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有机化学---第9章 卤代烃
① 饱和卤烃(卤代烷) C2H5Cl ② 不饱和卤烃(卤代烯、卤H2C代C炔H)Cl
③ 卤代芳烃
Br
有机化学
h
CH2Cl
2
本章内容
一、卤代烷烃
1、卤烷的命名
2、卤烷的制法
3、卤烷的物理、化学性质
4、亲核取代反应机理和消除反应机理
二、卤代烯烃
三、卤代芳烃
有机四化学、多卤代烃
h
3
9-1 卤代烷
卤烷的命名
——卤烷与醇钠的反应, 产物为醚
+ CH3CH2Cl CH3CH2ONa
+ CH3 CH2 OCH2 CH3 NaCl
+ +
Na
CH3CH2 O
Nu
威廉森(Williamson)合成法
有机化学
h
18
应用:制备混醚
+ C H3I CH3CH2ONa
+ CH3CH2OCH3 NaI
注意:此法不能用叔卤烷与醇钠反应。
285 218 14
9-1 卤代烷
卤烷的化学性质
卤烷最典型、最具代表性的反应有两类:
•亲核取代反应和消除反应; •与活泼金属反应生成金属有机化合物。
➢ 亲核取代反应 用SN表示(Substitution
通式:
Nucleophile)
R CH2 X + Nu:或Nu
R CH2 Nu + X
反应物 亲核试剂
氯甲烷、溴甲烷、氯乙烷为气态,其 它卤烷为液体,含碳数更多的是固体。
➢ 熔、沸点
卤烷的熔、沸点比相应的烷烃高;
同 碳 数 的 卤 烷 中 , RI 、 RBr 、 RCl 沸 点依次降低;
直链卤烷的沸点高于同碳数的带支链
的有机卤化学烷。
h
11
9-1 卤代烷
卤烷的物理性质
➢ 相对密度
一般情况下,一氯烷的d<1,其它卤 烷的d>1。
R C CH +2KX +2H2 O
反应活性:叔卤烷 > 仲卤烷 > 伯卤烷
有机化学
h
26
Br
KOH / 醇
+
19%
81%
查依采夫(Saytzeff)规则:
卤烷脱HX时,总是从含H较少的碳
上脱去H原子。
σ-π超共轭效应
CH3 CH H
有机化学
CH3 C CH2 Br H
CH3
KOH / 醇
CH3 CH
ClCH2CH2Cl
2-甲基-4-氯-1-溴己烷
有机化学
h
1,2-二氯乙烷 对称二氯乙烷
6
9-1 卤代烷
卤烷的制法
➢ 烷烃卤代
注意:
+ CH4 Cl2
+ CuCl2 / 浮 石CH3Cl
HCl
450℃ (主)
① 不能在光照或加热条件下进行,因为 副产物多;
② 控制反应物料用量配比,使甲烷:氯气 ≈ 9 :1。
C CH3 CH3
CH3 CH2
h
C CH2
71%
29%
27
➢消除反应(E) Saytzeff规则的实质:
倾向于生成一种共轭效果更好的、更 稳定的烯烃。
脱卤素
有机化学
CC XX
Zn / 醇
C C + ZnX2
h
28
➢ 与活泼金属的反应
卤代烷可以和某些活泼金属(如Li、Na、 Mg、Al等)反应,生成金属原子与碳原子 直接相连的一类化合物—— 金属有机化 合物。如:
+ 3RBr H3PO3
R O H+ P C l5
R C l + P O C l3+ H Cl
此方法适于制低沸点卤烷,利用蒸
馏将卤烷分离出来。
✓ROH与SOCl2的反应 氯化亚砜或亚硫酰氯
ROH+SOCl2
RCl +SO2 +HCl
此法适于制高沸点氯烷。
有机化学
h
10
9-1 卤代烷
卤烷的物理性质
➢ 状态
常用卤代试剂:HX、PX3、PX5、SOCl2等 ✓ROH与HX的反应 X=Cl、Br、I
ROH+HX
RX + H2O
+ + ROH HBr 浓H2SO4 RBr H2O
反应活性: HI > HBr > HCl
烯丙醇、苄醇 > 叔醇 > 仲醇 > 伯醇
有机化学
h
9
✓ ROH与PX3、PX5的反应
3ROH+PBr3
卤有机代化学反应活性: Cl2 >h Br2 > I2
7
9-1 卤代烷
卤烷的制法
➢ 亲电加成反应
不饱和烃与X2或HX的加成反应
H3C CH CH2
Cl2
H3C
CH Cl
CH2 Cl
H3C CH CH2
HBr
H3C
CH Br
CH2 H
有机化学
h
8
9-1 卤代烷
卤烷的制法
➢ 以醇为原料制卤烷(最普遍的方法)
格氏试剂中, 碳的电负性比镁大, 碳原子带
有负电荷, 是一良好的亲核试剂, 其性质非
常活泼, 可与许多含活泼氢的化合物反应.
有机化学
h
31
格氏试剂与活泼氢的反应
H OH HC CR'
RH +XMgOH RH +RC ' CMgX
RMgX +
R 'OH
RH +XMgOR'
HNH2
RH +XMgNH2
第九章 卤代烃
烃中氢原子被卤原子取代后生成的化合物. 官能团:卤原子 通常是氯、溴、碘。
卤烃的分类:
(1) 按卤原子数的不同可分为:
① 一元卤代烃 CH3Cl
Cl
② 二元卤代烃
CH2Cl2
Cl Cl
Cl
③ 多卤代烃
有机化学
CHCl3、CCl4 Cl
Cl
h
1
(2) 按卤原子所连碳原子种类分为:
① 伯卤烃(一级卤代烃) CH3CH2Br ② 仲卤烃(二级卤代烃)(CH3)2CHCl ③ 叔卤烃(三级卤代烃) (CH3)3CBr (3) 按分子中是否有不饱和键可分为:
原因:叔卤烷在强碱(醇钠)作用下易发
生消除反应生成烯烃。 C H3
C H3
+ H3 C C C H3
CH3ONa
Cl
H3C C CH3 O CH3 CH3
有机化学
h
H3C C CH219
➢亲核取代反应(SN) ✓卤烷的氰解
应 用:
R X +NaCN EtOH RCN + NaX
① 分子中引入氰基(-CN)(腈类物质官能团);
可得到不同的产物——胺。
有机化学
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➢亲核取代反应(SN) ✓卤烷与AgNO3的反应
+ R X AgN O3 EO tH RONO2 + Ag X
应用: ① 根据沉淀颜色定性鉴别卤烷;
② 根据沉淀出现的时间(快慢)鉴别卤烷。
有机化学
h
23
➢亲核取代反应(SN) ✓卤烷与AgNO3的反应 应用:根据沉淀出现的时间(快慢)鉴别卤烷.
卤烷的反应活性(烷基相同):
RI > RBr > RCl
烷基的反应活性(卤原子相同):
烯丙基卤、苄基卤 > 叔卤烷 > 仲卤烷 > 伯卤烷
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➢亲核取代反应(SN) ✓卤烷与炔钠的反应
-
R X +R' C CNa
R' C C R + NaX
应 用:增长碳链,且产物为高级炔烃。
注 意:反应中使用伯卤烷效果最好。
产 物 离去基团
底 有机化学 物
进攻试剂h
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➢ 亲核取代反应(SN)
常见的亲核试剂:
Nu- : HO-、RO-、CN-、NO3- 、C≡C- :Nu: NH3、H2O等
卤烷常见的亲核取代反应:
① 水解
② 醇解
③ 氰解
④ 氨解
⑤ 与硝酸银的反应
⑥有机化与学 炔化钠的反应 h
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➢亲核取代反应(SN)
F: 往往有重排产物产生。 有机化学 ——生成更稳定h 的碳正离子中间体36
新戊基溴的醇解及重排
CH3 H3C C CH2Br
CH3
H3 C
重排
C H3
C
C
H
+
2
CH3CH2O-
H3C
C H3
CH3 C CH2OC2H5 CH3
C H3 C H3
+
H3C C
CH2 + CH3CH2O- H3C
OC2H5
✓卤烷的水解
Nu :
+ CH3CH2Br
H2O
+ CH3CH2OH HBr
+ CH3CH2Br NaOH
+ CH3CH2 OH NaBr
应用:[1]工业用途不大, 因卤烷在工业上 是由醇制取;[2]但可用于有机合成中官 能团的转化, 即通过先卤代后水解的方式 在复杂分子中引入羟基。
有机化学
h
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➢亲核取代反应(SN) ✓卤烷的醇解
➢简单卤烷的命名 ——习惯命名法
根据与卤原子所连烷基的名称来进行 命名,叫做“某烷基卤”。
C H3I
甲基碘
有机化学
H3 C CH
Cl CH3
H3 C