卤代烃的化学性质及在有机合成中的应用
1.取代反应
由于卤素原子吸引电子能力大,使卤代烃分子中的C—X键具有较强的极性,当C —X键遇到其它极性试剂时,卤素原子就易被其它原子或原子团所取代。
(1)被羟基取代
R—X +H2O R—OH +NaX
(2)被烷氧基取代
卤代烃与醇钠作用,卤原子被烷氧基(RO—)取代生成醚。
如:
CH3Br + CH3CH2ONa→CH3—O—CH2CH3+NaBr
(3)被氰基取代
卤代烃与氰化物的醇溶液共热,卤原子被氰基所取代生成腈,如:
R—X +NaCN RCN+ NaX
生成的腈分子比原来的卤代烃分子增加了一个碳原子,这是有机合成中增长碳链的一种方法。
2.消去反应
卤代烃在碱的醇溶液中加热,可消去一个卤化氢分子,生成不饱和烃。
如:
RCH2CH2—X+KOH RCH = CH2 +KX +H2O
3.与金属反应
卤代烃能与多种金属作用,生成金属有机化合物,其中格氏试剂是金属有机化合物中最重要的一类化合物,是有机合成中非常重要的试剂之一,它是卤代烷在乙醚中与金属镁作用,生成的有机镁化合物,再与活泼的卤代烃反应,生成更长碳链的烃。
RX +Mg RMgX
CH2=CHCH2Cl+RMgCl →CH2=CHCH2R +MgCl2
卤代烷与金属钠反应可生成烷烃,利用此反应可制备高级烷烃。
2RBr +2Na →R—R +2NaBr
二、卤代烃在有机合成中的应用
1.烃与卤代之间的转化
例1.卤代烃在碱性醇溶液中能发生消去反应。
例如
下面是八个有机化合物的转换关系
请回答下列问题:
(1)根据系统命名法,化合物A的名称是。
(2)上述框图中,①是反应,③是反应。
(填反应类别)
(3)化合物E是重要的工业原料,写出由D生成E的化学方程式。
(4)C2的结构简式是。
F1的结构简式是。
F1和F2互为。
(5)上述八个化合物中,属于二烯烃的是。
二烯烃的通式是。
2.在指定位置引入官能团
例2.在有机反应中,反应物相同而条件不同,可得到不同的主产物,下式中R代表烃基,副产物均已略去。
请写出实现下列转变的各步反应的化学方程式,特别注意写明反应条件。
(1)由CH 3CH 2CH 2Br 分两步转变为CH 3CH 2CHBrCH 3。
(2)由(CH 3)2CHCH =CH 2分两步转变为(CH 3)2CHCH 2CH 2OH 。
(CH 3)2CHCH 2CH 2Br 水溶液稀−−−→−NaOH
(CH 3)2CHCH 2CH 2OH
3.多元卤代烃消去生成炔烃
例3.提示:通常,溴代烃既可以水解生成醇,也可以消去溴化氢生成不饱和烃。
如:
请观察下列化合物A~H 的转换反应的关系图(图中副产物均未写出),并填写空白:
(1)写出图中化合物C 、G 、H 的结构简式C_______G________H_______。
(2)属于取代反应的有_______________。
4.碳链的增长
例4.已知溴乙烷跟氰化钠反应后再水解可以得到丙酸
,
产物分子比原化合物分子多了一个碳原子,增长了碳链。
请根据以下框图回答问题。
F分子中含有8个原子组成的环状结构。
(1)反应①②③中属于取代反应的是______________(填反应代号)。
(2)写出结构简式:E___________,F______________。
5.引入多个羟基
例5.由2—氯丙烷制取少量的1,2一丙二醇时,需要经过下列哪几步反应( )
A.加成→消去→取代
B.消去→加成→水解
C.取代→消去→加成
D.消去→加成→消去
解析:要制取1,2一丙二醇,2一氯丙烷应先发生消去反应制得丙烯:
Br加成生成1,2一二溴丙烷;
再由丙烯与
2
最后由1,2一二溴丙烷水解得到产物1,2一丙二醇
6.生成醛或酯
例6.通常情况下,多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的,容易自动失水,生成碳氧双键的结构:
下面是9个化
合物的转变关系
(1)化合物①是__________,它跟氯气发生反应的条件A是__________.
(2)化合物⑤跟⑦可在酸的催化下去水生成化合物⑨,⑨的结构简式是__________________,名称是__________________.
(3)化合物⑨是重要的定香剂,香料工业上常用化合物②和⑧直接合成它.此反应的化学方程式是______________________________________________.。