有机化学卤化反应
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卤化反应
• 特点： 卤正离子由质子化的N-卤代酰胺提供， — OH等负离子来自反应溶剂（H2O、ROH、DMSO、DMF)。
四种常用的N-卤代酰胺： O
N-溴（氯）代乙酰胺
H3C C NHBr (NBA)
O
O H3C C NHCl
(NCA)
O
N-溴（氯）代丁二酰亚胺
N Br
N Cl
• 定位：遵循马氏规则
O (NBS)
第一章 卤化反应
Halogenation Reaction
卤化反应：
在有机化合物分子中建立 C-X ，得到含卤 化合物的反应。包括: 亲电加成、亲电取代、亲 核取代及自由基反应（从机理上考虑）
工业应用：20世纪20年代以后 1923年：甲烷气相氯化的工业装置建成 1931年：工业生产氟氯甲烷 1958年：氧化氯化法合成卤代烷 现在：广泛用于有机合成，制备各种重要的原 料、中间体和工业溶剂;引入卤素原子作为保护 基、阻断基等
Br2 / CCl4
Br
C6H5
C
H C
H Br COOC2H5
C6H5 H CC
H Br COOC2H5
C6H5
Br H CC
H Br COOC2H5
主要产物
对于过渡态（2）： 卤负离子进攻开放式的碳正离子，得到相当量的顺式
加成产物。
R1 R3
CC
R2
X R4
(2)
δX
X R2 C C R3
R1
一些不饱和羧酸当双键形成环状卤离子时，在不受空 间阻碍的情况下，亲核性羧酸负离子向其进攻，可生成 卤代五元或六元内酯，称为卤内酯化反应。
I2/KI/NaHCO3
I
O
O
CH2COOH
四种常用的N-卤代酰胺： O
N-溴（氯）代乙酰胺
H3C C NHBr (NBA)
O
O H3C C NHCl
(NCA)
O
N-溴（氯）代丁二酰亚胺
N Br
N Cl
• 定位：遵循马氏规则
O (NBS)
第一章 卤化反应
Halogenation Reaction
卤化反应：
在有机化合物分子中建立 C-X ，得到含卤 化合物的反应。包括: 亲电加成、亲电取代、亲 核取代及自由基反应（从机理上考虑）
工业应用：20世纪20年代以后 1923年：甲烷气相氯化的工业装置建成 1931年：工业生产氟氯甲烷 1958年：氧化氯化法合成卤代烷 现在：广泛用于有机合成，制备各种重要的原 料、中间体和工业溶剂;引入卤素原子作为保护 基、阻断基等
Br2 / CCl4
Br
C6H5
C
H C
H Br COOC2H5
C6H5 H CC
H Br COOC2H5
C6H5
Br H CC
H Br COOC2H5
主要产物
对于过渡态（2）： 卤负离子进攻开放式的碳正离子，得到相当量的顺式
加成产物。
R1 R3
CC
R2
X R4
(2)
δX
X R2 C C R3
R1
一些不饱和羧酸当双键形成环状卤离子时，在不受空 间阻碍的情况下，亲核性羧酸负离子向其进攻，可生成 卤代五元或六元内酯，称为卤内酯化反应。
I2/KI/NaHCO3
I
O
O
CH2COOH
4卤化反应
② 对氯苯酚：苯酚在40℃下，用SO2Cl2进行氯化时，主要 生成对氯苯酚，收率可达70%。
③ 2.4-二氯苯酚：苯酚在铁催化剂存在下，用氯气氯化时， 2.4-二氯苯酚的收率为85%~92%。
硝基苯胺的氯化：通常在酸性溶液中顺利氯化 萘的氯化：萘的氯化比苯容易，一氯化生成1-氯苯 和2-氯苯，二氯化生成十种异构体
酸催化的次氯酸的氯化
Cl2 ＋ H2O HOCl ＋ H2
+OCl
HOCl ＋ H+ ＋ ClH+
快 慢
H2+OCl
Cl+ ＋ H2O
(2) 反应动力学及氯化深度
C6H6 ＋ Cl2 k1 C6H5Cl ＋ HCl C6H5Cl ＋ Cl2 k2 C6H4Cl2 ＋ HCl C6H4Cl2 ＋ Cl2 k3 C6H4Cl3 ＋ HCl
N
安妥明Clofibratun
CH3 Cl O C CH3 COOC2H5
常用于降低血中胆固醇，适用于高甘油三酯血症。 最适用于Ⅲ、Ⅳ型高脂血症，对Ⅴ型高脂血症亦有效。
诺氟沙星（氟哌酸）(Nfloxacin Capsules)
1-乙基-6-氟-1， 4-二氢-4-氧代 -7-(1-哌嗪基)3-喹啉羧酸
单锅间歇
多锅连续 塔式连续
63.2 63.2 63~66
35.2~35.4 34.4 32.9~35.6
1.4~1.6 2.4 1.1~1.4
22~25 14.3 25~30
e. 氯化温度
苯氯化反应温度与k2/k1的关系 T，℃ k2/k1
18 0.107
25 0.118
30 0.123
早期:35~40℃；
第一章 有机化学-卤化反应
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
第二章卤化反应
1．卤素与烯烃的离子型亲电加成 (1)反应历程
X C
C
X C C C X
C X
X-X (X=Cl ，Br)
2．1 卤加成反应
烯烃的π键具有供电性，卤素分子受π键影响发生 极化．其正电部分作为亲电试剂，对烯烃的双键进 行亲电进攻，生成三圆环卤翁离子。然后，卤负离 子从环的背面向缺电子的碳正离子作亲核进攻，结 果生成反式加成产物。 究竟从三圆环背面进攻哪一个碳原于，这取决于形 成碳正离子的稳定性。烯键碳原于上连有烷基、烷 氧基、苯基等具有分散碳正离子正电荷作用的基团， 则该碳原于形成的碳正离子更趋于稳定，此处正是 x－优先进攻的位置。
特点：高度的立体选择性，产率高。纯度好，且反应温和。操作方便。
反应历程：离子型亲电加成。卤正离子是由质子化的N—卤代酰胺提 供、一OH等负离子来自反应溶剂。
2.2 卤取代反应
一、烷烃的卤取代反应
自由基取代历程 卤化试剂：氯、溴、硫酰氯、磺酰氯、次卤酸叔丁酯、N—卤 代仲胺、N—溴代丁二酰亚胺 卤素的选择性Br· ＞Cl·
C6H5 C H C H CO 2 C 2 H 5 Br CO 2 C 2 H 5 C6H5 Br 2 /CCl C C H
Br C6H5 C H Br C Br CO 2 C 2 H 5 H H C6H5 C C Br CO 2 C 2 H 5 H
主要产物
2．1 卤加成反应
(2)影响反应的主要因素
1.3卤化反应目的
（1）通过卤化反应制备的许多有机卤化物本身就
是重要的中间体，可以用来合成染料、农药、 香料、医药等精细化学品。如：农药2，6-二氯 苯腈的合成。
（2）通过卤化物的转化可制备含有其它取代基的衍生物， 如：利用引入卤素置换成羟基、氨基、烷氧基等。 （3）向某些精细化学品中引入一个或多个卤原子，可 以改进其性能。如：向某些有机化合物分子中引入多个 卤原子，可以增强有机物的阻燃性。
X C
C
X C C C X
C X
X-X (X=Cl ，Br)
2．1 卤加成反应
烯烃的π键具有供电性，卤素分子受π键影响发生 极化．其正电部分作为亲电试剂，对烯烃的双键进 行亲电进攻，生成三圆环卤翁离子。然后，卤负离 子从环的背面向缺电子的碳正离子作亲核进攻，结 果生成反式加成产物。 究竟从三圆环背面进攻哪一个碳原于，这取决于形 成碳正离子的稳定性。烯键碳原于上连有烷基、烷 氧基、苯基等具有分散碳正离子正电荷作用的基团， 则该碳原于形成的碳正离子更趋于稳定，此处正是 x－优先进攻的位置。
特点：高度的立体选择性，产率高。纯度好，且反应温和。操作方便。
反应历程：离子型亲电加成。卤正离子是由质子化的N—卤代酰胺提 供、一OH等负离子来自反应溶剂。
2.2 卤取代反应
一、烷烃的卤取代反应
自由基取代历程 卤化试剂：氯、溴、硫酰氯、磺酰氯、次卤酸叔丁酯、N—卤 代仲胺、N—溴代丁二酰亚胺 卤素的选择性Br· ＞Cl·
C6H5 C H C H CO 2 C 2 H 5 Br CO 2 C 2 H 5 C6H5 Br 2 /CCl C C H
Br C6H5 C H Br C Br CO 2 C 2 H 5 H H C6H5 C C Br CO 2 C 2 H 5 H
主要产物
2．1 卤加成反应
(2)影响反应的主要因素
1.3卤化反应目的
（1）通过卤化反应制备的许多有机卤化物本身就
是重要的中间体，可以用来合成染料、农药、 香料、医药等精细化学品。如：农药2，6-二氯 苯腈的合成。
（2）通过卤化物的转化可制备含有其它取代基的衍生物， 如：利用引入卤素置换成羟基、氨基、烷氧基等。 （3）向某些精细化学品中引入一个或多个卤原子，可 以改进其性能。如：向某些有机化合物分子中引入多个 卤原子，可以增强有机物的阻燃性。
卤化反应
3 卤化反应在有机化合物中建立碳-卤键的反应称为卤化反应。
意义：在药物分子中引入卤素可改善其药理活性；卤化物是药物合成重要的中间体，可从卤素进行多种官能团转化；卤素可作为烯烃等官能团的保护基，可提高合成的选择性。
3.1不饱和烃与含卤物种的加成卤化含卤物种主要包括卤素和卤化氢。
3.1.1卤素对不饱和烃的加成反应(1)对烯烃的加成氟与烯烃的加成过于剧烈，产物复杂，实用意义不大；二碘化物对光极为敏感，稳定性差，在药物合成中也不常用。
而氯和溴对烯烃的加成在药物合成上较为重要。
氯和溴对烯烃的加成反应为亲电加成机理，是脂肪族碳碳p键的典型反应之一。
这种加成主要包括两步反应：亲电试剂加成到亲核性的p键上得到一个碳正离子(或环鎓离子)；得到的碳正离子(或环鎓离子)与亲核试剂反应。
参与第二步反应的亲核试剂一般是与亲电试剂相关的负离子，比如溴离子、氯离子等，也可以是亲核性的溶剂，如水或乙酸等。
①反应机理碳碳双键上的亲电加成。
②立体化学氯和溴对烯烃的加成反应的立体化学较为复杂, 与底物结构、反应条件和加成物有关。
反式加成：一般情况下，溴对烯烃的亲电加成反应会经过三员环过渡态(中间体)，当这种中间体在反应条件下比较稳定时，可发生反式亲电加成。
cis-和trans-2-丁烯的立体专一性反式加成：由于两个溴原子分别从双键的相反方向加成，所以得到立体专一产物。
顺式加成：氯加到双键上有时也可得到顺式加成产物，这类反应一般在非极性溶剂中发生，如茚氯化生成cis-1,2-二氯茚。
有几项因素决定了这个氯化加成的立体化学，其一，反应物是氯而不是溴；其二，底物分子的双键处在芳环的共轭位置；其三，反应在非极性溶剂薪小?lt;/p>氯的原子半径和可极化度都比溴小，因此，形成鎓离子也比溴难；而且，双键的位置导致在氯亲电加成时在苄位形成平面型的碳正离子，在非极性溶剂中，不能溶剂化的碳正离子与氯离子强烈吸引，形成离子对，所以，氯离子留在它最初形成的位置上，而不能像鎓离子机理那样从碳正离子的反面进攻，于是，氯离子就从正面与碳正离子结合，给出顺式加成产物。
卤化反应
Cl2 k1
Cl
HCl
Cl
Cl2
k2
Cl
Cl
HCl
k3
Cl
Cl2
Cl
HCl
Cl
Cl2
苯在硝化、磺化、氯化中k1/k2值的比较
反应类型 硝化
磺化
氯化
k1︰k2
105~107 103~104
~101
❖ 卤化反应中，随着反应生成物浓度的不断变化， 使各级反应的反应速率也相应发生较大的变化。
❖ 苯氯化的动力学方程式看用下式表示：
ICl）等。
❖ 用于置换卤化的卤化剂有HF，KF，NaF，SbF3， HCl，PCl3，HBr等。
第二节 芳环上的取代卤化反应
一 反应历程 芳环上取代卤化的反应通式为：
ArH + X2 = ArX + HX 反应类型：典型的亲电取代反应。 进攻芳环的活泼质点：卤正离子(X+)，
1. 以金属卤化物为催化剂的反应历程
1 K-1
CA CA0
CA k CA0
CD CA0
=
K 1-K
CA CA0
1 K
CA CA0
k 1-K + K
K= k2/k1≠1
例：设苯氯化的转化率是50%，则
K=0.1/1=0.1 一氯苯的生成量
CC CA0
=
1 0.1 - 1
0.5
0.50.1 = 0.4811mol
二氯苯的生成量
CD CA0
亚铜进行氯化；目前采用分子筛分离得到纯 净的邻氯甲苯或者对氯甲苯。
（3）催化剂不同，邻、对位异构体比例不同。
催化剂
邻位/对位
二氯甲苯 含量（％）
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。
(完整word版)卤化反应
第五章卤化第一节概述一、卤化反应及其重要性向有机化合物分子中引入卤素（X）生成C－X键的反应称为卤化反应。
按卤原子的不同，可以分成氟化、氯化、溴化和碘化。
卤化有机物通常有卤代烃、卤代芳烃、酰卤等。
在这些卤化物中,由于氯的衍生物制备最经济，氯化剂来源广泛，所以氯化在工业上大量应用;溴化、碘化的应用较少；氟的自然资源较广，许多氟化物具有较突出的性能，近年来人们对含氟化合物的合成十分重视.卤化是精细化学品合成中重要反应之一.通过卤化反应，可实现如下主要目的：（1)增加有机物分子极性，从而可以通过卤素的转换制备含有其它取代基的衍生物，如卤素置换成羟基、氨基、烷氧基等.其中溴化物中的溴原子比较活泼，较易为其它基团置换，常被应用于精细有机合成中的官能团转换.（2）通过卤化反应制备的许多有机卤化物本身就是重要的中间体，可以用来合成染料、农药、香料、医药等精细化学品。
（3)向某些精细化学品中引入一个或多个卤原子，还可以改进其性能.例如，含有三氟甲基的染料有很好的日晒牢度；铜酞菁分子中引入不同氯、溴原子，可制备不同黄光绿色调的颜料;向某些有机化合物分子中引入多个卤原子，可以增进有机物的阻燃性。
二、卤化类型及卤化剂卤化反应主要包括三种类型:即卤原子与不饱和烃的卤加成反应、卤原子与有机物氢原子之间的卤取代反应和卤原子与氢以外的其他原子或基团的卤置换反应。
卤化时常用的卤化剂有：卤素单质、卤素的酸和氧化剂、次卤酸、金属和非金属的卤化物等，其中卤素应用最广，尤其是氯气。
但对于F2,由于活性太高，一般不能直接用作氟化剂，只能采用间接的方法获得氟衍生物.上述卤化剂中,用于取代和加成卤化的卤化剂有:卤素(Cl2、Br2、I2）、氢卤酸和氧化剂（HCl ＋NaClO、HCl＋NaClO3、HBr＋NaBrO、HBr＋NaBrO3)及其他卤化剂（SO2Cl2、SOCl2、HOCl、COCl2、SCl2、ICl)等,用于置换卤化的卤化剂有HF、KF、NaF、SbF3、HCl、PCl3、HBr 等。
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第一章 卤化反应
2013-11-20
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
2013-11-20
O HN O N H
Et HN N F O
2013-11-20
F
5-氟尿嘧啶
N COOH
诺氟沙星
Br CHCH2CH2NMe2 N
3. 与N-卤代酰胺的加成
OH R C NH Nu C C X X
C C Nu C C X
Nu=H2O, ROH, DMSO, DMF
2013-11-20
NBS/H2O Ph CH CH2 25 , 35min Ph CH CH2Br OH
NBS 英文名称：N-Bromosuccinimide 中文名：N-溴代丁二酰亚胺。
2013-11-20
动画演示
Cl HCl CH3-CH=CH2 CH2-CHCH3 只 有 HBr有反 马 氏 规 则
Ph-CH=CH2
HBr
Ph--C-CH3 Br Ph-CH2CH2 Br 反 马 氏 规 则
HBr H2 O2 或 光 照
2013-11-20
5. 与硼烷的加成及卤解
BH3 CH3-CH=CH2 (CH3-CH2-CH2)3B Br2/CH3ONa 反马氏产物 CH3CH2CH2Br
Cl
97%
2013-11-20
CH3 NO2 Br N O COOH
O N Br N H O Br
CH3
浓 H2SO4
O NO2 H N
+
+
N Br N H O
O COOH
二溴异氰尿酸
Br2/H2SO4 △
Br N
N
2013-11-20
N H
CO2CH3 Br
Br2/HOAc r.t(黑暗)
Br
Cl
52%* 69%*
+ CH3CH CH C2H5 + CH3CH CH C2H5 Cl OCOCH3
33%* 21%*
2013-11-20
13%* 8%*
I2/AcOAg/Et2O
H OAc I H 80%
2013-11-20
Ar H
H C C CH3
Br2
Ar C H C
H Br CH3
Ar C H Br C Br
H O O
2013-11-20
H C C CO2H Br H
H Ph Br2/CHCl3 。 0 r.t.20min
H
Br CH CH Ph Br CO2H
少量
Ph + O O
69%
2013-11-20
第二节 烃类的卤取代反应
饱和烃卤取代 苄位、烯丙位的卤取代 芳烃卤代反应
2013-11-20
H CH3
比较下面六个化合物的活性 CH2=CH2 (CH3)2C=CH2 CH3CH=CH2 HOOCCHCHCOOH CH2=CHCN
(CH3)2C=C(CH3)2
2013-11-20
卤素对炔加成-得反式二卤烯烃
Br Br2 ph C C-CH3 LiBr Cl2 ph Br ph C Cl I C H
1.饱和烃卤取代：自由基历程
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
2013-11-20
Cl
外向型(exo) 70~95%
2. 苄位、烯丙位的卤取代
X2
h 或其他 引发剂
X O N +X O
O h N X 或自由基 引发剂 O
NCS NBA
NCA（N：氮，B:溴，C：氯，S：丁二酰，A：乙酰
2013-11-20
Dalton反应
R1 H
C
C
R2 H
NBS/DMSO
Br R1 R2 C C H H Me O S Me
2013-11-20
Br R1 H
R2 C
H
C
O SMe2
Br H2O R1 C H
R2 C H OH
Br -消除 (在干燥D MSO中)
O BH O
C6H 13 C C H
H
O B O
C6H 13C CH 70℃,2h
H 2O 25℃,2h
C6H13 C H C
H I2/NaOH/H 2O
B(OH)2
C6H13 C H C
H 90%
Et2O/0℃
I
2013-11-20
CH3(CH2)5CH CH2 。 1. BH3.THF/ 0℃ 2. Br2/MeONa/MeOH 。 0℃
2013-11-20
机 理 :
R1 R3 R1
① 反向
ｘ
R3 R4 R3
R1 R2 R1
ｘ c c
R3 R4 ｘ R3
c
R2
δ+
c
R4
δ-
c
R2 R1
ｘｘ
② 正向
c + ｘ
+
c R2 ｘ ｘ R4
c
c
R2
c
R4 ｘｘ
讨论：碳正的稳定性
2013-11-20
立体化学问题
H H CH3 + CH3 Br2 Br H H CH3
反应类型:
亲电加成 亲电取代 亲核取代 自由基反应
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
2013-11-20
第一节 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
2013-11-20
加卤素
C C
X2
C X
C X
X2=Cl2, Br2
卤内酯化 加卤化氢
无过氧化物 CH3CHBrCH3 Markovnikov加 成 反Markovnikov加 成
CH3CH=CH2
过氧化物
CH3CH2CH2Br
加次卤酸
C C X2 +H2 O C C + HX X2=Cl2 , Br2
2013-11-20
C
C-CH3
Cl C CH3 CH2OH C I
C
C-CH2OH
I2
2. 和次卤酸(酯)的加成
R1 R2 X
R3 X R4 OH H2O R1 R2 OH R3 X R4 OH R1 R2
OH Байду номын сангаас3 X R4
2013-11-20
Ar-CH CH2
HClO水 中
收率较低 OH -
+
E π-络 合 物
慢 σ-络 合 物
E
快
E + H+
2013-11-20
ArH + 2 Br2 ArH + Br2 + I2
ArBr + H + Br3 ArBr + H + I2Br
(Lewis酸催化：AlCl3, FeCl3, ZnCl2等)
2013-11-20
OH Br2 H2O Br
OH Br
2013-11-20
CH3(CH2)7Br
BH3.THF 。 25
( H
)3B
I2/MeONa 。 MeOH/ 0 I
78% (endo/exo=80/20)
2013-11-20
6. 不饱和羧酸的卤内酯化反应
I2/KI/NaHCO3 CH2CO2H O C H2C H O I H H H2O/r.t.4h I
+
HO Cl2 HO
Cl
Cl
2013-11-20
多个亲核基团共存体系：
H 3C
H
C
H
C
C 2H 5
AcOH/ Cl2 H C 3 LiCl H
Cl C
Cl C H C2 H5
Cl
OAc H C C2H 5
+
H
H3C H
C
OAc I2 /AcOAg I H
2013-11-20
H3C
C2H5 Cl2/CH3CO2H C C CH3CH CH C2H5 。 25 H H Cl 添加 LiCl OCOCH3 Cl
OH X
加硼烷
2013-11-20
1. 与卤素的加成
1 X2对烯烃的加成
C C X2 C X C X
F＞ CI＞ Br＞ I
F与不饱和烃反应太剧烈
CH2=CH2 + Br2 → BrCH2CH2Br + CI2 → CICH2CH2CI + I2 → ICH2CH2I (I2太贵，需用I2时,，用NaI发生置换反应) 机理：亲电加成 溶媒：CH2CI2 CHCI3 CCI4 CS2
Br
CH3 CH3
H3C H3C
Br2/I2(Fe) 。 -5~ 0 Br
2013-11-20
NH2 NBS/DMF r.t.24h
OH NBS/DMF r.t.24h CH3 Br
2013-11-20
NH2
93%
Br
OH
89%
CH3
NO2 Cl2O/(CF3SO2)2O 。 0 /POCl3
NO2
溴苯那敏
I CO I O C 4H9
2013-11-20
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
2013-11-20
O HN O N H
Et HN N F O
2013-11-20
F
5-氟尿嘧啶
N COOH
诺氟沙星
Br CHCH2CH2NMe2 N
3. 与N-卤代酰胺的加成
OH R C NH Nu C C X X
C C Nu C C X
Nu=H2O, ROH, DMSO, DMF
2013-11-20
NBS/H2O Ph CH CH2 25 , 35min Ph CH CH2Br OH
NBS 英文名称：N-Bromosuccinimide 中文名：N-溴代丁二酰亚胺。
2013-11-20
动画演示
Cl HCl CH3-CH=CH2 CH2-CHCH3 只 有 HBr有反 马 氏 规 则
Ph-CH=CH2
HBr
Ph--C-CH3 Br Ph-CH2CH2 Br 反 马 氏 规 则
HBr H2 O2 或 光 照
2013-11-20
5. 与硼烷的加成及卤解
BH3 CH3-CH=CH2 (CH3-CH2-CH2)3B Br2/CH3ONa 反马氏产物 CH3CH2CH2Br
Cl
97%
2013-11-20
CH3 NO2 Br N O COOH
O N Br N H O Br
CH3
浓 H2SO4
O NO2 H N
+
+
N Br N H O
O COOH
二溴异氰尿酸
Br2/H2SO4 △
Br N
N
2013-11-20
N H
CO2CH3 Br
Br2/HOAc r.t(黑暗)
Br
Cl
52%* 69%*
+ CH3CH CH C2H5 + CH3CH CH C2H5 Cl OCOCH3
33%* 21%*
2013-11-20
13%* 8%*
I2/AcOAg/Et2O
H OAc I H 80%
2013-11-20
Ar H
H C C CH3
Br2
Ar C H C
H Br CH3
Ar C H Br C Br
H O O
2013-11-20
H C C CO2H Br H
H Ph Br2/CHCl3 。 0 r.t.20min
H
Br CH CH Ph Br CO2H
少量
Ph + O O
69%
2013-11-20
第二节 烃类的卤取代反应
饱和烃卤取代 苄位、烯丙位的卤取代 芳烃卤代反应
2013-11-20
H CH3
比较下面六个化合物的活性 CH2=CH2 (CH3)2C=CH2 CH3CH=CH2 HOOCCHCHCOOH CH2=CHCN
(CH3)2C=C(CH3)2
2013-11-20
卤素对炔加成-得反式二卤烯烃
Br Br2 ph C C-CH3 LiBr Cl2 ph Br ph C Cl I C H
1.饱和烃卤取代：自由基历程
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
2013-11-20
Cl
外向型(exo) 70~95%
2. 苄位、烯丙位的卤取代
X2
h 或其他 引发剂
X O N +X O
O h N X 或自由基 引发剂 O
NCS NBA
NCA（N：氮，B:溴，C：氯，S：丁二酰，A：乙酰
2013-11-20
Dalton反应
R1 H
C
C
R2 H
NBS/DMSO
Br R1 R2 C C H H Me O S Me
2013-11-20
Br R1 H
R2 C
H
C
O SMe2
Br H2O R1 C H
R2 C H OH
Br -消除 (在干燥D MSO中)
O BH O
C6H 13 C C H
H
O B O
C6H 13C CH 70℃,2h
H 2O 25℃,2h
C6H13 C H C
H I2/NaOH/H 2O
B(OH)2
C6H13 C H C
H 90%
Et2O/0℃
I
2013-11-20
CH3(CH2)5CH CH2 。 1. BH3.THF/ 0℃ 2. Br2/MeONa/MeOH 。 0℃
2013-11-20
机 理 :
R1 R3 R1
① 反向
ｘ
R3 R4 R3
R1 R2 R1
ｘ c c
R3 R4 ｘ R3
c
R2
δ+
c
R4
δ-
c
R2 R1
ｘｘ
② 正向
c + ｘ
+
c R2 ｘ ｘ R4
c
c
R2
c
R4 ｘｘ
讨论：碳正的稳定性
2013-11-20
立体化学问题
H H CH3 + CH3 Br2 Br H H CH3
反应类型:
亲电加成 亲电取代 亲核取代 自由基反应
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
2013-11-20
第一节 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
2013-11-20
加卤素
C C
X2
C X
C X
X2=Cl2, Br2
卤内酯化 加卤化氢
无过氧化物 CH3CHBrCH3 Markovnikov加 成 反Markovnikov加 成
CH3CH=CH2
过氧化物
CH3CH2CH2Br
加次卤酸
C C X2 +H2 O C C + HX X2=Cl2 , Br2
2013-11-20
C
C-CH3
Cl C CH3 CH2OH C I
C
C-CH2OH
I2
2. 和次卤酸(酯)的加成
R1 R2 X
R3 X R4 OH H2O R1 R2 OH R3 X R4 OH R1 R2
OH Байду номын сангаас3 X R4
2013-11-20
Ar-CH CH2
HClO水 中
收率较低 OH -
+
E π-络 合 物
慢 σ-络 合 物
E
快
E + H+
2013-11-20
ArH + 2 Br2 ArH + Br2 + I2
ArBr + H + Br3 ArBr + H + I2Br
(Lewis酸催化：AlCl3, FeCl3, ZnCl2等)
2013-11-20
OH Br2 H2O Br
OH Br
2013-11-20
CH3(CH2)7Br
BH3.THF 。 25
( H
)3B
I2/MeONa 。 MeOH/ 0 I
78% (endo/exo=80/20)
2013-11-20
6. 不饱和羧酸的卤内酯化反应
I2/KI/NaHCO3 CH2CO2H O C H2C H O I H H H2O/r.t.4h I
+
HO Cl2 HO
Cl
Cl
2013-11-20
多个亲核基团共存体系：
H 3C
H
C
H
C
C 2H 5
AcOH/ Cl2 H C 3 LiCl H
Cl C
Cl C H C2 H5
Cl
OAc H C C2H 5
+
H
H3C H
C
OAc I2 /AcOAg I H
2013-11-20
H3C
C2H5 Cl2/CH3CO2H C C CH3CH CH C2H5 。 25 H H Cl 添加 LiCl OCOCH3 Cl
OH X
加硼烷
2013-11-20
1. 与卤素的加成
1 X2对烯烃的加成
C C X2 C X C X
F＞ CI＞ Br＞ I
F与不饱和烃反应太剧烈
CH2=CH2 + Br2 → BrCH2CH2Br + CI2 → CICH2CH2CI + I2 → ICH2CH2I (I2太贵，需用I2时,，用NaI发生置换反应) 机理：亲电加成 溶媒：CH2CI2 CHCI3 CCI4 CS2
Br
CH3 CH3
H3C H3C
Br2/I2(Fe) 。 -5~ 0 Br
2013-11-20
NH2 NBS/DMF r.t.24h
OH NBS/DMF r.t.24h CH3 Br
2013-11-20
NH2
93%
Br
OH
89%
CH3
NO2 Cl2O/(CF3SO2)2O 。 0 /POCl3
NO2
溴苯那敏
I CO I O C 4H9