第二章 卤化反应
Halogenation Reaction
卤化反应：
在有机化合物分子中建立 C-X ，得到含卤化合物 的反应
工业应用：20世纪20年代以后 1923年：甲烷气相氯化的工业装置建成 1931年：工业生产氟氯甲烷 1958年：氧化氯化法合成卤代烷 现在：广泛用于有机合成，制备各种重要的原料、中间 体和工业溶剂
R1
X R4
（3）影响因素：
a.烯烃结构 （烯键邻近基团）
与烯键碳原子相连的取代基性质不仅影响着烯键 极化方向，而且直接影响着亲电加成反应的难易程度。
烯键碳原子上连有推电子基，有利于烯烃卤加成 反应的进行。反之，若烯键碳原子上连有吸电子基团， 则不利于反应进行。
推电子基：
如 HO— RO— CH3CONH— C6H5— R—
历程： 第一步：卤正离子向π 键进攻，形成三员环卤正离子 （桥型）或开放式碳正离子的过渡态。
R1 R3
R2
R4
δ +δ XX
R1 R3 CC
R2 X R4
(1)
R1 R3
CC
R2
X R4
(2)
第二步：
对于过渡态（1）： 卤负离子从环状卤正离子的背面向碳原子做亲核进攻， 得到一对外消旋体的反式加成产物。
卤化反应在有机合成中的用途：
1.制备含卤素的有机药物
H NHCOCHCl2
O
H2N
F
CC
CH2OH
COOH
OH H 氯霉素
NH
N
诺 氟 沙 星 C2H5
2.卤化物是官能团转化中一类重要的中间体。药物中间体 糖皮质激素醋酸可的松
CH3
CO OH
CH2I CO
OH
O CH2OCCH3
CO OH
I2/CaO
H C C CH + X2
X C C CH
O
O
羧酸羟基的卤置换：形成酰卤、卤代烃
X2=Cl2 , Br2
反应类型
亲电加成 亲电取代 亲核取代 自由基反应
常用的卤化剂 卤素（X2）：Cl2、Br2
次卤酸（HOX）：HOCl、HOBr
N-卤代酰胺：
如 N-溴（氯）代乙酰胺（ NBA，NCA） N-溴（氯）代丁二酰亚胺（NBS，NCS）
理、反应条件与产物之间的关系以及应用实例。
一、不饱和烃和卤素的加成反应 1. 卤素对烯烃的加成反应
(1) 反应通式
烯烃和卤素加成，得到1，2-二卤代物。
X
CCBiblioteka X2CCX氟与烯烃的加成在有机合成上应用价值小。
碘与烯烃的反应不容易发生，应用亦很少。
氯、溴与烯烃的加成是精细化工领域普遍应用
的单元反应技术之一，我们将重点介绍。
吸电子基：
如 —NO2 —CN —COOH —COOR —SO3H —X
b. 卤素活泼性 Cl正离子的亲电性比Br正离子强，所以，氯与烯烃
的加成反应的速度比溴快，但选择性比溴差。
c. 溶剂 常用溶剂有CCl4、CHCl3、CH2Cl2、CS2、Et2O、
CH3COOC2H5等惰性溶剂。
d. 温度 反应温度一般不宜太高，如烯烃与氯的反应，需控
H3C C
H
H AcOH/Cl 2 C
CH3 LiCl
Cl H3C
C H
Cl
H
H3C
C
+
C
CH 3
H
Cl
H C
CH 3 OAc
CH3-CH=CH 2 I2/KIO3CH 3-CH-CH 2I
大，原子半径小，因此会出现顺式（syn-）加成
H Ph H Ph
Br2-CCl4
anti-addition syn-addition
product
product
83%
17%
Cl2-CCl4
32%
68%
（4）应用特点
a.制备反式二卤代物 b.亲核性溶剂参与的反应
在亲核性溶剂（H2O, RCOOH, ROH等)，得二卤代 物和其他加成产物的混合物。
CH3COOK
CH3OH/CaCl2
DMF
O
O
O
3.将卤素原子作为保护基、阻断基，用于提高反应的选择性
卤化反应的类型
不饱和烃的卤加成 饱和烷烃、芳香环上的卤取代
Fe + Cl2
Cl + HCl
烯丙位、苄位上的卤置换
H C CH C + X2 X C CH C
X2=Cl2 , Br2
CH2
醛酮羰基α-位的卤置换
R1 R3 CC
R2 X R4
(1)
δX
X R1 C C R3
R2
X R4
X
R1 C C R3
R2 X
R4
注：卤负离子究竟从三员环背面进攻哪一个碳原子， 取决于形成碳正离子的稳定性。
碳正离子的稳定性：叔>仲>伯
连有烷基、烷氧基、苯基等给电子基团的烯键 碳原子是卤负离子优先进攻的位置。
例:
C6H5 H
制在较低的反应温度下进行，以避免取代等副反应发生。
立体化学问题
H CH3 + Br2
H CH3
顺式
(a)
H CH3 Br Br H CH3
Br H CH3
(a)
H CH3
+ Br
(b) (b)
H Br CH3
H CH3 Br
CH3 Br H H Br
CH3
CH3 H Br Br H
CH3
环卤鎓离子也可以形成在氯或碘的加成中，但是氯的电负性较
CC
H
COOC2H5
Br2 / CCl4
Br
C6H5
C
H C
H Br COOC2H5
C6H5 H CC
H Br COOC2H5
C6H5
Br H CC
H Br COOC2H5
主要产物
对于过渡态（2）： 卤负离子进攻开放式的碳正离子，得到相当量的顺
式加成产物。
R1 R3
CC
R2
X R4
(2)
δX
X R2 C C R3
卤化氢（HX）：HCl、HBr
第二章 卤化反应
第一节 不饱和烃的卤加成反应 第二节 烃类的卤取代反应 第三节 羰基化合物的卤取代反应 第四节 醇、酚和醚的卤置换反应
第一节 不饱和烃的卤加成反应
学习内容： 卤素、次卤酸（酯）、N-卤代酰胺、卤化氢 对不饱和键的加成反应
基本要求： 掌握以上卤化剂对不饱和键的加成反应的机
F2
F2是卤素中最活泼的元素，与烯烃的反应非常剧烈， 放出大量的热，易发生爆炸。常伴随取代、聚合等副 反应，难以得到单纯的加成产物。因此，在合成上， 烯烃的氟加成应用价值很小。
而且，由于C-F键比C-H键还稳定，氟化物不宜作 为有机合成的中间体。
含氟药物：引入氟原子的方法——卤素-卤素置换反应
I2
光引发下的自由基反应 碘与烯烃的反应不容易发生。（原因：C-I键不稳定，
碘加成反应是一个可逆过程。
H3C C C CH3
H
H
I2, hν
I
H
H
hν
CC
H3C
I CH3 r.t.
H3C C C CH3
H
H
(~100 %)
(>90 %)
热稳定性、光稳定性都很差
(2) 反应机理 —— 卤素与烯烃的亲电加成反应