苯的卤代反应 PPT
苯的卤化反应
苯的卤化反应
苯与卤素（主要是Cl2或Br2）在Lewis酸如三氯化铁、三氯化铝等的催化作用下，反应生成卤苯，此反应称为卤化反应（halogenating reaction）。
也可以用铁粉代替三卤化铁，这是因为铁粉与Cl2或Br2反应生成FeCl3或FeBr3，然后催化反应进行。
对于不同的卤素，与苯环发生取代反应的活性次序是：氟>氯>溴>碘。
由于氟过于活泼，与苯直接反应将使苯环断裂。
苯与二氟化氙在氟化氢催化下，可生成氟代苯。
碘与苯的反应不仅较慢，同时生成的碘化氢是还原剂，从而使反应成为可逆反应，且以逆反应为主。
适当提高反应温度，卤苯可继续与卤素作用，生成二卤代苯，产物主要是邻位和对位取代物。
烷基苯与卤素在相近的条件下作用，反应比苯更容易，也主要得到邻位和对位取代物。
A. 反应机理
苯与卤素如无催化剂作用时，它们之间的取代反应难以进行。
所以，简单地将苯与溴的四氯化碳溶液混合，二者很难发生反应。
而在催化剂如：FeX2、AlCl3等Lewis酸作用下，苯可以很快与氯或溴反应，生成氯苯或溴苯。
催化剂在其中起到的作用是促使氯或溴分子的异裂，产生强的亲
电试剂，然后亲电试剂再与苯发生取代反应。
以溴与苯在FeBr2催化下的反应为例，介绍苯的卤化反应机理。
B.反应实例。
6-1苯
• 当p电子数 = 4n（n≥ 1）时，p电子除了填满成键轨道外，
还有两个在非成键轨道上，这时，环多烯烃的能量反而比 相应的直链多烯烃高。
芳香性和芳香族化合物的判据：
（1）化学性质： 难氧化、难加成、难还原、易亲电取代
（2）热力学稳定性——非常稳定，具有较高的共轭能
（3）结构上同时满足三点： a. 具有环闭的共轭体系 b.共轭体系中所有的原子共平面，平面的上下两侧有环状离 域的π电子云 C.组成π电子云的p电子数必须符合4n+2规则 结论： 当单环体系中π电子数目为4n+2时，环具有芳香性，热力学稳定性好； 当单环体系中π电子数目为4n时，环具有反芳香性，热力学稳定性差。
酮与AlCl3络合， 消耗1eqv. AlCl3
（3）烷基化反应不易停留在一元阶段，通常在反应中有多烷基苯生成。
（4）苯环上已有–NO2、-SO3H、-COOH、-COR等取代基时，烷基化反应不再 发生。
（5）烷基化试剂也可是烯烃或醇。
苯环烷基化其它方法
问题：正碳离子的产生途径还有那些？
•由烯烃
R C R C
R R H+ OH
H
+
R C R R OH2
磺化反应及苯磺酸衍生物的重要性
亲油端
NaOH C12H25 SO3H C12H25 SO3Na
• 合成苯磺酸衍生物
C12H25 H2SO4 (浓)
亲水端
合成洗涤剂
H3C H2SO4 (浓) H3C SO3H
(有机强酸，固体）
TsOH，对甲基苯磺酸
• 由磺酸转化为其它衍生物
Ar SO3H POCl3 Ar SO2Cl
与烯烃相比 较，苯环性
苯取代反应的化学方程式
苯取代反应的化学方程式苯是一种含有六个碳原子的芳香烃，具有特殊的稳定性和反应性。
苯取代反应是指在苯分子上引入不同的取代基，从而改变苯分子的性质和化学活性。
在苯环上取代的基团可以是氢、烷基、卤素、羟基等，这些基团的引入可以通过多种反应实现。
苯取代反应的化学方程式可以通过以下几个典型的反应来描述：1. 卤代反应：苯可以与卤素发生取代反应，生成卤代苯。
例如，苯和氯气反应，得到氯代苯：C6H6 + Cl2 → C6H5Cl + HCl2. 烷基化反应：苯可以与卤代烷反应，生成烷基苯。
例如，苯和溴乙烷反应，得到乙基苯：C6H6 + C2H5Br → C6H5C2H5 + HBr3. 亲电取代反应：苯可以与亲电试剂发生取代反应，生成取代苯。
例如，苯和硝化混酸反应，得到硝基苯：C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O4. 亲核取代反应：苯可以与亲核试剂发生取代反应，生成取代苯。
例如，苯和氨反应，得到苯胺：C6H6 + NH3 → C6H5NH2 + H25. 羟基化反应：苯可以与酸性过氧化氢反应，生成羟基苯。
例如，苯和过氧化苯甲酸反应，得到苯酚：C6H6 + HOOCC6H5 → C6H5OH + CO2 + H2O苯取代反应的机理可以分为电子云密度减少和增加两种类型。
对于电子云密度减少的反应，如卤代反应和烷基化反应，反应物中的取代基具有较高的电负性，能够吸引苯环上的电子，使苯环上的电子云密度减少，从而使取代基取代苯环。
对于电子云密度增加的反应，如亲电取代反应和亲核取代反应，反应物中的取代基具有较低的电负性，不能吸引苯环上的电子，反而需要苯环提供电子，使取代基取代苯环。
苯取代反应的选择性和反应速率受到多种因素的影响，如反应条件、反应物浓度、反应物结构等。
选择合适的反应条件和反应物可以实现特定的取代位置和选择性。
苯取代反应在有机合成中具有重要的应用价值。
通过引入不同的取代基，可以改变苯分子的性质和化学活性，从而扩展其应用领域。
苯环上的亲电取代反应—卤代
• 因而使得被进攻的那个碳原子脱离了共轭体系,剩下的四个π 电子则分部在余下的五个碳原子上,因而带了一个正电荷。
• 在FeBr4-的作用下，很快使碳正离子消去一个质子，恢复了 原来的苯环。
无催化剂存在时，苯与溴或氯并不发生反 应，苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色。在 催化剂如 FeX3 或铁粉存在下，则生成溴苯 或氯苯。催化剂的作用是使卤素变成强亲 电试剂，促进反应。
• 在卤化铁等路易斯酸作用下，苯与卤 素作用生成卤化苯的反应称作卤代反 应或卤化反应。
Cl
+ Cl 2
Fe 或 FeCl3
55~60℃
+
HCl
Br
+ Br2
Fe 或 FeBr3
55~60℃
+ HBr
• 氯或溴本身不能与苯起取代反应,必须在Lewis酸的帮助下, 才能使氯或溴分子极化.因此,卤化的第一步是苯环形成π络 合物,在Lewis酸FeBr3帮助下,进一步生成σ络合物,苯环两 个π电子与Br+生成C-Br键。
苯环上的亲电取代反应 ——卤代
演讲：王海涛
亲电取代反应
亲电试剂 E+进攻苯环，与苯环的π电子作用生成π络合物， 紧接着E+从苯环π体系中获得两个电子，与苯环的一个碳 原子形成σ键，生成σ络合物（方基正离子中间体），σ络 合物内能高不稳定，sp3杂化的碳原子失去一个质子，恢复 芳香结构，形成取代产物。 • 生成σ络合物这一步是决定反应速率的关键步骤
• 苯与 I2 的反应需要在氧化剂（如 HNO3）存在下进行，氧化剂的作用是 产生碘正离子：
注意： 反应通常用Cl2、Br2 。氟代过于剧烈， 反应难以控制 中间体碳正离子（苯鎓离子）远不及 苯环稳定，生成碳正离子（苯鎓离子 ）是决定反应速率的关键步骤 卤代要加催化剂，催化剂也可用Fe
卤代反应的应用(一)
卤代反应的应用(一)卤代反应的应用苯的卤代反应•氯苯：苯经过氯化反应得到的产物，常用于有机合成中。
•溴苯：苯经过溴化反应得到的产物，同样在有机合成中广泛应用。
•碘苯：苯经过碘化反应得到的产物，常用于有机合成中特定的反应条件下。
酰卤的合成反应•酰氯：在有机合成中，酰氯是常用的中间体，可以通过卤代反应得到。
•酰溴：与酰氯类似，酰溴也是有机合成中常用的中间体。
卤代反应在药物合成中的应用•通过卤代反应，可以制备一些重要的药物原料，例如对苯二酚、马来酸等。
卤代反应在农药合成中的应用•卤代反应在农药合成中也有重要作用，可以制备一些杀虫剂和除草剂的原料。
•卤代反应可以用来合成染料的前体化合物，进而制备出各种颜色的染料。
卤代反应在聚合物合成中的应用•卤代反应可以用于合成聚合物的单体，进一步进行聚合得到所需的聚合物材料。
卤代反应在有机磷化物合成中的应用•通过卤代反应可以合成一些有机磷化物，这些有机磷化物在农药、药物和材料化学领域具有重要应用。
以上只是卤代反应的一些应用举例，实际上卤代反应在有机合成化学中具有广泛的应用，为有机化学提供了丰富的反应途径和合成工具。
卤代反应在杂环合成中的应用•卤代反应在杂环合成中起到关键的作用。
通过卤代反应可以引入卤素原子进入分子中，从而形成含卤素的杂环化合物。
卤代反应在金属有机化学中的应用•卤代反应常用于金属有机化学中，通过卤代反应可以制备金属有机化合物的前体，如有机锌试剂、有机镉试剂等。
•卤代反应在环境保护中也具有重要意义。
通过卤代反应可以将有机物中的卤素进行去除，从而减少卤素的环境污染问题。
卤代反应在材料科学中的应用•卤代反应在材料科学中起到重要作用。
可以通过卤代反应合成一些具有特殊功能的材料，如荧光材料、光催化剂等。
卤代反应在天然产物合成中的应用•卤代反应在天然产物合成中有广泛应用。
通过卤代反应可以构建复杂天然产物的结构，从而实现天然产物的全合成。
以上是卤代反应的一些应用，展示了其在有机合成、杂环合成、金属有机化学、环境保护、材料科学和天然产物合成等领域的重要作用。
苯PPT课件
可以和H2发生加成反应，生成环己烷。P132
苯的化学性质：易取代，难加成，难氧化
2020年10月2日
6
苯的同系物
1、苯的同系物：
结构相似，分子组成上相差若干
个CH2原子团的物质。 1、含一个苯环
×
C×=CH3 CH3
2、苯环外的碳 原子之间都以
√
C-C结合
2、苯的同系物的通式： CnH2n-6 （n≥6）
C7H8：
CH3 甲苯
C8H10：
CH2 CH3 乙苯
CH3 CH3
邻二甲苯
2020年10月2日
CH3
CH3 间二甲苯
CH3
CH3 对二甲苯
10
苯的同系物的化学性质
与苯相似，但受支链的影响有与苯有不同
(1) 氧化反应 a. 可燃性 b.能使酸性高锰酸钾褪色
(2) 加成反应 可以和H2发生加成反应。
NO2 + H2O
（硝基苯无色油状苦杏仁味液体，密度大于水）
△
磺化
+ HO －SO3H
SO3H + H2O
2020年10月2日
苯磺酸
5
二、苯的化学性质
(1) 氧化反应
a. 可燃性
b.不能使酸性高锰酸钾褪色
(2)取代反应 比烷烃的取代要容易
(3)a.卤代
b.硝化
c、磺化
(3) 加成反应 比烯烃的加成要困难
2020年10月2日
CH3
√ CH3
7
芳香烃
分子里含有 一个或多个苯环的碳氢化合物。
注意：芳香烃物质不一定都是苯的同系物
CH3 C=CH3
CH3 CH3
×NO2
×Br
芳烃的卤取代反应
芳核上选择性卤取代的方法之二
——改变卤素的浓度
CO2Me
Me
OH
CO2Me
Me
OH
CO2Me
Me
OH
+
OBz
(62)
1molCl2/NaOAc/AcOH/r. t.
2molCl2/NaOAc/AcOH/r. t.
4molCl2/NaOAc/AcOH/r. t. SO2Cl2/Et2O/0℃
Cl OBz
Br CH3
NBS
CH3CN OCH3
CH3 OCH3
C O N (C H 3)2
H B r/t-B uO O H
OCH3
H O A c/H 2O
精品课件
C O N (C H 3)2 Br
OCH3
芳核的碘取代
• 单独的碘取代效果不好，因碘化氢具有还原性； • 除去碘化氢的方法：
– 加入氧化剂（硝酸、过氧化氢、过碘酸或醋酸汞） – 加入碱（氨水、碳酸钠或碳酸氢钠）中和 – 加入氧化汞或氧化镁与HI形成难溶于水的碘化物
• I2：带有金属光泽的紫黑色鳞晶或片晶。性 脆，蒸气呈紫色。具有特殊刺激臭。微溶于 水，溶解度随温度升高而增加；难溶于硫酸； 易溶于有机溶剂；碘也易溶于氯化物、溴化 物；更易溶于碘化物溶液；可溶解硫、硒、 铵和碱金属碘化物、铝、锡、钛等金属碘化 物。
精品课件
芳烃的卤取代反应
• 反应机理 • 主要的影响因素 • 氯取代 • 溴取代 • 碘取代 • 两大问题：选择性和卤取代的强化
精品课件
芳烃的卤取代反应-反应机理
XX
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苯环侧链上的卤代反应
苯环侧链上的卤代反应是一种有机化学反应，是通过卤素原子取代苯环侧链上的氢原子来进行的。
以下是一些常见的苯环侧链上的卤代反应：
1.溴化反应：将苯环侧链上的氢原子用溴原子取代的反应称为溴
化反应。
这种反应通常在催化剂的存在下进行，例如铁离子、溴化铁等。
在反应过程中，苯环侧链上的碳氢键会与溴原子发生亲电加成反应，生成一个碳溴键，最终生成溴代苯。
2.氯化反应：将苯环侧链上的氢原子用氯原子取代的反应称为氯
化反应。
这种反应通常在催化剂的存在下进行，例如氯化铁、三氯化磷等。
在反应过程中，苯环侧链上的碳氢键会与氯原子发生亲电加成反应，生成一个碳氯键，最终生成氯代苯。
3.氟化反应：将苯环侧链上的氢原子用氟原子取代的反应称为氟
化反应。
这种反应通常在催化剂的存在下进行，例如氟化钠、氟化汞等。
在反应过程中，苯环侧链上的碳氢键会与氟原子发生亲电加成反应，生成一个碳氟键，最终生成氟代苯。
这些卤代反应中，溴化和氯化反应是最常见的，因为它们的反应条件相对较为温和，且产物的收率和纯度较高。
不过，在进行卤代反应时需要注意选择适当的催化剂和反应条件，以确保反应的顺利进行和产物的质量。
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——化学实验设计
高考化学实验复习要求：
1、用正确的化学实验基本操作，完成规定的“学生实 验”的能力； 2、观察记录实验现象，分析实验结果和处理实验数据， 得出正确结论的能力； 3、能识别和绘制典型的实验仪器图的能力； 4、初步处理实验过程中的有关安全总是的能力； 5、根据实验试题的要求，设计简单实验方案的能力。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨பைடு நூலகம்下，但要小声点
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H2O
浓NH3•H2O
1、下列能作为反应容器的有：
A、烧杯 B、量筒 C、广口瓶 D、烧瓶
E、锥形瓶 F、试管 G、坩埚 H、集气 瓶
2、上述反应容器中能用于制溴苯是：------
3、实验室用溴和苯反应制取溴 苯。得到粗 溴苯后，要用如下操作精制：（1）蒸馏 （2）水洗 （3）用干燥剂干燥 （4） 10%NaOH溶液洗 （5）水洗 正确的操作 顺序是（ ）
A、（1）（2）（3）（4）（5）
B、（2）（4）（5）（3）（1）
C、（4）（2）（3）（1）（5）
D、（2）（4）（1）（5）（3）
氢溴酸+硝酸银=溴化银+硝酸 4、实验操作：
（1）仪器的选择： A、溴苯的制备： B、溴化氢的检验： C、溴化氢的提纯：
（2）实验技能： A、药品的取用： B、装置的连接、气密性检查： C、气体的溶解、溴离子的检验： D、冷凝管的使用； E、溴苯的提纯：
四、讨论：
溴 苯 的 制 备 装 置
装 置 的 改 进
化学实验设计涉及的内容：
1、实验名称； 2、实验目的； 3、实验原理； 4、实验用品（仪器、药品及规格）； 5、实验步骤（包括实验仪器的装配和操作）； 6、实验现象记录及结果处理； 7、问题和讨论。
范例：实验装置改进方案的设计（苯与溴的反应）
1、实验名称：苯的卤代反应 2、实验目的：加深理解苯跟溴反应的性质；学会实验制 备溴苯的方法。 3、实验原理：苯+溴=溴苯+溴化氢；