 代 烷

一、物理性质 二、光谱性质 三、化学性质卤代烃的化学性质活泼,且主要发生在 C—X 键上。因:① 分子中 C—X 键为极性共价键,碳带部分正电荷,易受带正电荷或孤电子对的试剂的进攻。

±ú Íé £º

ż¼«¾Ø ¦Ì£¨ £©D

CH3CH2-Cl CH3CH2-Br CH3CH2-I CH3CH3

2.05 2.03 1.91 0

Page 8: 第九章  卤 代 烃

② 分子中 C—X 键的键能( C—F 除外)都比 C—H 键小。 键 C—H C—Cl C—Br C—I 键能 KJ/mol 414 339 285 218 故 C—X 键比 C—H 键容易断裂而发生各种化学反应。

Page 9: 第九章  卤 代 烃

(一)取代反应 RX + : NuRNu + X – Nu = HO- 、 RO- 、 -CN 、 NH3 、 -ONO2

: Nu—— 亲核试剂。由亲核试剂进攻引起的取代反应称为亲核取代反应(用 SN 表示)。1. 水解反应

RCH2-X NaOH RCH2OH NaX++Ë®

1° 加 NaOH 是为了加快反应的进行,使反应完全。2° 此反应是制备醇的一种方法,但制一般醇无合成价值,可用于制取引入 OH 比引入卤素困难的醇。

Page 10: 第九章  卤 代 烃

2. 与氰化钠反应RCH2X + NaCN RCH2CN + NaX´¼

ëæ1° 反应后分子中增加了一个碳原子,是有机合成中增长碳链的方法之一。2°CN 可进一步转化为– COOH , -CONH2 等基团。3. 与氨反应

R-X + NH3 R-NH2 + NH4X£¨ ¹ý Á¿£©

Page 11: 第九章  卤 代 烃

4. 与醇钠( RONa )反应

R-X 一般为 1°RX ,(仲、叔卤代烷与醇钠反应时,主要发生消除反应生成烯烃)。5. 与 AgNO3— 醇溶液反应

R-X + RONa R-O R + NaX' '

ÃÑ

R-X + AgNO3 R-O NO2 + AgX´¼

Ïõ Ëáõ¥

此反应可用于鉴别卤化物,因卤原子不同、或烃基不同的卤代烃,其亲核取代反应活性有差异。

Page 12: 第九章  卤 代 烃

卤代烃的反应活性为: R3C-X>R2CH-X>RCH2-X R-I>R-Br>R-Cl

Êå±ú Íé ÖÙ±ú Íé ²®Â±ú ÍéR-I

ʱÎÂϳÁµí ¼ÓÈȲÅÄܳÁµí

> >

上述反应都是由试剂的负离子部分或未共用电子对去进攻C—X 键中电子云密度较小的碳原子而引起的。这些进攻试剂都有较大的电子云密度,能提供一对电子给 C—X 键中带正电荷的碳,也就是说这些试剂具有亲核性,我们把这种能提供负离子的试剂称为亲核试剂。由亲核试剂的进攻而引起的取代反应称为亲核取代反应。简称为 SN ( S— 取代、 N— 亲核的)。

Page 13: 第九章  卤 代 烃

反应通式如下:

RCH2X + -OH RCH2-OH + X-

R - L + Nu R - Nu + L-£º

·´ Ó¦Îï

£¨ µ×Îï £©

Ç׺ËÊÔ¼Á

½ø¹¥ »ùÍŲú Îï ÀëÈ¥»ùÍÅ

Page 14: 第九章  卤 代 烃

(二)消除反应

从分子中脱去一个简单分子生成不饱和键的反应称为消除反应,用 E 表示。 卤代烃与 NaOH ( kOH )的醇溶液作用时,脱去卤素与 β 碳原子上的氢原子而生成烯烃。

R-CH-CH2 + NaOH R-CH=CH2 + NaX + H2O

H X

´¼

H X

R-CH-CH-CH-CH-RKOH-

HX

R-CH=CH-CH=CH-R´¼ + 2NaX + 2H2O

X

X

H

H

¦Â

¦Â'

+ 2NaOH + 2NaX + 2H2OÒÒ¼

Page 15: 第九章  卤 代 烃

1 )消除反应的活性: 3°RX > 2°RX > 1°RX2 ) 2° 、 3°RX 脱卤化氢时,遵守扎依采夫( Saytzeff )规则—— 即主要产物是生成双键碳上连接烃基最多的烯烃。例如:

CH3CH2CH2CHCH3 CH3CH2CH=CHCH3 + CH3CH2CH2CH=CH2

Br

KOH£¬

69% 31%

ÒÒ¼

CH3CH2-C-CH3

CH3

Br

KOH£¬ÒÒ¼CH3CH=C CH3CH2CH=CH2

CH3CH3

+

71% 29%CH3

ClCH3

KOH£¬ÒÒ¼CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH2

+ +

Ö÷ ´Î ¼«ÉÙ

Page 16: 第九章  卤 代 烃

(三)与金属的反应

卤代烃能与某些金属发生反应,生成有机金属化合物—— 金属原子直接与碳原子相连接的化合物。1. 与金属镁的反应

R-X + Mg RMgXÎÞË®ÒÒÃÑ

¸ñ ÁÖÄáÑÇ£¨ £©ÊÔ¼Á

¼ò³Æ ñ ÊÏÊÔ¼Á£¬ Äê·¢ ÏÖ£¨ Ë꣩1900 29

GrignardX = Cl ¡¢ Br

格氏试剂的结构还不完全清楚,一般认为是由 R2Mg 、 MgX 、( RMgX ) n 多种成分形成的平横体系混合物,一般用 RMgX表示。

Page 17: 第九章  卤 代 烃

1) 与含活泼氢的化合物作用

RMgX +RCOOH¡ä

R-H + MgOCOR

X

HOH

R-OH

HX

R-C CH

R-H + MgX

X

R-H + MgX

C CR

R-H + MgOR

X

R-H + MgOH

X

¡ä

¡ä

¡ä

¡ä

еÄñ ÊÏÊÔ¼Á£¬ºÜÓÐÓÃ

上述反应是定量进行的,可用于有机分析中测定化合物所含活泼氢的数量目(叫做活泼氢测定发)。

Page 18: 第九章  卤 代 烃

CH3MgI + A-H CH4 + AI

¶¨ Á¿µÄ ²â ¶¨ ¼×Íé µÄÌå »ý£¬¿ÉÍÆËã³öËùº¬ »î ÆÃÇâµÄö Êý¡£

格氏试剂遇水就分解,所以,在制备和使用格氏试剂时都必须用无水溶剂和干燥的容器。操作要采取隔绝空气中湿气的措施。 在利用 RMgX 进行合成过程中还必须注意含活泼氢的化合物。

Page 19: 第九章  卤 代 烃

2) 与醛、酮、酯、二氧化碳、环氧乙烷等反应 RMgX 与醛、酮、酯、二氧化碳、环氧乙烷等反应,生成醇、酸等一系列化合物。所以 RMgX 在有机合成上用途极广。格林尼亚因此而获得 1912年的诺贝尔化学奖( 41岁)。3) 用与合成其它有机金属化合物

3RMgCl + AlCl32RMgCl + CdCl2 R2Cd + 2MgCl24RMgCl + SnCl4 R4Sn + 4MgCl2

R3Al + 3MgCl2

Page 20: 第九章  卤 代 烃

2. 与金属钠的反应( Wurtz 武兹反应) 2R—X + 2 Na R—R + 2NaX 此反应可用来从卤代烷制备含偶数碳原子,结构对称的烷烃(只适用于同一伯卤代烷,不同烷基无实用价值)。3. 与金属锂反应 卤代烷与金属锂在非极性溶剂(无水乙醚、石油醚、苯)中作用生成有机锂化合物:

C4H9X + 2 Li C4H9Li + LiXÊ ÓÍÃÑ

Page 21: 第九章  卤 代 烃

制备:

2RLi + CuI R2CuLi + Li IÎÞË®ÒÒÃÑ

¶þÍé »ùÍ ï®

用途:制备复杂结构的烷烃′

R2CuLi + R X R R + RCu + LiX¡ä ¡ä

¿ÉÊÇ ×î ºÃÊÇ

Ò²¿ÉÊDz» »î Æõıú Ìþ Èç RCH=CHX

R ¡ã1¡ã 2 3¡ã¡¢ ¡¢ R X¡ä 1¡ã

Page 22: 第九章  卤 代 烃

例如:(CH3)2CuLi + CH3(CH2)3CH2I CH3(CH2)4CH3 + CH3Cu + LiI

98%

(CH3)2CuLi +Cl CH3 + CH3Cu + LiCl

75%

(CH3CH2CH-)2CuLi

CH3

CH3(CH2)3CH2BrCH3CH2CHCH2CH2CH2CH2CH3

CH3

84%¼×»ùÐÁÍé3-

此反应叫做科瑞( Corey )—— 郝思( House )合成法。

Page 23: 第九章  卤 代 烃

(四)卤代烷的还原反应

卤代烷可以被还原为烷烃,还原剂采用氢化锂铝。反应只能在无水介质中进行。

R X + LiAlH4 R H

CH

Cl

CH3 CH CH3

D

+ LiAlD4THF

79%¹â ѧ»î ÐÔ

Page 24: 第九章  卤 代 烃

第三节 亲核取代反应历程

一、双分子亲核取代反应( SN2 反应)实验证明:伯卤代烷的水解反应为 SN2历程。

RCH2Br + OH - RCH2OH + Br -

V = K[ RCH2Br ] [ OH - ]

V =

K =Ë®½âËÙ¶È

Ë®½â³£ Êý

因为 RCH2Br 的水解速率与 RCH2Br 和 OH - 的浓度有关,所以叫做双分子亲核取代反应( SN2 反应)。

Page 25: 第九章  卤 代 烃

1 .反应机理

一步完成(新键的形成和旧键的断裂同步进行),无中间体生成,经过一个不稳定的“过渡态”。

C

H

Br

HH

H

H H

HO C

H

HH

HO + ¡ HO C Br¡ ¦Ä ¦Ä

+ Br

¹ý ¶É̬

其反应过程中的轨道重叠变化如下图所示:

HO HOC Br

H

H H

CH

H H

Br CH

HH

HO Br+

·´ Ó¦³É¼ü¹ý ³Ì ÖÐ¹ì µÀת ±äʾÒâͼSN2

Page 26: 第九章  卤 代 烃

2 . SN2 反应的能量变化

SN2 反应机理的能量变化可用反应进程 — 位能曲线图表示如下:

HO + CH3Br

CH3OH + Br

[ HO CH3 Br ]¡ ¡ ¦Ä¦Ä

E

H

·´ Ó¦½ø³Ì

λ

ÄÜ

·´ Ó¦½ø³Ì ÖеÄÄÜÁ¿±ä»¯SN2

Page 27: 第九章  卤 代 烃

3 . SN2 反应的立体化学

1 ) 异面进攻反应( Nu- 从离去基团 L 的背面进攻反应中心)。

C Nu C L¡ ¡ ¦Ä ¦Ä

Nu C + L -Nu-

2 ) 构型翻转(产物的构型与底物的构型相反即瓦尔登Walden 转化)。例如:

HO C

C6H13

HC

Br

H3

SN2HO C

C6H13

HCH3

( ) - 2 - äåÐÁÍé ÐÁ¼

¦Á¦Á = 34.2 = 9.9

+ + Br

( ) - 2 -

Page 28: 第九章  卤 代 烃

二、单分子亲核取代反应( SN1 反应)

实验证明: 3°RX CH2=CHCH2X 苄卤的水解是按 SN1历程进行的。

CH3 C

CH3

CH3

Br CH3 C

CH3

CH3

OH+ OH- + Br-

V = K CH3 3 C - Br£¨ £©

因其水解反应速度仅与反应物卤代烷的浓度有关,而与亲核试剂的浓度无关,所以称为单分子亲核取代反应( SN1 反应)。

Page 29: 第九章  卤 代 烃

1.反应机理

两步反应( SN1 反应是分两步完成的)。第一步:

第二步:

CH3 C

CH3

CH3

Br CH3 C

CH2

CH3

CH3 C

CH3

CH3

Br¡ ¡ ¦Ä¦Ä + Br-Âý

¹ý ¶É̬ £¨ £©1

+ OH-CH3 C

CH3

CH3

OHCH3 C

CH3

CH3

¿ìCH3 C

CH2

CH3

OH¡ ¡ ¦Ä¦Ä

¹ý ¶É̬ £¨ £©2

反应的第一步是卤代烃电离生成活性中间体碳正离子,碳正离子再与硷进行第二步反应生成产物。故 SN1 反应中有活性中间体——碳正离子生成。

Page 30: 第九章  卤 代 烃

2 . SN1 反应的能量变化

£¨ £©CH3 3C-Br

+ HO- £¨ £©CH3 3C-OH

£¨ £©CH3 3C OH£¨ £©CH3 3C Br¡

¡

£¨ £©CH3 3C

·´ Ó¦½ø³Ì

λ

ÄÜ

Page 31: 第九章  卤 代 烃

3 . SN1 反应的立体化学

1 )外消旋化(构型翻转 + 构型保持) 因: SN1 反应第一步生成的碳正离子为平面构型(正电荷的碳原子为 sp2 杂化的)。 第二步亲核试剂向平面任何一面进攻的几率相等。

C

R1

R2R3

BrC

R1

R2 R3

C

R1

R2R3

OHC

R1

R2R3

HO

HO

a b+

¹¹ ÐÍת »¯ ¹¹ Ðͱ£³Ö

Íâ Ïû ÐýÌå

a b

Page 32: 第九章  卤 代 烃

2 )部分外消旋化(构型翻转 > 构型保持)

SN1 反应在有些情况下,往往不能完全外消旋化,而是其构型翻转 > 构型保持,因而其反应产物具有旋光性。例如:

C

C6H13

HC

Br

H3

HO CC6H13

HCH3

H2OC

C6H13

HOH

CH3( ) - 2 - äåÐÁÍé ÐÁ¼( ) - 2 -

ÒÒ¼60%

SN1 Ìõ ¼þ+

ÐÁ¼( ) - 2 -

n-n-n-

67% 33%

Page 33: 第九章  卤 代 烃

理论解释——离子对历程

离子对历程认为,反应物在溶剂中的离解是分步进行的。可表示为:

R-X R X R XR X

½ôÃÜÀë×Ó¶Ô ÈܼÁ·Ö¸ô Àë×Ó¶Ô

+

在紧密离子对中 R+ 和 X - 之间尚有一定键连,因此仍保持原构型,亲核试剂只能从背面进攻,导致构型翻转。 在溶剂分隔离子对中,离子被溶剂隔开,如果亲核试剂介入溶剂的位置进攻中心碳,则产物保持原构型,由亲核试剂介入溶剂的背面进攻,就发生构型翻转。 当反应物全部离解成离子后再进行反应,就只能得到外消旋产物。

Page 34: 第九章  卤 代 烃

在内酯中手性碳原子的构型发生了翻转,碳正离子的构型被固定,因此,亲核试剂( -OH )就只能从原来溴原子离去的方向进攻,手性碳原子的构型再一次发生翻转,经过两次翻转,结果使 100%保持原来的构型不变。

CH

BrH3C

CO

O

- BrC

H

HOH3C

CO

OHO

C

H3C

H O

CO

Page 35: 第九章  卤 代 烃

4.SN1 反应的特征——有重排产物生成

因 SN1 反应经过碳正离子中间体,会发生分子重排生成一个较稳定达到碳正离子。例如:

C

CH3

CH2

CH3

CH3

C2H5O-

C

CH3

CH2Br

CH3

CH3

C2H5OHC

CH3

CH2OC2H5

CH3

CH3

C

CH3

CH2CH3 CH3

C2H5OH C

CH3

CH2CH3CH3

OC2H5

SN1

-HC

CH3

CHCH3 CH3

ÖØÅÅ1¡ã

3¡ã

C+

C+

Page 36: 第九章  卤 代 烃

SN1 反应与 SN2 反应的区别SN1 SN2

单分子反应 双分子反应 V = K [ R-X ] V = K [ R-X ] [ Nu : ]

两步反应 一不反应有中间体碳正离子生成 形成过渡态

构型翻转 + 构型保持 构型翻转(瓦尔登转化)有重排产物 无重排产物

Page 37: 第九章  卤 代 烃

三、影响亲核取代反应的因素

一个卤代烷的亲核取代反应究竟是 SN1历程还是 SN2历程,要从烃基的结构、亲核试剂的性质、离取基团的性质和溶剂的极性等因素的影响而决定。1.烃基结构1 ) 对 SN1 的影响SN1 反应决定于碳正离子的形成及稳定性。

碳正离子的稳定性是:

SN1 反应的速度是:

RCH2 CH3R3C+

R2CHCH2=CHCH2

>> >

RCH2-X CH3-XR3C-X

R2CH-XCH2=CHCH2-X

>> >

Page 38: 第九章  卤 代 烃

2 )对 SN2 反应的影响

SN2 反应决定于过渡态形成的难易。 当反应中心碳原子( α- C )上连接的烃基多时,过渡态难于形成, SN2 反应就难于进行。 当伯卤代烷的 β 位上有侧链时,取代反应速率明显下降。例如:

R-Br + C2H5O ROC2H5 + Br SN2( )·´ Ó¦

·´ Ó¦Îï

Ïà ¶ÔËÙ¶È

CH3CH2Br CH3CH2CH2Br CH3CHCH2Br

CH3

CH3-C-CH2BrCH3

CH3

100 28 3 0.00042

ÎÞË®ÒÒ¼

¡æ55

原因: α- C 原子或 β- C 原子上连接的烃基越多或基团越大时,产生的空间阻碍越大,阻碍了亲核试剂从离去基团背面进攻α- C (接近反应中心)。

Page 39: 第九章  卤 代 烃

归纳:普通卤代烃的 SN 反应 对 SN1 反应是 3°RX > 2°RX > 1°RX > CH3X 对 SN2 反应是 CH3X > 1°RX > 2°RX > 3°RX 叔卤代烷主要进行 SN1 反应,伯卤代烷 SN2 反应,仲卤代烷两种历程都可,由反应条件而定。 烯丙基型卤代烃既易进行 SN1 反应,也易进行 SN2 反应。 桥头卤代的桥环卤代烃既难进行 SN1 反应,也难进行 SN2 反应。

Page 40: 第九章  卤 代 烃

2 .离去基团的性质

无论是 SN1 还是 SN2 都是:离去基团的碱性越弱,越易离取。 碱性很强的基团(如 R3C - 、 R2N - 、 RO- 、 HO- 等)不能作为离去基团进行亲核取代反应,象 R-OH 、 ROR 等,就不能直接进行亲核取代反应,只有在 H+ 性条件下形成 RO+H2 和 RO+R 后才能离去。

CH3CH2CH2CH2OH + NaBr CH3CH2CH2CH2Br + OH

CH3CH2CH2CH2OH + HBr CH3CH2CH2CH2OH + Br

SN2 Br

CH3CH2CH2CH2Br + H2O

Page 41: 第九章  卤 代 烃

4. 亲核试剂的性能

在亲核取代反应中,亲核试剂的作用是提供一对电子与 RX 的中心碳原子成键,若试剂给电子的能力强,则成键快,亲核性就强。 亲核试剂的强弱和浓度的大小对 SN1 反应无明显的影响。 亲核试剂的浓度愈大,亲核能力愈强,有利于 SN2 反应的进行。

试剂的亲核性与下列因素有关:1) 试剂所带电荷的性质 带负电荷的亲核试剂比呈中性的试剂的亲核能力强。例如, OH - > H2O; RO- > ROH 等。 2 )试剂的碱性 试剂的碱性(与质子结合的能力)愈强,亲核性(与碳原子结合的能力)也愈强。3 )试剂的可极化性碱性相近的亲核试剂,其可极化性愈大,则亲核能力愈强。

Page 42: 第九章  卤 代 烃

5. 溶剂的影响

溶剂的极性增加对 SN1历程有利,对 SN2历程不利。例如:

C6H5CH2Cl OH-

H2O

SN1

SN2

C6H5CH2OH

C6H5CH2OH

+ Cl-

+ Cl-±ûͪ

Page 43: 第九章  卤 代 烃

第四节 一卤代烯烃和一卤代芳烃

1.乙烯式卤代烃例如:

2.烯丙式卤代烃例如:

3.孤立式卤代烃例如:

CH2=CHCl CH3CH2CH=CHCl Cl

CH2=CHCH2Cl Br CH2Cl CH-CH3

3- ÂȱûÏ© äå»· ¼ºÏ©3- ÜÐÂÈ ÂÈú ÒÒ±½¦Á-

Cl

CH2=CH2CH2CH2Cl Cl CH2CH2Br CH2 CH2 nCl

¡Ýn 1¦Â äå´ú ÒÒ±½-ÂÈ»· ¼ºÏ©4-ÂÈ ¶¡ Ï©4- -1-

£¨ £©

Page 44: 第九章  卤 代 烃

二、物理性质 三、化学性质 其化学性质与卤代烷相似,但反应活性差异较大。1 .化学反应活性决定于两个因素:1 ) 烃基的结构: 烯丙式 > 孤立式 > 乙烯式2 ) 卤素的性质: R-I > R-Br > R-Cl 可用不同烃基的卤代烃与 AgNO3- 醇溶液反应,根据生成卤化银沉淀的快慢来测得其活性次序。

Page 45: 第九章  卤 代 烃

R-X + AgNO3 RONO2 + AgX´¼

R2CH-X CH2=CH-X

CH2-X R-CH2-X X

CH3 3C-X CH2=CH CH2 n-X£¨ £© £¨ £©

n 2¡ÝR - I

CH2=CHCH2-X

ʱÎÂÏÂÁ¢¼ Éú³É ¼ÓÈȲÅÄÜÉú³É ¼ÓÈÈÒ²²» Éú³ÉAgX AgX AgX

综合考虑,卤代烃的化学活性为: 对烃基结构 CH2=CHCH2-X > R2CH-X > CH2=CH-X 3°R-X > 2°R-X > 1°R-X 对卤素性质 R-I > R-Br > R-Cl

Page 46: 第九章  卤 代 烃

反应实例:

CH2=CHCH2Cl + NaOHH2O

CH2=CHCH2OH + NaOH

CH2=CH-Cl + NaOHH2O

£¨ Ò×½øÐУ©

£¨ ²» ·´ Ó¦£©

CH2Cl

Cl + NaOH

H2O+ NaOH CH2OH

H2O

300 20MP¡æ£¬OH

Cl

Br + Mg MgBrÎÞË®ÒÒÃÑ

+ Mg

ÎÞË®ÒÒÃÑ

MgClËÄÇâß»à«

Page 47: 第九章  卤 代 烃

2 .活性差异的原因:

1) 乙烯式不活泼的原因 卤原子上的未共用电子对与双键的 π 电子云形成了 P-π 共轭体系(富电子 P-π 共轭)。

C CH Cl

H H

Cl

ÂÈÒÒÏ©ºÍ Âȱ½µÄ ¹² éî Ìå ϵP-¦Ð

Page 48: 第九章  卤 代 烃

2) 烯丙式活泼的原因

CH2=CH-CH2-Cl 中的 Cl 原子易离解下来,形成 P-π 共轭体系的碳正离子。

CH2=CH-CH2-Cl CH2=CH-CH2 CH2 CH CH2¡ ¡

由于形成 P-π 共轭体系,正电荷得到分散(不在集中在一个碳原子上),使体系趋于稳定,因此有利于 SN1 的进行。 当烯丙式卤代烃按 SN2历程发生反应时,由于 α- 碳相邻 π 键的存在,可以和过渡态电子云交盖,使过渡态能量降低,因而也有利于SN2 反应的进行。

HO + CH2 Cl

CH

CH2

C Cl

CH

CH2

HO ¡ ¡ ¦Ä ¦Ä

HH

CH2 Cl

CH

CH2

+ Cl

Page 49: 第九章  卤 代 烃

第五节 卤代烃的制法一、由烃制备以前已讲过的方法有:1.烷烃、芳烃侧链的光卤代( Cl 、 Br ) 2.烯烃 α-H 的高温卤代3.芳烃的卤代( Fe催化),亲电取代 4.烯、炔加 HX 、 X , 亲电加成再讲几种特殊制法:5.NBS 试剂法 C

N-BrC

O

O

CH2

CH2

NBS N-ÊÔ¼Á äå´ú ¶¡ ¶þõ£ÑÇ°·£¨ £©

NBS 试剂是进行烯丙式烃类 α-H溴代的特殊试剂。

N-Br

O

O

C C C

H

+ C C C

Br

+ N-H

O

OCCl4£¬

Òý·¢ ¼Á

Page 50: 第九章  卤 代 烃

6.氯甲基化反应——制苄氯的方法CH2Cl CH2Cl

CH2Cl

+ HCHO + HClZnCl2

60 ¡æ+

Âȼ׻ù»¯¼Á 70% ÉÙÁ¿

+ H2O

苯环上有第一类取代基时,反应易进行;有第二类取代基和卤素时则反应难进行。

Page 51: 第九章  卤 代 烃

二、由醇制备

1.醇与 HX 作用

2.醇与卤化磷作用

3.醇与亚硫酰氯作用——制氯代烷

此反应的优点是,产率高,易提纯。

ROH + HX R-X + H2O

3ROH + PX3 3R-X + P(OH)3

X=Br, I £¨ µÄ·´ Ó¦²ú ÂʵÍÓÚ50%£©Cl

R-OH + SOCl2 R-CL + SO2 + HCl»ØÁ÷

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