第一章 有机化学-卤化反应
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《卤化反应 》课件
卤化反应
目 录
• 卤化反应概述 • 卤化反应机理 • 卤化反应的条件与影响因素 • 卤化反应的工业应用 • 卤化反应的安全与环保 • 卤化反应的前沿进展与展望
01
卤化反应概述
定义与分类
定义
卤化反应是指将其他元素或基团替换 为卤素（氟、氯、溴、碘）的反应。
分类
根据卤化反应中卤素的不同，可以分 为氟化、氯化、溴化和碘化等。
详细描述
亲核取代卤化反应中，亲核试剂（如醇、胺等）进攻卤代烃的碳原子，卤素原子被取代基取代。这个反应过程中 ，亲核试剂首先与卤代烃形成络合物，然后发生取代反应，生成新的碳-碳键和卤化物。
消除反应卤化
总结词
不饱和烃在加热条件下发生消除反应，同时生成碳-卤键。
详细描述
消除反应卤化中，不饱和烃在加热条件下发生消除反应，同 时生成碳-卤键。这个过程中，不饱和烃首先形成不稳定的消 除中间体，然后发生消除反应，生成新的碳-卤键和烯烃。
氟代烃的合成工艺难度较大， 且氟气具有剧毒和强腐蚀性， 因此研究和应用相对较少。
05
卤化反应的安全与环 保
卤化反应的危险性
卤化反应通常涉及高温、高压和有毒有害物质，操作不当可能导致火灾、爆炸等安 全事故。
卤化反应过程中产生的废气、废水和废渣等废弃物，如未经妥善处理，可能对环境 造成严重污染。
卤化反应过程中使用的原料和催化剂等物质，如对人体有害，可能对操作人员的健 康造成危害。
高选择性卤化反应的研究
研究高选择性卤化反应，以实现特定位置或特定结构的卤化，提高产物的纯度和 收率。
开发高选择性卤化反应的机理和动力学模型，为优化反应条件和提高产物选择性 提供理论支持。
卤化反应在绿色化学领域的应用
探索卤化反应在绿色合成中的实际应用，如药物合成、材料 制备和生物活性分子合成等。
目 录
• 卤化反应概述 • 卤化反应机理 • 卤化反应的条件与影响因素 • 卤化反应的工业应用 • 卤化反应的安全与环保 • 卤化反应的前沿进展与展望
01
卤化反应概述
定义与分类
定义
卤化反应是指将其他元素或基团替换 为卤素（氟、氯、溴、碘）的反应。
分类
根据卤化反应中卤素的不同，可以分 为氟化、氯化、溴化和碘化等。
详细描述
亲核取代卤化反应中，亲核试剂（如醇、胺等）进攻卤代烃的碳原子，卤素原子被取代基取代。这个反应过程中 ，亲核试剂首先与卤代烃形成络合物，然后发生取代反应，生成新的碳-碳键和卤化物。
消除反应卤化
总结词
不饱和烃在加热条件下发生消除反应，同时生成碳-卤键。
详细描述
消除反应卤化中，不饱和烃在加热条件下发生消除反应，同 时生成碳-卤键。这个过程中，不饱和烃首先形成不稳定的消 除中间体，然后发生消除反应，生成新的碳-卤键和烯烃。
氟代烃的合成工艺难度较大， 且氟气具有剧毒和强腐蚀性， 因此研究和应用相对较少。
05
卤化反应的安全与环 保
卤化反应的危险性
卤化反应通常涉及高温、高压和有毒有害物质，操作不当可能导致火灾、爆炸等安 全事故。
卤化反应过程中产生的废气、废水和废渣等废弃物，如未经妥善处理，可能对环境 造成严重污染。
卤化反应过程中使用的原料和催化剂等物质，如对人体有害，可能对操作人员的健 康造成危害。
高选择性卤化反应的研究
研究高选择性卤化反应，以实现特定位置或特定结构的卤化，提高产物的纯度和 收率。
开发高选择性卤化反应的机理和动力学模型，为优化反应条件和提高产物选择性 提供理论支持。
卤化反应在绿色化学领域的应用
探索卤化反应在绿色合成中的实际应用，如药物合成、材料 制备和生物活性分子合成等。
《药物合成反应》第一章卤化反应课件
特点
亲核卤化反应是一种常见的有机合成方法，具有操作简便、产物纯度高、产率 较高等优点。
常见的亲核卤化试剂
氯化氢（HCl）、溴 化氢（HBr）、碘化 氢（HI）等氢卤酸。
氯化亚砜（SOCl₂） 、溴化钠（NaBr） 、碘化钾（KI）等卤 化物。
氯气（Cl₂）、溴（ Br₂）、碘（I₂）等卤 素单质。
03
亲电卤化反应
定义与特点
总结词
亲电卤化反应是指卤素与带有部分正电荷的碳原子相 连的反应，其特点是卤素取代碳上的氢原子或取代基 。
详细描述
亲电卤化反应是一种常见的有机合成反应，其特点是 卤素（如氯、溴、碘）与有机分子中的碳原子相连， 形成新的碳-卤键。这种反应通常发生在带有部分正电 荷的碳原子上，因此被称为亲电卤化反应。在反应过 程中，卤素原子取代了碳上的氢原子或取代基，生成 新的有机化合物。亲电卤化反应是一种重要的有机合 成手段，在药物合成和其他化学领域中广泛应用。
卤化反应在药物合成中的应用
1 2
引入卤素官能团
在药物合成中，卤化反应常用于引入卤素官能团 ，如氟代、氯代等，以改变药物的理化性质和药 效。
增加药物稳定性
卤化反应可以增加药物的稳定性，如将烯醇式结 构转化为卤代烃，提高药物的化学稳定性。
3
调节药物的代谢和排泄
通过卤化反应可以调节药物的代谢和排泄，如将 羟基或氨基等代谢敏感基团替换为卤素，降低药 物的代谢速度和排泄速度。
实例
以苯酚的溴化为例，苯酚与溴在光照条件下发生自由基溴化反应，生成2-溴苯酚。在这个反应中，溴原子取代了 苯酚中的羟基氢原子，形成了一个新的碳-溴键，同时生成了一个苯氧自由基。
05
卤化反应的选择性与控制
选择性卤化反应的条件与影响因素
亲核卤化反应是一种常见的有机合成方法，具有操作简便、产物纯度高、产率 较高等优点。
常见的亲核卤化试剂
氯化氢（HCl）、溴 化氢（HBr）、碘化 氢（HI）等氢卤酸。
氯化亚砜（SOCl₂） 、溴化钠（NaBr） 、碘化钾（KI）等卤 化物。
氯气（Cl₂）、溴（ Br₂）、碘（I₂）等卤 素单质。
03
亲电卤化反应
定义与特点
总结词
亲电卤化反应是指卤素与带有部分正电荷的碳原子相 连的反应，其特点是卤素取代碳上的氢原子或取代基 。
详细描述
亲电卤化反应是一种常见的有机合成反应，其特点是 卤素（如氯、溴、碘）与有机分子中的碳原子相连， 形成新的碳-卤键。这种反应通常发生在带有部分正电 荷的碳原子上，因此被称为亲电卤化反应。在反应过 程中，卤素原子取代了碳上的氢原子或取代基，生成 新的有机化合物。亲电卤化反应是一种重要的有机合 成手段，在药物合成和其他化学领域中广泛应用。
卤化反应在药物合成中的应用
1 2
引入卤素官能团
在药物合成中，卤化反应常用于引入卤素官能团 ，如氟代、氯代等，以改变药物的理化性质和药 效。
增加药物稳定性
卤化反应可以增加药物的稳定性，如将烯醇式结 构转化为卤代烃，提高药物的化学稳定性。
3
调节药物的代谢和排泄
通过卤化反应可以调节药物的代谢和排泄，如将 羟基或氨基等代谢敏感基团替换为卤素，降低药 物的代谢速度和排泄速度。
实例
以苯酚的溴化为例，苯酚与溴在光照条件下发生自由基溴化反应，生成2-溴苯酚。在这个反应中，溴原子取代了 苯酚中的羟基氢原子，形成了一个新的碳-溴键，同时生成了一个苯氧自由基。
05
卤化反应的选择性与控制
选择性卤化反应的条件与影响因素
第一章 卤化反应
R1 R3 C C R2 R4 X (1) δ X
-
X R3 R1 C C R2 R4 X
R1 R2
X R3 C C R4 X
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。
R1 R3 C C R2 R4 X (2)
δ X
-
R2 R1
X C C X
R3 R4
立体化学问题
H H CH3 + CH3 Br2 Br H H CH3
(a)
+ Br
CH3
(b)
(a)
(b)
H Br H
CH3 Br H
H
Br
CH3
CH3
CH3 Br
CH3 H Br H Br CH3
CH3 H Br Br H CH3
四种常用的N-卤代酰胺：
N-溴（氯）代乙酰胺
O H3C C NHBr (NBA)
O H3C C NHCl (NCA)
O
O N Cl O (NCS)
N-溴（氯）代丁二酰亚胺
N Br O (NBS)
•
定位：遵循马氏规则
H Ph C CH2 NBS / H2O H Br C CH2 Ph OH
R1 H
I O I2/KI/NaHCO3 O
CH2 COOH
H C C
H Ph Br2 第二步
Br Ph
O
C
O
OH
O
四、烯烃与次卤酸（酯）及N-卤代酰胺的加成
1. 次卤酸与烯烃加成，按照马氏规则，卤素加成在双键 的取代较少的一端，生成β -卤醇。
-
X R3 R1 C C R2 R4 X
R1 R2
X R3 C C R4 X
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。
R1 R3 C C R2 R4 X (2)
δ X
-
R2 R1
X C C X
R3 R4
立体化学问题
H H CH3 + CH3 Br2 Br H H CH3
(a)
+ Br
CH3
(b)
(a)
(b)
H Br H
CH3 Br H
H
Br
CH3
CH3
CH3 Br
CH3 H Br H Br CH3
CH3 H Br Br H CH3
四种常用的N-卤代酰胺：
N-溴（氯）代乙酰胺
O H3C C NHBr (NBA)
O H3C C NHCl (NCA)
O
O N Cl O (NCS)
N-溴（氯）代丁二酰亚胺
N Br O (NBS)
•
定位：遵循马氏规则
H Ph C CH2 NBS / H2O H Br C CH2 Ph OH
R1 H
I O I2/KI/NaHCO3 O
CH2 COOH
H C C
H Ph Br2 第二步
Br Ph
O
C
O
OH
O
四、烯烃与次卤酸（酯）及N-卤代酰胺的加成
1. 次卤酸与烯烃加成，按照马氏规则，卤素加成在双键 的取代较少的一端，生成β -卤醇。
第一章：卤化反应
~70%
O CH3 SO2Cl2/CCl4 r.t.,2h
O CH3 Cl
83~85%
N
。 1.Cl3CCOCCl3/THF/－ 78 CH3 2. HCl/H2O 3. NaHCO3/H2O O O Me + CH3 Cl
Cl
90%*
9%*
碱催化机理
C C H O OH C C O X X OH 慢 (-H2O) C C O X2 快 ( -X ) C C X O
Br C R1 C O H
OAc NBS/DMSO AcOCH2 O OgluAc4 OAc Br O AcOCH2 O OgluAc4 r.t
(90%)
4、与卤化氢的加成
PhCH2 gas,HBr CH CH2 。 AcOH/ 0 , 12h PhCH2 CH CH3 Br KI/H3PO4 80。3h ,
R H
X2 高 / 温
h/过氧化物
R X
反应活性：叔C-H>仲C-H>伯C-H(C.稳定性)
Cl2/CH2Cl2
h
降冰片烷
Cl
外向型(exo) 70~95%
2、苄位、烯丙位的卤取代
X2 h 或 他 其 引 剂 发 X
(X=Cl, Br)
O h N X 或 由 自 基 引 剂 发 O
O N +X O
C C X O
酮的卤取代反应
CH3COCH2CH2CH3
Br2/KClO3/ h 。 H2O/ 40~45 6h
CH3CO CH CH2CH3 Br 53% + CH2 CO CH2CH2CH3 Br 32%
2、烯醇酯、烯胺醚的卤取代反应
CH2 C OAc H源自AcOCH2Br H NBS/diox 。 85 ,45min C O H
卤化反应课件
• 氯苯生成量最大时
Cl
72.91％
Cl
20.84 ％ Cl 6.24％
苯
4、连串卤化处理方法
• • • • • （1）控制卤化深度 （2）选择催化剂 （3）选择卤化剂 （4）调整介质的pH值或改变合成路线 （5）选择溶剂
（1）控制卤化深度
• 卤化深度可以用参加卤化反应的原料的百分数来表示 为了减少多卤化产物的产率，可以依靠降低卤化反应的深度 • 剩余的苯愈多，则从反应混合物中回收的苯量将愈多，操作费用及损耗 将增大，设备的生产能力将下降 • 可以由出口处卤化液的比重来控制卤化深度 见下表
• 催化剂的作用是使氯分子极化，或生成氯正离子。
• 无水状态下，用氯气进行氯气时，最常用的催化剂是各种 金属氯化物，如FeCl3、AlCl3等Lewis酸。 • 无水状态下或在浓硫酸介质中，用氯气进行氯气时，有时 用碘作催化剂。
• 在浓硫酸介质中，用氯气进行氯气时，硫酸起催化作用。
2、催化剂的选择
较难。 蒽醌直接接氯化制1,4,5,8—四氯蒽醌
• ③有机溶剂
水杨酸 氯化采用乙酸作溶剂；萘氯化采用四氯化碳、苯或氯苯作溶剂等
不同的有机溶剂作介质有时会对氯化速度产生影响。
萘、菲等芳烃在乙酸介质中的氯化速度比在CCl4－CH3COOH(3：1体积 比)中大的多
5、氯化重要实例
• （1）氯苯的制备 • 氯苯是制取农药、染料及其他有机合成工业产 品的重要中间体，亦可作为溶剂 • 早期多采用低温氯化工艺（35-40℃） • 现代的合成多采用沸腾氯化法（80℃） • 沸腾氯化法的优点：
卤化剂与催化剂所形成的配合物体积越大，空
间位阻越大，生成邻位异构体的比例越少。
• 苯的一氯化制氯苯----最经济的催化剂FeCl3 • 苯的二氯化制对二氯苯 • 甲苯的氯化制对氯甲苯
一卤化反应 课件
同向
反向
2021/4/21
25
(3) 卤化氢对烯烃加成，有区域选择性问题，主要取决于卤化氢 试剂、反应条件
R 1
R 4 H X
CC
R 2
R 3
HX
R 1
R 4
CC
+
XH
R 1
R 4
CC
R 2
R 3 R 2
R 3
Cl
C l
+HCl
H C l
C H 3-C H = C H 2
C H 2-C H C H 3
攻C+，生成-卤代醇或酯
15
(7) 用过硫酸氢钾(oxone，2KHSO5.KHSO4.K2SO4)：与NaCl或NaBr能迅 速释放出氯或溴，较易对,-不饱和酮进卤加成反应，生成二卤化物，若 继续脱一分子卤化氢，可制备-卤代- ,-不饱和酮。
N aX /oxone
XX
H 3C (H 2C )6H CC H 2
无机碘化物/磷酸；
KI/H 3PO 4 80oC , 3h
I (90% )
浓的卤化氢水溶液；
反应困难时，Lewis酸催化；
封管加热
2021/4/21
23
(2) 卤化氢对烯烃加成，有立体选择性问题(同向或反向)，主要 取决于烯烃的结构、卤化氢试剂、反应条件(溶剂、温度等)
不同烯烃的加成有不同的立体化学性质
烯烃与氯化氢加成时遵循马氏 规则
HBr加成时有反马氏规则
Ph-CH=CH2
HBr
Ph--C-CH3 Br
马氏规则
HBr
Ph-CH2CH2Br
H2O2或光照
反马氏规则
自由基加成机理
2021/4/21
反向
2021/4/21
25
(3) 卤化氢对烯烃加成，有区域选择性问题，主要取决于卤化氢 试剂、反应条件
R 1
R 4 H X
CC
R 2
R 3
HX
R 1
R 4
CC
+
XH
R 1
R 4
CC
R 2
R 3 R 2
R 3
Cl
C l
+HCl
H C l
C H 3-C H = C H 2
C H 2-C H C H 3
攻C+，生成-卤代醇或酯
15
(7) 用过硫酸氢钾(oxone，2KHSO5.KHSO4.K2SO4)：与NaCl或NaBr能迅 速释放出氯或溴，较易对,-不饱和酮进卤加成反应，生成二卤化物，若 继续脱一分子卤化氢，可制备-卤代- ,-不饱和酮。
N aX /oxone
XX
H 3C (H 2C )6H CC H 2
无机碘化物/磷酸；
KI/H 3PO 4 80oC , 3h
I (90% )
浓的卤化氢水溶液；
反应困难时，Lewis酸催化；
封管加热
2021/4/21
23
(2) 卤化氢对烯烃加成，有立体选择性问题(同向或反向)，主要 取决于烯烃的结构、卤化氢试剂、反应条件(溶剂、温度等)
不同烯烃的加成有不同的立体化学性质
烯烃与氯化氢加成时遵循马氏 规则
HBr加成时有反马氏规则
Ph-CH=CH2
HBr
Ph--C-CH3 Br
马氏规则
HBr
Ph-CH2CH2Br
H2O2或光照
反马氏规则
自由基加成机理
2021/4/21
第一章卤化反应
R1 C R2 X
转1800C
R3 C X R4
• ③位阻的影响
• 无位阻，机会均等，形成外消旋混合物； • 有位阻：
Me C16H30 Br2/AcOH AcONa/Et2O HO
Me HO H Br
Me C16H30 Br HO H Br
(84~85%)
对于环烯、桥卤正离子在位阻小的一面形成：
2X .
CH2 CH CH2 + HX
CH2
CH
CH2
X2
CH2
CH
CH2 X
X
CH3 CH3
Br2 125
hν
oC,2h
CH2 Br CH2 Br
(48~53%)
（3）影响因素 ①a位亚甲基一般比a位甲基容易取代:
CH3(CH2)2 NBS (PhCO)2O2 CH2 CH CH CH3 CCl4 △ .2h Br CH3(CH2)2 CH CH CH CH3
• ②缺p芳杂环不利于卤代
• 4. 应用特点 • ①制备卤代芳烃
• • • • •
②氟代反应 反应剧烈，低温、稀释。 ③氯代反应 HOCl、CH3CO2Cl、Cl2O、S2Cl2、 O2Cl2、tBuOCl
• • • •
④溴代反应 加入I2可加速反应，因I2Br-比Br3-容易生成 其他溴化剂：NBS、HOBr、CF3CO2Br Lewis酸可加速反应
① 桥型卤正离子或离子对的过渡态形式
Q
Q R1 R3 C C R4 R2 X Q R1 R3 C C R4 R2 X Q R2 R3 C C R4 R1 X
(3)
R1 R2 R1 R2 R3 QX C C R4 R1
R3 C C R4 X
转1800C
R3 C X R4
• ③位阻的影响
• 无位阻，机会均等，形成外消旋混合物； • 有位阻：
Me C16H30 Br2/AcOH AcONa/Et2O HO
Me HO H Br
Me C16H30 Br HO H Br
(84~85%)
对于环烯、桥卤正离子在位阻小的一面形成：
2X .
CH2 CH CH2 + HX
CH2
CH
CH2
X2
CH2
CH
CH2 X
X
CH3 CH3
Br2 125
hν
oC,2h
CH2 Br CH2 Br
(48~53%)
（3）影响因素 ①a位亚甲基一般比a位甲基容易取代:
CH3(CH2)2 NBS (PhCO)2O2 CH2 CH CH CH3 CCl4 △ .2h Br CH3(CH2)2 CH CH CH CH3
• ②缺p芳杂环不利于卤代
• 4. 应用特点 • ①制备卤代芳烃
• • • • •
②氟代反应 反应剧烈，低温、稀释。 ③氯代反应 HOCl、CH3CO2Cl、Cl2O、S2Cl2、 O2Cl2、tBuOCl
• • • •
④溴代反应 加入I2可加速反应，因I2Br-比Br3-容易生成 其他溴化剂：NBS、HOBr、CF3CO2Br Lewis酸可加速反应
① 桥型卤正离子或离子对的过渡态形式
Q
Q R1 R3 C C R4 R2 X Q R1 R3 C C R4 R2 X Q R2 R3 C C R4 R1 X
(3)
R1 R2 R1 R2 R3 QX C C R4 R1
R3 C C R4 X
第一章 卤化反应
70~95%
2. 苄位、烯丙位的卤取代 苄位、
烯丙位、苄位氢原子较活泼，在较高温度及存在自由基引 发剂条件下，可用卤素、N-卤代酰胺、次卤酸酯等卤化剂于非 极性惰性溶剂中进行。 其中以N-卤代酰胺，尤其是NBS(N-溴代丁二酰亚胺)效果最 好，反应主要为三步： ①
X2 hν 或或或 引引卤 hν 或或或或 引引卤 X
R1 R2 X
R3 X R4 OH H2O R1 R2 OH R3 X R4 OH R1 R2
OH R3 X R4
4. 与卤化氢的加成
I2/KI/NaHCO3 H2O/r.t.4h
H2C H O C O I H H I H O O
88%
反应两步完成：① I2从位阻小的双键方向进攻，生成过渡态； ② 羧酸氧负离子于β方向进攻三元环发生亲核进攻生成酯。
H
H C C Ph CO2H
Br2/CHCl3 。 0 r.t.20min
Br
H
H
Cl C 2H5 Cl2/CH3CO2H C C CH3CH CH C 2H5 。 25 H H Cl
H3C
OCOCH3 Cl + CH3CH CH C2H5 + CH3CH CH C2H5 Cl OCOCH3
H
I2/AcOAg/Et2O
OAc I H
80%
2. 与N-卤代酰胺的加成 卤代酰胺的加成
Me C16H30 Br2/AcOH AcONa/Et2O HO
Me HO H Br
20-25°
Br
HO H Br M e C 16H30 Br
(84~85%)
当卤加成发生在亲核性溶剂(如H2O、ROH、RCO2H) 中时，因亲核试剂中的亲核基团也可进攻碳正离子过渡 态，故反应可得除1，2-二卤化和物外的其它产物。
2. 苄位、烯丙位的卤取代 苄位、
烯丙位、苄位氢原子较活泼，在较高温度及存在自由基引 发剂条件下，可用卤素、N-卤代酰胺、次卤酸酯等卤化剂于非 极性惰性溶剂中进行。 其中以N-卤代酰胺，尤其是NBS(N-溴代丁二酰亚胺)效果最 好，反应主要为三步： ①
X2 hν 或或或 引引卤 hν 或或或或 引引卤 X
R1 R2 X
R3 X R4 OH H2O R1 R2 OH R3 X R4 OH R1 R2
OH R3 X R4
4. 与卤化氢的加成
I2/KI/NaHCO3 H2O/r.t.4h
H2C H O C O I H H I H O O
88%
反应两步完成：① I2从位阻小的双键方向进攻，生成过渡态； ② 羧酸氧负离子于β方向进攻三元环发生亲核进攻生成酯。
H
H C C Ph CO2H
Br2/CHCl3 。 0 r.t.20min
Br
H
H
Cl C 2H5 Cl2/CH3CO2H C C CH3CH CH C 2H5 。 25 H H Cl
H3C
OCOCH3 Cl + CH3CH CH C2H5 + CH3CH CH C2H5 Cl OCOCH3
H
I2/AcOAg/Et2O
OAc I H
80%
2. 与N-卤代酰胺的加成 卤代酰胺的加成
Me C16H30 Br2/AcOH AcONa/Et2O HO
Me HO H Br
20-25°
Br
HO H Br M e C 16H30 Br
(84~85%)
当卤加成发生在亲核性溶剂(如H2O、ROH、RCO2H) 中时，因亲核试剂中的亲核基团也可进攻碳正离子过渡 态，故反应可得除1，2-二卤化和物外的其它产物。
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X
H
CH3
Cl2 /Fe
例
+
OH H2O 3Br2 OH H2O 2Br2 Br
OH Br
OH Br 2Br2/Bu-NH2 °C -70 OH Br
1molBr2 /CS2 0°C
OH Br
Br OH
OH
Br
Br
OH Br2/CS2 CH3
OH
CH3 Br
OH Br2 CH3
OH Br
CH3
NH2 NBS/DMF
O BrH2C C CH2CH2CH3 (1.5%) +
α-羰基自由基取代
O
O R' C
H C R''' Br2 R''
O
+
Br2
+ 光
O
光
Br C R''' R''
R'
C
2Br OH O + HBr Br
选择性溴化剂
O Br2 Br Br O
副反应
O Br Br
+
O
O Br
+
OH Br Br
Br
O CH3 BuH2C C
Si CH 2
Bu
OSi C C CH3
+
H Br2
-78℃
O BuH2 C C
△
O BuHC C Br
CH2 Br +
CH 3
反应机理
X C C OSi X-X C X C O- Si X C O C + XSi
例
OHC
COOEt ClSi
CHO
SiO
COOEt Br2
第一章 卤化反应
Halogenation Reaction
定义：有机化合物分子中引入卤素原子(X)的反应称卤化 反应。
用途：制备特定活性化合物
制备官能团转化的中间体
引入卤素原子作为保护基、阻断基等
定义：分子中形成C-X的反应
特点：引入卤原子可改变有机分子中的性质，同时能转化成 其它官能团。
如：制备药物中间体 糖皮质激素醋酸可的松
第二节 不饱和烃的卤加成反应
概述
1. 加卤素
C C X2 C X C X X2=Cl2, Br2
2. 卤内酯化
I O I2/KI/NaHCO3 O
CH2 COOH
3. 加卤化氢
C C HX C H C X HX=HCl, HBr, HI
4. 次卤酸，N-卤代酰胺反应
C C X2 +H2O C C + HX X2=Cl2, Br2
立体化学问题
H H
CH3 + Br2
Br H H
CH3
(a)
+ Br
CH3
CH3
(b)
(a)
(b)
H Br H
CH3 Br H
H
Br
CH3
CH3
CH3 Br
CH3 H Br H Br CH3
CH3 H Br Br H CH3
H Cl Cl2
H Cl Cl
+
H
H Cl
与 Cl2加 成 产 物 同 向 加 成 ,因 为 Cl不 易 形 成 桥 环 H Br H H Br H Br Br Br2
O
H
Br Ph
C
O
OH
三、不饱和烃和次卤酸（酯），N-卤代酰胺的反应 机理
R1 R3 R1 OH R3 R4 R1 OH R3
C
R2
C
R4
C
R2 Cl--OH Br--OH
R
C
X R2
C
C
X R4
X-OH
HClO HBrO
R
实例
R OH Cl
HOCl Cl
+
OH
Ar-CH CH2
HClO水 中
收率较低 OH -
H
B(OH)2
I
90%
第三节 烃类的卤代反应
一、脂肪烃的卤取代反应
C2H6
BrC2H5 BrCH2CH2Br Br2CHCH2Br
CH4
炔
Ar C
CH3Cl(g) CH2Cl2 CHCl3 CCl4
CH I2/NaOH Ar - HI C CI
Ar
C I
CH I
烯丙位 CH2=CH-CH3
NBS
CH2=CH-CH2Br
CH2-C CH t-BuOCl O H 3C C CH2Cl
OH H3C C CHCl
t-BuOCl Ar C CH
O Ar C CH2Cl
四、卤化氢对不饱和烃的加成反应
1 HX对烯烃的加成
R1 C R2 C R3 R4 HX R1 R2
Cl
+
H C
X C
R4 R3
+
R1 R2
X C
H C
R4 R3
AcOH 20～25℃
Br N NH2
NH2 I2/Hg(OAc)2
NH2 I
NO2
NO2
第四节 羰基化合物的卤代反应
一、醛酮α-位氢的卤代反应 1 酮α-H 卤代反应
O2N O Br2 C-CH3 O2N O C-CH2Br
+
HBr
氯霉素的制备
O CH3 Br2
O
Br CH3
O Cl S Cl Cl O S Cl
ｘｘ
② 正向
c + ｘ
+
R3
c - ｘ R4 R2 ｘ
c
c
R2
c
4 R ｘｘ
Ar H
H C C CH3
Br2
Ar C H C
H Br CH3
Ar C H Br C Br
H CH3
比较下面六个化合物的活性 CH2=CH2 (CH3)2C=C(CH3)2 (CH3)2C=CH2 CH3CH=CH2 HOOCCHCHCOOH CH2=CHCN
CH3 C O OH
I2/CaO CH3OH/CaCl 2
O CH2 OCCH3 C O OH
CH2 I C O OH
O
O
CH 3COOK DMF
O
制备具有不同生理活性的含卤素的有机药物
H H2N C OH NHCOCHCl2 C H CH2OH
NH N
O F COOH
氯霉素
诺氟沙星
C2H5
反应类型:
NH2
Br
NO2 NO2 Br2/Fe Br CF3SO2OCl NO2 H Cl KF NO2 F Cl NH2
CH3 NO2
O
CH3 N Br Br
浓 H2SO4
O NO2 H N
+
COOH
Br N O N H
O COOH
+
N Br N H O
O
Br2/H2SO4 △
Br N
N
Br2 N NH2
苄位
Ar-CH3
NBS
Ar-CH2Br
O
机理（自由基)
N
O X
h or过 氧 化 物
N
+
X
O
O NX O CH2-CH=CH2-R+ HX
O
CH3-CH=CH-R + X
XCH2-CH=CH-R
例
CH3(CH2)3CH=CH-CH3
NBS/(PhCO)2O2 CCl4/△ , 2h
CH3-(CH2)2-CH-CH C CH3 H Br
C OCl
(有 机 溶 剂 中 )
AcOH
Ar-CH-CH2 70%
OH Cl
Ar-CH - CH2 Cl
+
t-BuOCl/ROH
Cl EtO
O
ROH EtO
O
Cl
OR
EtO
O
HO Br ROH O O O Br
Ph-CH=CH2
NBA
Ph-CH - CH2 OH Br
NBS
英文名称：N-Bromosuccinimide 别名：N-溴代琥珀酰亚胺。 结构式： NCS NBA NCA
H C
CH3
NBS NCS
C H
CHBr
/
C H
CH 2Cl
CHCl
CH3 NBS NCS
CH 2Br
CH2 CH2CH3 NBS
Br CHCH2CH 3
N
NBS NCS CH3
+
N CH2Cl N CH2Br
CH2CH2COOH NBS
Br CHCH2COOH
合成脂肪族羧酸
Ar-CH3
3Br2
亲电加成 亲电取代 亲核取代 自由基反应（取代，加成）
不饱和烃的卤加成反应 卤取代反应 卤置换反应 卤化反应中的重排
第二节 不饱和烃的卤加成反应
和卤素的加成反应
和次卤酸(酯)的加成反应
和N-卤代酰胺的加成反应 和卤化氢的加成反应 和硼烷的加成反应及卤解
BH3 CH3-CH=CH2 (CH3-CH2-CH2)3B Br2/CH3ONa 反马氏产物
O BH O
CH3CH2CH2Br
C6H13 C H C
H
O B O
C6H13C CH 70 ℃,2h
H2O 25 ℃,2h
C6H13 C H C
H
I2/NaOH/H2O Et2O/0℃
C6H13 C H C