5第五章 卤代烃解析
合集下载
高中有机化学——卤代烃PPT讲解
练习
1、下列物质与NaOH醇溶液共热可制得烯烃
的是：
√ A.C6H5CH2Cl
B. (CH3) 3CBr
√C. CH3CHBr CH3 D. CH3 Cl
2、写出由CH2BrCH2Br与NaOH醇溶液共热的
反应方程式
NaOH、△
CH2BrCH2Br
CH≡CH+2HBr
CH3CH2OH
3.以CH3CH2Br 为主要原料制备CH2BrCH2Br
某些卤代烃可用作有机溶剂。多卤代烷及 多卤代烯对油污有很强的溶解能力，可用 作干洗剂（如四氯乙烯）。
· ②纯净卤代烃均无色。一卤代烷有特殊的 气味，其蒸汽有毒。
· ③卤代烷的沸点随分子中碳原子数的增加 而升高。
碳原子数相同的卤代烷，沸点则是： RI>RBr>RCl>RF。在异构体中，支链越多，沸 点越低。由于碳卤键有一定的极性，故卤代烃 的沸点比相应的烃高。
<2>写出下列卤代烃能发生消去反应的有机产
物的结构简式
A.CH3Cl B.CH3CHBrCH3 C.CH3C(CH3)2CH2I
D. Cl E.CH3CH2CHCH3
G.CH2BrCH2Br
Br
F. Br Br
H.CH3CH2CH2－C－CH3 CH2CH3
四.卤代烃在有机合成中的桥梁作用
饱和烃
不饱和烃
氨基（—NH2）、碳碳双键（C=C）、 碳碳三键（C≡C）等。
二、卤代烃 1.定义: 根据所学知识给出卤代烃的定义
烃分子中的氢原子被卤素原子取 代后所生成的化合物。
2.通式: R-X
卤代烃官能团：—X （包括-Ｆ -Cl -Br -Ｉ）
饱和一卤代烃 CnH2n+1X
第五章 卤代烃
攻的机率相等，因此产物外消旋化。但是，在多数
SN1反应中，构型转化产物的比例往往大于构型保持 产物的比例，即生成的取代产物部分外消旋化。
例如：（R）-（-）-2-溴辛烷在含水的乙醇中 进行水解反应
H CH3
C
Br + H2O C2H5OH HO
H
H
CH3
CH3
C
+
C
OH
CH3(CH2)5
CH3(CH2)5 CH3(CH2)5
消除反应的取向
伯卤代烃的消除反应只有一种方式， 而仲、叔卤代烷可能有多种方式。
例如：
CH3—CH2—C| H—CH3
KOH 乙醇
Br
2-溴丁烷
CH3CH—CHCH3 + CH3CH2CH—CH2
2-丁烯
1-丁烯
（81%）
（19%）
C| H3 CH3CH2—C| —CH3
KOH 乙醇
Br
2-甲基-2-溴丁烷
例如：Grignard试剂与二氧化碳加成可以 得到比原来卤代烃多一个碳原子的羧酸：
RMgX + CO2 低温 RCOOMgX H2O/H+ RCOOH + Mg(OH)X
第四节 不同类型卤代烯烃的活泼性
烃基中含有双键的卤代烃发生亲核取代反 应的活泼性取决于卤素与双键的相对位置。
✓根据卤素与双键的相对位置分为以下三类：
1、决定反应速度的步骤为单分子反应； 2、反应是分步进行的； 3、有活泼中间体碳正离子生成 ； 4、取代产物部分外消旋化 。
（2）双分子亲核取代反应（SN2）
H2O
CH3Br + NaOH
CH3OH + NaBr
卤代烃PPT课件
三
种
表 示
(2).结构式
形
式
(3).结构简式
H HH | |I H—C—C---C—Br ||I H HH
CH3CH2CH2Br
官能团：-Br
2.化学性质
官能团决定化合物的化学特性，由于溴原子吸引电 子能力强，C—Br键易断裂，使溴原子易被取代，也易 被消去。所以由于官能团－Br的作用，1-溴丙烷的化学 性质比丙烷活泼，能发生许多化学反应。
(3)溶解性：均难溶于水,易溶于有机溶剂；某些卤
代烃本身是很好的有机溶剂。 (4)密度:一氯代烷密度随C↗而↘且小于1,一溴代烷 密度大于1
小试身手
1、不溶于水且比水轻的一组液体是( A )
A.苯、 一氯丙烷， B.溴苯 、四氯化碳
C.溴乙烷 、氯乙烷， D.硝基苯 、一氯丙烷
2、下列有机物中沸点最高的是（ D ）,密度最
特别强调：在卤代烃分子中，若与卤素原子
相连的碳原子邻位碳上没有氢原子，或卤原子 相连的碳原子没有邻位碳时，就不能发生消去 反应。如：CH3Cl、(CH3)3CCH2Cl等。
能消去反应的条件：与卤素原子相连
的碳原子邻位碳上必须有氢原子
例1、下列物质中不能发生消去反应的是
( B ）CH3
① CH3 CH CH
一卤代烃
二卤代烃
多卤代烃
（3）、根据分子中烃基结构不同可分为 卤代烷烃、卤代烯烃和卤代芳香烃
CH3 CH2-X 卤代烃烷烃
CH2 CH-X
卤代烯烃
X 卤代芳香烃
3.卤代烃的物理性质
(1)状态:一卤代烃除CH3Cl 、CH3CH2Cl、 CH2=CHCl为气态，其余为大多为液体或固体。 (2) 沸点:①大于同碳个数的烃② C↗沸点↗③ C相 同，支链越多，沸点越低。
第5章卤代烃
CH4
+ 4 Cl2 350 - 400
0
C
CCl4
+ 4
HCl
O
Br
+
CH3
NBr
(NBS) O CH2Cl
+
Cl2
500~530 0C
Organic
Chemistry
有
7.3.2不饱和烃制备 不饱和烃制备 与卤化氢或卤素加成
机
CH2=CH2 CH CH
+ +
化
Br2 HCl HgCl2
学
CH2Br
叔卤代烃 > 仲卤代烃 > 伯卤代烃
Organic
Chemistry
有
7.5.2消除反应 消除反应
机
化
学
消除反应：有机分子中脱去一个简单分子的反应。 消除反应：有机分子中脱去一个简单分子的反应。
R CH CH2 KOH EtOH R CH CH2
例如： 例如：
CH3CH2CH2CHCH3 Br
H
KOH EtOH
Organic
Chemistry
有
机
化
学
7.4 卤代烷的物理性质 室温下，氟甲烷、氯甲烷、溴甲烷、氟乙烷、氯乙烷、 室温下 ，氟甲烷 、 氯甲烷 、 溴甲烷 、 氟乙烷 、 氯乙烷、 氟丙烷是气体，其余为液体。 氟丙烷是气体 ， 其余为液体 。 卤代烷在铜丝上燃烧时 产生绿色火焰。 产生绿色火焰。 沸点高于相应的烷烃. 沸点高于相应的烷烃. 烃基相同的卤代烃的沸点： 烃基相同的卤代烃的沸点： 碘代烃>溴代烃>氯代烃>氟代烃， 碘代烃>溴代烃>氯代烃>氟代烃， 异构体中，支链越多，沸点越低。 异构体中，支链越多，沸点越低。
+ 4 Cl2 350 - 400
0
C
CCl4
+ 4
HCl
O
Br
+
CH3
NBr
(NBS) O CH2Cl
+
Cl2
500~530 0C
Organic
Chemistry
有
7.3.2不饱和烃制备 不饱和烃制备 与卤化氢或卤素加成
机
CH2=CH2 CH CH
+ +
化
Br2 HCl HgCl2
学
CH2Br
叔卤代烃 > 仲卤代烃 > 伯卤代烃
Organic
Chemistry
有
7.5.2消除反应 消除反应
机
化
学
消除反应：有机分子中脱去一个简单分子的反应。 消除反应：有机分子中脱去一个简单分子的反应。
R CH CH2 KOH EtOH R CH CH2
例如： 例如：
CH3CH2CH2CHCH3 Br
H
KOH EtOH
Organic
Chemistry
有
机
化
学
7.4 卤代烷的物理性质 室温下，氟甲烷、氯甲烷、溴甲烷、氟乙烷、氯乙烷、 室温下 ，氟甲烷 、 氯甲烷 、 溴甲烷 、 氟乙烷 、 氯乙烷、 氟丙烷是气体，其余为液体。 氟丙烷是气体 ， 其余为液体 。 卤代烷在铜丝上燃烧时 产生绿色火焰。 产生绿色火焰。 沸点高于相应的烷烃. 沸点高于相应的烷烃. 烃基相同的卤代烃的沸点： 烃基相同的卤代烃的沸点： 碘代烃>溴代烃>氯代烃>氟代烃， 碘代烃>溴代烃>氯代烃>氟代烃， 异构体中，支链越多，沸点越低。 异构体中，支链越多，沸点越低。
人教版高中化学选修五-《卤代烃》课件
催化剂 △
1、烷烃、芳香烃等和卤素单质的取代反应
＋Br2
－Br
FeBr3
＋HBr
2、烯烃、炔烃等和卤素单质、卤化氢的加成反应
CH2＝CH2 + Br2 CH2Br－CH2Br
【阅读】课本第40页第1~2段 [阅读提纲] 1、什么是卤代烃？ 2、卤代烃可以怎样分类？ 3、卤代烃的物理性质如何？
问题讨论：
先加稀硝酸以中和过量的NaOH，否则AgNO3会与NaOH作用生成棕黑色的Ag2O沉淀，而不能观察到淡黄色的AgBr沉淀。
不可以，稀硫酸或稀盐酸都能与AgNO3反应，生成白色沉淀，难以判断是否有淡黄色的AgBr沉淀生成。
2、用何种波谱的方法可以方便地检验出溴乙烷的取代反应中有乙醇生成？
卤代烃广泛应用于化工生产、药物生产及日常生活中。
知识的应用和创新
2、如何利用溴乙烷制备 ？
CH2—CH2
—
—
OH
OH
1、试写出下列化合物消去溴化氢后可得到的产物的结构简式。
—
—
CH3
Br
CH3CH2CH2—C—CH2CH3
知识的应用和创新
1、试写出下列化合物消去溴化氢后可得到的产物的结构简式（暂不考虑顺反异构）。
一、卤代烃定义：
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物叫卤代烃。
二、卤代烃分类：
卤代烃的种类很多，根据分子里所含卤素原子的不同，分为氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃，可用R－X（X＝卤素）表示。
常温下，卤代烃中除少数为气体外，多数为液体或固体。卤代烃不溶于水，可溶于大多数有机溶剂。某些卤代烃本身是很好的有机溶剂。
——水解反应
溴乙烷可以与NaOH水溶液发生取代反应，羟基取代溴原子生成乙醇。
1、烷烃、芳香烃等和卤素单质的取代反应
＋Br2
－Br
FeBr3
＋HBr
2、烯烃、炔烃等和卤素单质、卤化氢的加成反应
CH2＝CH2 + Br2 CH2Br－CH2Br
【阅读】课本第40页第1~2段 [阅读提纲] 1、什么是卤代烃？ 2、卤代烃可以怎样分类？ 3、卤代烃的物理性质如何？
问题讨论：
先加稀硝酸以中和过量的NaOH，否则AgNO3会与NaOH作用生成棕黑色的Ag2O沉淀，而不能观察到淡黄色的AgBr沉淀。
不可以，稀硫酸或稀盐酸都能与AgNO3反应，生成白色沉淀，难以判断是否有淡黄色的AgBr沉淀生成。
2、用何种波谱的方法可以方便地检验出溴乙烷的取代反应中有乙醇生成？
卤代烃广泛应用于化工生产、药物生产及日常生活中。
知识的应用和创新
2、如何利用溴乙烷制备 ？
CH2—CH2
—
—
OH
OH
1、试写出下列化合物消去溴化氢后可得到的产物的结构简式。
—
—
CH3
Br
CH3CH2CH2—C—CH2CH3
知识的应用和创新
1、试写出下列化合物消去溴化氢后可得到的产物的结构简式（暂不考虑顺反异构）。
一、卤代烃定义：
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物叫卤代烃。
二、卤代烃分类：
卤代烃的种类很多，根据分子里所含卤素原子的不同，分为氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃，可用R－X（X＝卤素）表示。
常温下，卤代烃中除少数为气体外，多数为液体或固体。卤代烃不溶于水，可溶于大多数有机溶剂。某些卤代烃本身是很好的有机溶剂。
——水解反应
溴乙烷可以与NaOH水溶液发生取代反应，羟基取代溴原子生成乙醇。
大学有机化学第五章卤代烃PPT课件
思考题
思考题3：卤代烃的应用 举例说明卤代烃在日常生活和工业生产中的应用。
THANKS
感谢观看
02
卤代烃的结构与性质
结构
卤素取代烃基
卤代烃是烃分子中的氢原子被卤素取 代后的化合物，一般用R-X表示，其 中R是烃基，X是卤素原子。
碳卤键
碳卤键是卤代烃分子中碳原子和卤素 原子之间的共价键，键能较高，稳定 性好。
物理性质
状态
随着分子中碳原子数的增加，卤代烃由气态逐渐变为液态，最后变为固态。
溶解性
氧化还原反应
卤代烃可被氧化成酮、醇或醛，也可被还原成烃或醚。
04
卤代烃的应用与实例பைடு நூலகம்
应用领域
药物合成
卤代烃在药物合成中常作为重要的中间 体，用于合成多种药物，如抗生素、抗
癌药物等。
工业溶剂
卤代烃如四氯化碳、氯仿等常作为工 业溶剂，用于清洗、稀释和萃取等。
农业化学品
卤代烃在农业中用作杀虫剂、除草剂 和植物生长调节剂等，如2,4-D等。
分为饱和卤代烃、不饱和卤代烃和芳 香族卤代烃。
卤代烃的命名
选择主链
选择最长的碳链作为主链，并标明其碳原子 数。
编号
从靠近卤素原子的碳原子开始编号，并标明 其他取代基的位置。
取代基
按照次序规则，列出其他取代基的名称和位 置。
系统命名法
采用国际通用的IUPAC系统命名法，遵循“ 取代基在前，数字在后”的原则。
大学有机化学第五章卤代 烃ppt课件
• 卤代烃的分类与命名 • 卤代烃的结构与性质 • 卤代烃的合成与反应机理 • 卤代烃的应用与实例 • 习题与思考题
01
卤代烃的分类与命名
卤代烃的分类
《有机化学》05 卤代烃
2RLi + CuI 无水乙醚 R2CuLi + Li I
二烷基铜锂
用途：制备复杂结构的烷烃（科里豪斯反应）
R2CuLi + R′X
R R′+ RCu + LiX
R可是1°、2°、3 ° R′X最好是1° 也可是不活泼的卤代烃如 RCH=CHX
§1.4 亲核取代反应历程
1.单分子反应历程（SN1）— 叔卤代烷水解
外消旋体
OH
+ H2O OH- (SN1历 程）
+
CH3
CH3
CH3 OH
2.双分子反应历程（SN2）— 伯卤代烷水解
一步完成（新键的形成和旧键的断裂同步进行）， 无中间体生成，经过一个不稳定的“过渡态”。
RCH2Br + OH -
H
HO + H C B r H
RCH2OH + Br-
H
δ
δ
HO…C …B r
两步反应（SN1反应是分两步完成） 第一步：
第二步：
反应的第一步是卤代烃电离生成活性中间体碳正离 子，碳正离子再与碱进行第二步反应生成产物。故 SN1反应中有活性中间体——碳正离子生成。
水也可作为亲核试剂作用
水解反应速率取决于第一步，仅与反应物卤代烷 的浓度有关，而与亲核试剂的浓度无关，所以称为 单分子亲核取代反应（SN1反应）。
Nu C + L -
如：
CH3
Cl + H2O
OH- (SN2历 程）
CH3 OH
3. SN1与 SN2反应的竞争
小
SN1
大
CH3X RCH2X R2CHX R3CX
大
小
有机化学课件--第五章 卤代烃
第一部分
一.
卤代烷（本章重点）
卤代烷类型和命名
R X （ X = F, Cl, Br, I）
1. 卤代烷通式：
R Cl , R Br ,
R
I
R F
性质接近 通常总称卤代烷
性质特殊 氟代烷
2. 卤代烷的类型
一卤代
二卤代
R
多卤代
R RCH2 X R CH X R
C R
X
伯（一级）卤代烷
仲（二级）卤代烷
H3CH2C
C H
H3CH2C
HC H
CH2
1, 2H 迁移
迁移动力：生成更稳定的正碳离子
其它形式的碳正离子的重排
CH3 H3CH2C C H CH2
~H
H3CH2C
CH3 C CH2 H
1, 2H 迁移
CH3 H3 C C CH3 CHCH3
~ CH3
CH3 H3 C C CHCH3 CH3
CH3 H3C Br
o
空间位阻效应 电子效应
R OH + Br
CH3
>
H3C
CH2
Br
>
H3C
CH Br
>
H3C
C CH3
Br
相对 速率 100
7.99
0.22
~0
Acetone（丙酮） R Br + NaI
SN1 机理：单分子取代，二步机理 反应速率 ＝ k[RX] 手性底物反应发生消旋化
5. 碳正离子（Carbocation, Carbonium ion）
碳正离子：一类碳上只带有六个电子的活泼中间体
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
CHCH2CH3
19%
KOH—C2H5OH △
CH3 CH3CH C
71%
CH3 C CH2
29%
CH3 + CH3CH2
（三）与金属反应
ard试剂 （格氏试剂）
格氏试剂化学性质非常活泼，能和多种化合 物作用生成烃、醇、醛、酮、羧酸等物质。
RMgX + CO2
② 试剂的亲核性强（如CN－）有利于取代 反应，试剂的碱性强而亲核性弱（如叔丁醇钾） 有利于消除反应。 ③ 溶剂的极性强有利于取代反应。 ④ 反应的温度升高有利于消除反应 。
CH3CHCH2CH3 Br
CH3 CH3CH2 C Br CH3
KOH—C2H5OH △
CH3CH
CHCH3 + CH2
81%
R CH H CH2 X
+ 取代反应 消除反应
三．卤代烷烃的物理性质（自学）
四．卤代烷烃的化学性质
(一)亲核取代反应 （二）消除反应 （三）与金属反应
（一）亲核取代反应
Nu : + R
-
+
CH2
X
R
CH2
Nu
+X:
-
取代产物 离去基团
提供电子与α-碳原子形成新的共价键的试剂称亲 核试剂。如：Nu- = -OH, -CN, -RO, -NH2等。由亲
CH3 CH CH2 CH CH2 CH3 CH3 Br
2－甲基－4－溴己烷
CH2Cl CH3CH2 CHCH2CH3
CH3 Cl CH3CHCH2CHCH3
2－乙基－1－氯丁烷
2－甲基－4－氯戊烷
CH3CH2CH CHCH3 Cl Br
3－氯－2－溴戊烷
Br
1－氯－4－溴环已烷
Cl
3.俗名或商品名
CHCl3
CCl4
多卤代烃
按烃基的类型，卤代烃可分为卤代烷 烃、卤代烯烃、卤代炔烃和卤代芳烃。
R CH2 X
卤代烷烃
R CH CH X
卤代烯烃
X
R C C X
卤代炔烃
卤代芳烃
第一节
卤代烷烃
一、卤代烷烃的分类和命名
根据分子中卤原子相连的碳原子的类型，卤 代烷可分为伯卤代烷、仲卤代烷和叔卤代烷。
RCH2X
CH3 CH3 C CH3 Br
慢
CH3 CH3 δ+ C CH3 δBr CH3
CH3 C
+
+
Br
CH3
过渡态1
CH3 CH3 C
+
碳正离子
CH3 δOH CH3 C CH3 OH
CH3 + OH 快 CH3 δ+ C CH3
CH3
过渡态2
反应速度仅与叔丁基溴的浓度成正比，与亲核试剂OH－ 的浓度无关，称为SN1反应。
R
X + NH3
ROH
R
NH2 + HX
产物具有亲核性，生成各种取代的胺以及季 铵盐。
RX RX RX
+
RNH2
ROH
R2NH
ROH
R3N
ROH
R4N X
-
使用大过量的氨，可以得到伯胺（RNH2）
4、被氰基取代——增长碳链的方法之
一
R
R
X + NaCN
CN + H2O
ROH Δ
H+ Δ
R
CN + NaX
RCOOH
R CN + H2
Ni
R CH2 NH2
5. 与炔钠反应 伯卤代烷与炔钠反应生成炔烃，此 反应可用于制备炔烃。
RX + R'C CNa R'C CR + NaX
6. 与硝酸银反应 卤代烷与硝酸银的醇溶液作用，卤 原子被硝酸根取代生成硝酸酯，同时产生卤化银沉淀。 此反应可用于卤代烷的定性鉴定。
第五章 卤代烃
卤代烃是指烃分子中的氢原子被卤原子取代后的化 合物，简称卤代烃。卤原子是卤代烃的官能团，通常为 氯原子、溴原子和碘原子。 分类 按卤原子的种类，卤代烃可分为氟代烃、氯代烃、 溴代烃和碘代烃； 按卤原子的数目，卤代烃可分为一卤代烃、二卤代 烃和多卤代烃；
CH3Cl
一卤代烃
CH2Cl2
二卤代烃
SN1反应历程中的能量变化
SN1历程反应的活性次序
R X + AgNO3 ROH R ONO2 + AgX
卤代烷的反应活性次序为： 叔卤代烷＞仲卤代烷＞伯卤代烷
（二）消除反应
卤代烷在KOH或NaOH等强碱的醇溶 液中加热，分子中脱去一分子卤化氢生成 烯烃的反应叫做消除反应。
β
R CH CH2 + NaOH H X
α
C2H5OH △
R CH CH2 + NaX + H2O
无 水 乙醚
RCOOMgX
H2O + H
RCOOH
格氏试剂能与许多含活泼氢的物质作用
RMgX + HY RH + Mg X Y
( Y＝－OH 、－OR 、－X 、－NH2 、－C≡CR 等) 制备格氏试剂时必须避免与水、醇、酸、氨 等物质接触。
五. 卤代烷的亲核取代反应历程
单分子亲核取代SN1 双分子亲核取代SN2 （一）单分子亲核取代反应历程—SN1 叔丁基溴在氢氧化钠水溶液中的水解反应速度仅 与叔丁基溴的浓度成正比，与亲核试剂OH－的浓度无 关，在动力学上属于一级反应。 υ = k [ (CH3)3 CBr ] 反应分两步完成，第一步是C-Br键断裂生成正碳离子 和溴负离子，第二步是正碳离子和OH－结合生成醇。
核试剂进攻而引起的取代反应叫做亲核取代反应。
1、被羟基取代（卤代烷的水解）
R X + NaOH H2O Δ R OH + NaX
2、被烷氧基取代（卤代烷的醇解）
R X + NaOR' ROH R OR' + NaX
合成混合醚的重要方法，称为Williamson 合成法。
3、被氨基取代（卤代烷的氨（胺）解）
Cl CHCl 3 CHI 3 CCl 2F2 Cl Cl
氯仿
Cl Cl Cl
碘仿 氟利昂－1，2 六六六（林丹）
二、卤代烷烃的结构
X原子电负性大于C原子，C—X键是极性共价键， 在极性试剂作用下，C—X键易发生异裂。当亲核试剂 进攻α-C时，X带着一对电子离去，进攻试剂与α-C结合 形成新的共价键，从而发生取代反应。由于X原子的-I 效应，卤代烷β位上C—H键的极性增大，即β-H的酸性 增强，在强碱性试剂作用下，易脱去β-H和卤原子，发 生消除反应。
伯卤代烷
R2CHX
R3CX
仲卤代烷 叔卤代烷
命名
1.普通命名法 根据卤原子连接的烷基，称为“某基卤” 或“卤（代）某烷”。
CH3Cl
甲基氯 （氯甲烷）
CH 3CH2Br
乙基溴 （溴乙烷）
C(CH 3)3Cl
Br
叔丁基氯 环已基溴 （氯代叔丁烷） （溴代环已烷）
2.系统命名法
选择含有卤原子最长的碳链作为主链，称为 “某烷”；从靠近支链的一端给主链编号，把支 链的位次和名称写在母体名称前，并按次序规则 将较优基团排列在后。