第七章卤代烃
2、消除反应(β-消除反应) 、消除反应( 消除反应--这种由一个分子中脱去一些小分子,同时形成双键 消除反应--这种由一个分子中脱去一些小分子,同时形成双键 --这种由一个分子中脱去一些小分子 的反应, 的反应,用E表示。 表示 R-CH-CH2 + KOH H X
C2H5OH
R-CH = CH2 KX + H2O
5 4 3 2 1 1 2 3 4
CH3CHCH=CHCH3 Br 4-溴-2-戊烯 溴 戊烯
1 2 3 4 5
CH2=C-CH2CH2-Cl CH2CH2CH3 2-丙基-4-氯丁烯 2-丙基-4-氯丁烯 丙基
CH3-C≡C-CHCH2-Br CH3 4-甲基 溴-2-戊炔 甲基-5-溴 戊炔 甲基
CH2CH2Cl
Br Br
1-苯基 氯乙烷 苯基-2-氯乙烷 苯基
1, 3-二溴苯 二溴苯
二、卤代烃的物理性质
•大多数卤代烃为液体,高级卤代烃为固体。 大多数卤代烃为液体,高级卤代烃为固体。 大多数卤代烃为液体 •沸点随碳原子增加而升高,其中碘代烷 >溴代烷 氯 沸点随碳原子增加而升高, 溴代烷>氯 沸点随碳原子增加而升高 溴代烷 代烷>氟代烷 氟代烷。 代烷 氟代烷。 •一氟代烃、一氯代烃比重<水;溴代烃、 碘代烃比重 一氟代烃、一氯代烃比重 水 溴代烃、 一氟代烃 >水。 水 •卤代烃不溶于水,与烃类任意混溶。 卤代烃不溶于水,与烃类任意混溶。 卤代烃不溶于水 CH2Cl2、 CHCl3、 CCl4等是常用的有机溶剂。 等是常用的有机溶剂。
5 4 3 2 1 1 2 3 4
CH3CHCH=CHCH3 Br 4-溴-2-戊烯 溴 戊烯
1 2 3 4 5
CH2=C-CH2CH2-Cl CH2CH2CH3 2-丙基 氯丁烯 丙基-4-氯丁烯 丙基
CH3-C≡C-CHCH2-Br CH3 4-甲基 溴-2-戊炔 甲基-5-溴 戊炔 甲基
3、 不饱和卤代烃 通常以含有卤素和不饱和键的最长碳链为主链,并使双 卤素和不饱和键的最长碳链为主链 通常以含有卤素和不饱和键的最长碳链为主链,并使双 键和叁键的位次最小 的位次最小。 键和叁键的位次最小。
格氏试剂遇到含有活泼氢的化合物,很快发生反应,生成烃: 格氏试剂遇到含有活泼氢的化合物,很快发生反应,生成烃: 遇到含有活泼氢的化合物
HO H
RH + Mg(OH)X
/ ROH
RH + Mg(OR)X
RMgX
HNH2
RH + Mg(NH2)X
HX
RH + MgX2
R-C≡C-H
/
RH + R-C≡CMgX
伯胺
卤代烷和伯胺反应可生成仲胺。 卤代烷和伯胺反应可生成仲胺。 R-CH2X + R/ NH2 (5)卤离子交换反应 ) CH3CH2Br + NaI CH3CH2Cl + NaI
丙酮 25℃
RCH2-NHR/
仲胺
CH3CH2I + NaBr CH3CH2I + NaCl
(6)与AgNO3的反应 ) R-X + AgNO3 醇 R-ONO2 + AgX
适当的卤代醇( 氯代醇), 适当的卤代醇(如β -氯代醇),在碱性条件下可发生分子 氯代醇),在碱性条件下可发生分子 亲核取代反应,生成环状的醚。 亲核取代反应,生成环状的醚。内的
CaO HOCH2CH2Cl H O 2
O CH2 CH2
(3)氰解反应 ) R-X
+ Na CN
△
R-CN + Na X
(二)、卤代烃命名 )、卤代烃命名 1、简单卤代烃 、 用普通命名或俗名(称为卤代某烃或某基卤) 用普通命名或俗名(称为卤代某烃或某基卤) 如: CH3CH2CH2Cl 正丙基氯 CH3CH=CH—Br 丙烯基溴
CH2Cl
CH3 碘仿 氯化苄 苄基氯) (苄基氯)
2、采用系统命名法 (结构复杂的卤代烃) 、 结构复杂的卤代烃) 选择含有卤素原子的最长碳链为主链,根据主链的碳 最长碳链为主链 ① 选择含有卤素原子的最长碳链为主链,根据主链的碳 原子数称为 某烷” 数称为“ 原子数称为“某烷”。 取代基的一端将主链碳原子依次编号 从靠近取代基的一端将主链碳原子依次编号。 ② 从靠近取代基的一端将主链碳原子依次编号。将侧链 和卤原子作为取代基 作为取代基。 和卤原子作为取代基。 ③书写名称时,取代基的先后顺序规则排列,较优先的原 书写名称时,取代基的先后顺序规则排列, 先后顺序规则排列 依次放在后面。 子和基团依次放在后面 子和基团依次放在后面。
⑷按卤素所连接的碳原子的不同: 按卤素所连接的碳原子的不同: 伯(一级)、仲(二级)、叔(三级)卤代烃。 一级)、仲 二级)、叔 三级)卤代烃。 )、 )、 CH3 CH3CH2CH2Cl 1-氯丙烷 氯丙烷 (伯卤代烷) 伯卤代烷) CH3CHCH3 Cl 2-氯丙烷 氯丙烷 (仲卤代烷) 仲卤代烷) H3C C CH3 Cl 2-氯-2-甲基丙烷 氯 甲基丙烷 (叔卤代烷) 叔卤代烷)
/
R-O-R + Na X
/
R-X: 一般为伯卤代烷 : 醇的碱金属盐(烷氧基负离子 是亲核试剂) 醇的碱金属盐(烷氧基负离子RO-是亲核试剂)与卤代 烷反应,生成的产物是醚 烷反应,生成的产物是醚。此反应常用来合成不对称醚类化合 成为威廉姆森( 物,成为威廉姆森(Williamson)法合成醚。 )法合成醚。 CH3CH2Br + NaOCH(CH3)2 C2H5OCH(CH3)2 + NaBr
四、卤代烃的两种反应机理
一、亲核取代反应机理 反应是由试剂的负离子部分或具有未共用电子对的分 反应是由试剂的负离子部分或具有未共用电子对的分 试剂的负离子部分或具有 进攻电子云密度较小的碳原子 从而引起取代反应。 碳原子, 子进攻电子云密度较小的碳原子,从而引起取代反应。这 些进攻的离子或分子都有较大的电子云密度,具有亲核性 离子或分子都有较大的电子云密度 些进攻的离子或分子都有较大的电子云密度,具有亲核性 称为亲核试剂 由亲核试剂进行的取代反应叫亲核取 亲核试剂。 质,称为亲核试剂。由亲核试剂进行的取代反应叫亲核取 代反应, 表示。 代反应,用SN表示。 卤代烷的亲核取代反应是按两种历程进行的: 卤代烷的亲核取代反应是按两种历程进行的:单分子 亲核取代反应: 亲核取代反应: 亲核取代反应:SN1,双分子亲核取代反应:SN2。 ,双分子亲核取代反应 。 1、单分子亲核取代反应(SN1)。 、单分子亲核取代反应( ) ①反应机理 实验证明: ° 实验证明:3°RX CH2=CHCH2X 苄卤的水解 历程进行的 是按S 历程进行的。 是按 N1历程进行的。
主要产物
Cl 3. 与金属反应 卤代烷能与某些活泼金属直接反应 生成有机金属化合物 能与某些活泼金属直接反应, 有机金属化合物。 卤代烷能与某些活泼金属直接反应,生成有机金属化合物。 ①与金属镁的反应 R-X + Mg
无水乙醚
R-MgX
生成的金属镁有机化合物RMgX俗称格林雅试剂,简称格氏试剂 俗称格林雅试剂, 生成的金属镁有机化合物 俗称格林雅试剂 格林尼亚法国化学家, 格林尼亚法国化学家,1871年 年 发明而命名。 发明而命名。1912年获得诺贝尔 年获得诺贝尔 化学奖。 化学奖。
有机化学教案 第 七 章
第七章 卤代烃
一、卤代烃的分类和命名 二、卤代烃的物理性质 三、卤代烃的化学性质 四、卤代烃的两种反应机理 五、卤代烃化学结构与化学活性的关系 七、卤代烃的重要化合物
一、卤代烃的分类和命名
(一)、卤代烃的分类 )、卤代烃的分类 ⑴根据所连烃基的不同,可以分为: 根据所连烃基的不同,可以分为: 卤代脂肪烃(饱和与不饱和 卤代脂肪烃(饱和与不饱和) C2H5Cl 卤代脂环烃 卤代芳香烃 C6H5Cl 按卤素的种类: ⑵按卤素的种类: 氯代烃、 氯代烃、溴代烃和碘代烃 ⑶按卤素原子的数目: 按卤素原子的数目: 一卤代烃、 一卤代烃、二卤代烃及多卤代烃 Cl
键弱, ,C—X键弱,反应 键弱
反应活性: 反应活性: R—I > R—Br > R—C l > R—F
1、亲核取代反应 、 Nu
-
+ R—X
R-Nu 产物
+
X
-
亲核试剂 反应物 反应活性: 反应活性: (1) 水解反应 ) RCH2-X + NaOH
H2 O △
离去基团
RI
> RBr > RCl
RCH2OH + NaX
一般伯卤代烃及某些仲卤代烃水解时生成相应的醇 一般伯卤代烃及某些仲卤代烃水解时生成相应的醇。 伯卤代烃 水解时生成相应的 叔卤代烃及大多数仲卤代烃水解时 水解时, 而叔卤代烃及大多数仲卤代烃水解时,主要发生消除反应 而得到烯烃 烯烃。 而得到烯烃。
(2) 醇解反应 ) R—X + R O Na
上述反应是定量进行的, 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 定量进行的 活泼氢的数量目 叫做活泼氢测定法)。 的数量目( 活泼氢的数量目(叫做活泼氢测定法)。 CH3MgI + A-H
定量的
CH4 + AI
测定甲烷的体积, 测定甲烷的体积,可推算出所 含活泼氢的个数。 含活泼氢的个数。
三、卤代烃的化学性质
卤代烃中卤素电负性强,因此 键中电子对偏向卤素。 卤代烃中卤素电负性强,因此C—X键中电子对偏向卤素。 键中电子对偏向卤素 δ+ δ-
C
X 极性共价键
烃基相同,卤原子不同的卤代烃, 烃基相同,卤原子不同的卤代烃,它们的化学活泼 性决定于C—X 键的键能。 键的键能。 性决定于 C—F 键能: 键能: (KJ /mol) 485.3 ) 键能 C—Cl 379 C—Br C—I C—H 285 218.6 414