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医用有机化学课件之卤代烃


2、亲核取代反应机理:
• 单分子亲核取代反应机理 (SN1) • 双分子亲核取代反应机理 (SN2)
a.单分子亲核取代反应(SN1):
①仅与反应物卤代烷的浓度有关,而与亲核试剂 的浓度无关。
②反应可认为分两步进行.
在决定反应速度的这一步只有一种分子,所以称作单分 子反应历程。
这种单分子亲核取代反应常用SN1来表示。
(1)溴乙烷、2-甲基-1-溴丙烷、3-甲基-2-溴丁 烷、3,3-二甲基-2-溴丁烷
c.影响亲核取代反应历程的因素:
烷基、卤素、亲核试剂和溶剂。
反应的历程需要综合考虑。
易发生SN1反应 的条件: 叔卤代烃 、AgNO3 、强极性的溶剂(甲酸 水溶液中水解)等。
易发生SN2反应 的条件: 伯卤代烃 、强碱性亲核试剂、弱极性的溶 剂(无水丙酮溶液中取代)等。
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% )
Saytzeff规则应用
总是要生成共轭效果较好的较稳定的结构。 不饱和卤代烃要注意
Cl
NaOH
+
③活性中间体碳正离子稳定性:
碳正离子的结构:
R
+
C
R2
R1
碳正离子的稳定性:
G
C+
给电子基团 碳正离子稳定
C+
G
吸电子基团 碳正离子不稳定
SN1反应活性:叔卤烃>仲卤烃>伯卤烃>卤甲烷
④ SN1反应的立体化学:
SN1反应的特点总结如下:
①反应是分步进行的; ②是动力学上的一级反应; ③可能发生分子重排; ④产物的构型保持和转变,即取代产物部分外消旋化。 ⑤不同卤代烃发生SN1反应的活泼性顺序为:
• 例2:叔氯烷(或叔溴烷)与碘化钠的丙酮 溶液反应,因为碘离子很容易进攻氯(或溴) 的-碳原子,于是形成过渡态,使叔氯烷 (或叔溴烷)发生SN2反应。
5.3.2 消除反应
从分子中脱去一个简单分子生成不饱和键的反应称为消 除反应,用E表示。
在发生消除时,总是在位的H与X一起脱去,故又叫- 消除反应。
2-溴戊烷、3-氯戊烷、1-氯戊烷、2-甲基-2-溴丁烷
b.双分子亲核取代反应(SN2) :
SN2构型的翻转:
H H
C Br
H H
HO C
H
反应物
H 产物
瓦尔登(Walden)构型翻转。 瓦尔登构型转化是SN2反应的重要标志。
SN2反应中的空间效应:
>>>
•立体效应——碳原子上的甲基能阻碍亲核试剂的接 近,提高了反应的活化能而使反应速度降低。 •电子效应——碳原子上的氢被烷基取代后, 碳原 子上的电子云密度将增加,也不利于亲核试剂对反应 中心的接近。
烃基结构中的空间效应对SN2反应速度影响甚大。
-碳原子上的三个甲基对亲核试剂的进攻起空间阻碍作用
SN2反应的特点可总结如下: ① 一步完成 ②是动力学的二级反应; ③构型发生了完全转化。 ④不同卤代烃发生SN2反应的活泼性顺序为: 卤甲烷>伯卤代烃 > 仲卤代烃 > 叔卤代烃。
将下列各组化合物发生SN2反应的速率排序。
EtOH
消除反应和亲核取代反应往往同时发生, 是互相竞争性的反应,究竟哪种产物占主 导,取决于卤代烷的结构和反应条件。
消除反应条件:叔卤代烃 、强碱性试剂、 弱亲核试剂、弱极性溶剂、较高的温度。
亲核取代反应条件:伯卤代烃 、弱碱性试 剂、强亲核试剂、强极性溶剂、较低的温 度。
4.根据分子中卤原子数目的不同分为 单卤代烃和多卤代烃;
二、卤代烃的命名:
1、普通命名法: 结构简单的卤烃,叫做“烃基卤”。如:
CH3CH2CH2CH2Cl 正丁基氯
(CH3)3CBr 叔丁基溴
2、系统命名法:
2-甲基-4-氯戊烷
3-甲基-1-碘戊烷
2-乙基-4-氯-1-丁烯
对氯苯氯甲烷HF卤代烷烃: CH3Cl
CH2Cl2
不饱和卤代烃和卤代芳烃
1、乙烯型卤代烃: RCHCHX
Cl
2、烯丙型卤代烃:RCH CH2X CH
C2 H X
3、孤立型卤代烃:RCHCH(C 2)nHX(n ≥ 2 )
2.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
叔卤代烷
3.还可以根据不同卤原子又分为 氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃;
医用有机化学课件之卤代烃
卤代烃——烃类分子中的氢原子被卤素取代 后生成的化合物。简称卤烃。
5.1 卤代烃的分类和命名
5.1.1 卤代烃的分类
R—X
R:饱和、不饱和、芳香卤代烃 C类型:一级、二级、三级卤代烃 X种类:氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃
X数目:一卤代、二卤代、多卤代
1.根据烃基不同分为饱和卤代烃和不饱和 卤代烃
• 注意1:伯卤烷一般易发生SN2反应,但如果控制 条件,也会发生SN1反应。
• 在有机分析鉴定中,用硝酸银的乙醇溶液与伯
卤烷作用就属于SN1反应。 • 例1:伯卤烷在银或汞离子存在下,这些离子可促
使碳卤键的断裂:
络合物 • 伯卤烷在室温时反应很慢,加热后才有AgX沉淀的
产生。
• 注意2:叔卤烷一般易发生SN1反应,但如 果控制条件,也会发生SN2反应。
叔卤烃>仲卤烃>伯卤烃>卤甲烷
碳正离子重排:
CH3
CH3-C-CH-CH3 H2O
H3CBr
SN1
OH
CH3
CH3-C-CH-CH3
重排
+
CH3 C- CH CH3
+
H3C
H3C CH3
H2O -H+
CH3- C- CH- CH3
H3C CH3
将下列各组化合物按和硝酸银醇溶液反应的活性次序 排列顺序。
CC
I
Br
(Z)-1-氟-1-溴-2-碘乙烯
5.3 卤代烃的性质
亲核取代反应 消除反应
5.3.1 亲核取代反应:
1.卤代烃能与许多亲核试剂作用,生成各 种取代产物。
卤代烃的反应活性为:
键 C—H C—Cl C—Br C—I
键能 414 335
285
218
(KJ/mol )
R-I > R-Br > R-Cl
1)消除反应的活性: 3°RX > 2°RX > 1°RX
2)消除反应的方向: 扎依采夫(Sayzeff)规则——即主要产物是 生成双键碳上连接烃基最多的烯烃。
扎依采夫(Sayzeff)规则——仲或叔卤代烷 脱卤化氢时,氢原子往往是从含氢较少的-碳 原子上脱去的。
Saytzeff规则实质上是生成一个较稳定的烯烃。
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