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有机化学第六章卤代烃


过渡态
决速步骤
•第二步:叔基碳正离子立即与试剂OH-或水作用生成 水解产物--叔丁醇:
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SN1反应的立体化学:
• 如果卤素是连在手性碳 原子上的卤烷发生SN1水 解反应,可得到“构型保 持”和“构型转化”几乎 等量的两个化合物,即外 消旋体混合物(可以此鉴 别历程SN1或 SN2 ):
断裂.
• 瓦尔登转化是SN2反应的一个重要标志。
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3、影响亲核取代反应的因素
(2)脱卤素
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3、与金属钠作用——金属有机化合物
(1)与金属钠作用: RX + 2Na
NaX + RNa (烷基钠)
•孚兹 (Würtz)反应—烷基钠形成后容易进一步与卤 烷反应生成烷烃:
RNa + RX
R-R + NaX
• 该方法产率低,副产物多。只适用于相同的伯卤烷 (一般为溴烷或碘烷),产率很高。
H2O)取代,这些试剂叫亲核试剂,常用Nu:或Nu-
表示。
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•亲核取代反应(Nucleophilic Substitution Reaction)
——由亲核试剂进攻而引起的取代反应称为亲核取代
反应,用SN表示。可用通式:
Nu-
δ+ δ-
+ R—X
R—Nu + X-
• R—X为反应物,又称底物;Nu-为亲核试剂;X-为 离去基团。
(1)脱卤化氢
C H 3-C H 2-C H -C H 3 K O H -C 2H 5O H
B r
C H 3C H = C H C H 3 (81% ) C H 3C H 2C H = C H 2 (19% )
查依采夫规则—— 卤烷脱卤化氢时,氢原子往往
是从含氢较少的教学ppt碳原子上脱去—H的13。
通式:RCH=CH(CH2)nX,n≧教学2pp,t 如CH2=CHCH2CH2C11l。
C H2Cl
CH3
CH3
H
+
CH3—C+—CH3 > CH3 –C+ > CH3 -C+ > CH3
H
H
叔(30)R+ > 仲(20)R+ > 伯(10)R+ > CH3+
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2、消除反应(Elimination reaction)
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三、卤代烃的结构
• 官能团: 卤素
+ -
C—X
•卤烷的化学性质比较活泼,反应都发生在C-X键上。
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四、卤代烃的物理性质
1、常温常压下:除氯甲烷、氯乙烷、溴甲烷是气 体外,其它常见的一元卤烷为液体。C15以上 的卤烷为固体。
2、 一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ卤烷的沸点随着碳原子数的增加而升高。 3、卤烷不溶于水,而溶于醇、醚、烃等有机溶剂
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构型保持
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构型转化
2、双分子亲核取代反应(SN2)
• 溴甲烷的碱性水解的反应速度不仅与卤烷的浓度成
正比,而且也与碱的浓度成正比:
CH3-Br + OH-
CH3OH + Br-
•反应历程: 水解 = k [CH3Br][OH-]
过教学渡ppt态
构型相反 • 瓦尔登转22化
过渡态结构
SN2, 新键已部分 形成旧键已部分
中。
4、纯净的一元卤烷都是无色的。但碘烷易分解产 生游离碘,故碘烷久置后逐渐变为红棕色。
5、不少卤烷带有香味,但其蒸汽有毒,特别是碘
烷,应防止吸入。
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五、卤代烃的化学性质
1、亲核取代反应
•在 卤 烷 的 取 代 反 应 中 , 卤 素 易 被 负 离 子 ( 如 HO- , RO-,NO3- 等)或具有未共用电子对的分子(如NH3、
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(2)与镁作用
一卤代烷与金属镁在绝对乙醚(无水、无醇的乙醚)中 作用生成有机镁化合物—— 格利雅(Grignard)试剂
RX + Mg 绝对乙醚 R-Mg-X
有机化学三大著名的反应:
(1)傅-克反应; (2)格利雅试剂的反应; (3)三“乙”合成(乙酰乙酸乙酯)。
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• 格利雅格利雅试剂非常活泼: 遇有活泼H的化合物则分解为烷烃:
• 在决定反应速度的这一步骤中,发生共价键变化的只有一种 分子,所以称作单分子反应历程。常用SN1来表示。
例: 叔丁基溴在碱性溶液中的水解速度,仅与卤烷的浓 度成正比:
水解 = k [(CH3)3CBr]
反应可认为分两步进行:
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•第一步:叔丁基溴在溶剂中首先离解成叔丁基碳正离
子和溴负离子:
(CH3)3CBr 叔丁基溴
CH3CHCH2Cl CH3
异丁基氯
(CH3)3CCH2I 新戊基碘
苯氯甲烷
(氯化苄)
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2、系统命名法 2-甲基-4-氯戊烷
3-甲基-1-碘戊烷
4-甲基-3-溴庚烷
2-甲基-3,3,5-三氯己烷
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3
2-乙基-4-氯-1-丁烯
对氯苯氯甲烷
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2-苯基-4-氯丁烷
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炔基卤化镁
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乙烯式氯(CH2=CHCl)和氯苯制备Grignard 试剂时,用THF(四氢呋喃)做溶剂 。如:
Mg
X Cl 无水乙醚
不能
注意:如用四氢呋喃做溶剂可制Grignard试剂:
Mg Cl
THF
MgCl 可以
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六、亲核取代反应历程
1、单分子亲核取代反应(SN1) Nucleophilic Substitution
一、卤代烃分类
• 卤代烷烃: • 卤代烯烃:
• 卤代芳烃:
CH3Cl
CH2Cl2
CH2=CHCl CHCl=CHCl
Cl
Cl
Cl
• 按照与卤原子相连碳原子的不同,卤代烷可分为: 伯卤代烷、仲卤代烷和叔卤代烷:
R-CH2-X
R
CH X
R
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R RCX R
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二、卤代烃的命名
1、习惯命名法:
CH3CH2CH2CH2Cl 正丁基氯
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(1)水解 RX + H2O
ROH + HX
RX + H2O NaOH ROH + NaX
(2)与氰化钠(钾)作用
RX + Na+CN-C2H5OH RCN + Na+X-
(3)与氨作用
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(4)与醇钠作用——制醚
RX + R’O-Na+
ROR’ + NaX
(5)与硝酸银作用 ——制硝酸酯和卤化银沉淀
RX + AgNO3 C2H5OH RONO2 + AgX
•反应活性次序:
烯丙基卤、苄卤>叔卤代烃 > 仲卤代烃 > 伯卤代烃 用于不同类型卤代烃的分析鉴定
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•(A) 乙烯型卤代烃:
通式:RCH=CH—X
•(B)烯丙型卤代烃:
通式:RCH=CHCH2X, 如CH2=CHCH2Cl。
•(C) 孤立型卤代烯烃:
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