有机化学(第四版)第九章 卤代烃

合集下载

大学有机化学第九章卤代烃

大学有机化学第九章卤代烃
❖ 2应、速S度N2与历卤程代在烃动和力碱学有上关一。般为二级反应,其反
❖ 3、反应的进攻试剂(HO-)从离去基团的反面 进攻反应底物,产物的构型翻转(瓦尔登转化)
❖ 4、反应过程中是通过一个过渡态而转化为产 物,没有碳正离子中间体生成,不发生重排, 无重排产物。
2. 单分子亲核取代反应(SN1):
C2H5
4-乙基-6-氯-2-己烯
二. 卤代烃的物理性质
❖ 常温常压下:CH3Cl,C2H5Cl及CH3Br Gas ❖ 其它常见RX Liquid
❖ >C15
Solid
❖ RX:分子极性小,不溶于水,易溶于许多有机化
合物(做溶剂)。如:氯仿(CHCl3)
❖ 卤代烷:X数增加,可燃性降低。CCl4为灭火剂
CH3
CH3 C Cl + NaOH
CH3
CH3 C CH2 +NaCl + H2O
CH3
CH2 CH2 Cl ,
Cl
x 几乎不反应
❖ C、由于多数RX由相应的醇制备,因此用此
法制备醇在合成上意义不大。但少数醇可以 用此法。例如:
CH3 Cl2 hv
CH3CH=CH2
Cl2 hv
CH2Cl H2O/NaOH 加加
加热才沉淀
7、与炔钠的反应 (亲核试剂:RC≡C-)
RC≡CH NaNH2 RC≡CNa
液NH3
10 R’X
RC≡CR’
注意:NaNH2是强碱,不能使用叔(30)卤烷,否则 将主要得到烯烃。乙烯型卤代物,卤苯型化合物在
该条件下反应几乎不发生。
二、亲核取代反应历程及立体化学
δR δX + Nu 反应物 亲核试剂
按②:

09第09章_卤代烃

09第09章_卤代烃

sp3
构型反转
此图取自于K.彼得C.福尔特等著《有机化学结构与功能》,化学工业出版社, 2006
总目录
特点:
① 反应过程:
反应物→过渡态→产物 一步协同反应,即旧键 的断裂和新键的形成是同 时进行的,反应过程形成 过渡态。
② 结构变化:
CSP3 →CSP2 →CSP3
③ 立体化学:构型反转
④ 能量变化(右图)
第九章 卤代烃
(halogenated hydrocarbon )
第一节 卤代烃的分类、命名及同分异构现象 一、分类 二、命名 第二节 一卤代烃 一、物理性质 二、光谱性质 三、结构特点 四、化学性质 第三节 亲核取代反应历程 一、SN2和SN1反应历程 二、SN2和SN1的立体化学 三、影响亲核取代反应速率的因素 第四节 一卤代烯烃和一卤代芳烃 一、分类 二、结构特点 三、反应活性 第五节 卤代烃的制备 第六节 重要的卤代烃 第七节 有机氟化物
第四节 一卤代烯烃和一卤代芳烃
一、分类

乙烯式:RCH=CHX,ArX 烯丙式:RCH=CHCH2X,ArCH2X 孤立式:RCH=CH(CH2)nX (n≥2)
二、结构特点

乙烯式:p-π共轭使键的强度增大,不易断裂。 烯丙式:因形成C+后存在p-π共轭,故其活性增大。
总目录
三、反应活性
总目录
第二节 一卤代烃
一、物理性质(自学) 二、光谱性质
1. IR:处于指纹区 2. HNMR:X—C—H δ:3~5
总目录
三、结构特点
卤原子电负性大于碳,使C—X键的电子云偏向 卤原子,为极性键。 C—F
偶极矩 C· m 键长 nm 键能 kJ· mol-1 6.7× 10-30

卤代烃—消除反应(有机化学课件)

卤代烃—消除反应(有机化学课件)

71%
29%
消除反应
Saytzeff消除规律
在一消去反应中,从含氢最少的碳原子上脱去氢原子而生成的烯烃的量最多。 即: 在一消去反应中,主要产物为双键上烷基最多的烯烃。
最稳定的烯烃
消除反应 ④ 邻二卤代物和偕二卤代物脱HX
消除反应 2. 脱卤素
在锌粉(或镍粉)存在下加热,邻二卤化物能脱去卤素生成烯烃:
卤代烃消除反应
·提出问题·
导入动画 溴乙烷的消除反应实验
这种无色气体是什么? 溴乙烷发生了什么反应?
目录
CONTENT
01
消除反应
02
消除与取代的竞争
01
消除反应
消除反应 1. 脱卤化氢
叔卤代烷 > 仲卤代烷 > 伯卤代烷 RI > RBr > RCl
消除反应
①伯卤代烷
CH3CH2CH2Br
02
消除与取代的竞争
消除与取代的竞争
CC OH H CC
什么时候发生水解反应?什么时候发生消除反应?
消除与取代的竞争
1. 烷基结构的影响
SN 越易
3 RX 2 RX 1RX CH3X
E 越易
支链多,体积大,不利Nu-进攻α碳,而增加了进攻β氢的机会。
消除与取代的竞争 2. 亲核试剂的影响
强碱有利消除,夺取β氢能力强; 弱碱有利取代。
消除与取代的竞争 3. 溶剂的影响
极性强的溶剂利于取代反应,极性弱的溶剂利于消除反应。
小结
100% 80% 60% 40% 20%
100% 80% 60% 40% 20%
思考
卤代不饱和烃在发生消除反应时, 是否遵循萨伊切夫规则呢?
②仲卤代烷
CH2CHCHCH3 H Br H

有机化学--第九章 卤代烃

有机化学--第九章 卤代烃
34
卤素交换反应,可通过加入相转移催化剂而加速。 例如:
相转移催化卤离子交换反应,已用于工业生产上。
35
(6)与硝酸银作用*
卤代烷与硝酸银的乙醇溶液反应,生成卤化银沉淀:
不同的卤代烷,其活性次序是:RI>RBr>RCl;当 卤原子相同而烃基结构不同时,其活性次序为: 3°>2°>1°,其中伯卤代烷通常需要加热才能使反应 进行。此反应可用于卤代烷的定性分析。
26
由亲核试剂的进攻而发生的取代反应,称为亲核取 代反应。卤代烷所发生的取代反应是亲核取代反应,可 用代表式表示如下:
27
(1)水解
卤代烷与强碱的水溶液共热,则卤原子被羟基(— OH)取代生成醇,称为水解反应。例如:伯卤代烷与强 碱(如NaOH等)的稀水溶液共热时,主要发生取代反应 生成醇。
28
41
偕和邻二卤代烷还可以脱去两分子卤化氢生成炔烃,尤其是 邻二卤代烷脱两分子卤化氢是制备炔烃的一种有用的方法。例如:
上述脱卤化氢的反应一般分两步进行,首先生成乙烯型卤代烃,它很 不活泼,常常需要在很强烈条件下才能进一步脱卤化氢,且离去基团 处于反式时反应速率快。
42
邻二卤代环烷脱卤化氢时,也可能生成共轭二烯烃。 例如:
15
16
特性:
①碘代烷和溴代烷,尤其是碘代烷,长期放置因分解产生游离碘 和溴而有颜色。 ②一卤代烷有不愉快的气味,其蒸气有毒。氯乙烯对眼睛有刺激 性,有毒,是一种致癌物(使用时应注意防护)。一卤代芳烃具有 香味,但苄基卤则具有催泪性。
17
③在卤代烃分子中,随卤原子数目的增多,化合物的可燃性降低。 例如,甲烷可作为燃料,氯甲烷有可燃性,二氯甲烷则不燃,而四 氯化碳可作为灭火剂;氯乙烯、偏二氯乙烯可燃,而四氯乙烯则不 燃。某些含氯和含溴的烃或其衍生物还可作为阻燃剂,如含氯量约 为70%的氯化石蜡主要用作阻燃剂,可作为合成树脂的不燃性组分, 以及不燃牲涂料的添加剂等。

第九章 卤代烃 9-1

第九章 卤代烃 9-1

2. 与PX3反应( X = Cl、Br、I )
3R-OH + PCl3 3CH3CH2OH + I2 2P + 3I2
P
3R-Cl + P(OH)3
亚磷酸
3CH3CH2I + P(OH)3
2 PI3
3. 与亚硫酰氯作用
R-OH + SOCl2 R-Cl + SO2↑ + HCl↑
四、氯甲基化(柏朗克反应)
§ 9.11 多卤代烃简介
§ 9.12 氟代烃简介
卤代烃是烃分子中一个或多个氢原子被子卤素(F、Cl、
Br、I)取代的衍生物,它在自然界中存在极少,绝大多数 是人工合成的。
比比皆是的聚氯乙烯制品,千家万户使用的冰箱中的致
冷剂、防火必备的四氯化碳灭火剂等到,都是卤代烃。 卤代烃也是实验室中最常用的有机化合物,它经常起着 从一种化合物变成另一种化合物的桥梁作用,是有机合成中 经常用到的化合物。 人们在使用卤代烃的同时,也带来了严重的污染问题, 六六六被禁用,DDT被取缔。近年来,科学家证明臭氧层 空洞的形成与使用氟氯烃有关。
β-溴萘
§ 9.3
一、以烃为原料
烷烃直接卤代
卤代烃的制法
此法简单,但副产物多,得不到纯净物。 R-H + Cl2
光照
R-Cl + HCl
光照
CH3-CH-CH3 Cl 烷烃的溴代反应的选择性比氯代要好。
CH3-CH2-CH3 + Br2 hν CH3CH2CH2Br + CH3-CH-CH3 127℃ Br 丙烷 3% 97 %
卤代烷分子尽管有极性,但不溶于水,能溶于醇、醚等到 有机溶剂。 卤代烷有令人不愉快的气味,其蒸气有毒,尤其是碘代烃 毒性较大。

卤代烃-有机化学PDF课件-中国科技大学-09

卤代烃-有机化学PDF课件-中国科技大学-09
Br H3C
5 4 3
CH3
2 1
Cl H3C
1 2
CH3
3 4 5
CH CH2 CH CH 3
CH CH CH2 CH 3
2-甲基-4-溴戊烷
(取代基离两端等距离,
3-甲基-2-氯戊烷
偏后的基团先列出 )
Organic Chem
1
CH2Cl H3C CH2 CH CH2 CH3
4 3 2 5
Br H3C CH CH CH CH3
合 成 上 非 常 有 用
不同类RX的鉴别:
RX + AgNO3
R
PhCH2 H2C CH CH2 3° 2° 1° CC
立即产生沉淀
RONO2 + AgX
反应现象
加热,产生沉淀 加热,等一段时间 才产生沉淀 长时间加热, 也不产生沉淀
Organic Chem
(2) 中性分子
中性分子
NH3 RNH3XROH2 ROR' H NH3 - H+ - H+ RNH2 + NH4XROH ROR'
Organic Chem
四、亲核取代反应的历程及影响因素
(一).两种反应历程 SN1和SN2
1.双分子亲核取代反应(SN2)
CH3Br + OHCH3OH + Br-
υ= k[CH3Br][OH-], 动力学上表现为二级反应 速控步骤: 双分子参与。级数与分子数 不一定总相同(如溶剂解:双分子,一级反应) 历程:
Organic Chem
常见的亲核取代反应:
底物 + 亲核试剂
(1)中性 负离子 HOR'OCN RX + IHSRSC CR NO2-

第九章卤代烃

第九章卤代烃
6 7
5,5-二甲基-4-(1-甲基丙基)-2-氯庚烷 仲丁基
7
命名下列化合物
CH33-CH2-CH-CH2-CH-CH22-CH3 CH -CH2-CH-CH2 -CH-CH -CH3 Cl CH33 Cl CH CH33-CH-CH2-CH-CH22-CH3 CH -CH-CH2 -CH-CH -CH3 Cl Cl CH33 CH
• 官能团: 卤素 • 卤原子的电负性大于碳原子, C-X键是极性共价键。与C-C键 或C-H键比较,C-X键在化学过 程中具有更大的可极化度。
• C-X键的键能也比较小: C-I 217.6 kJ/mol; C-Br 284.5 kJ/mol ; C-Cl 338.9 kJ/mol • 因此,卤烷的化学性质比较活泼,反应都发生在C-X键上。 所以,卤素是卤烃分子中的官能团。 17
26
CH3CH2CHCH3 Br
¼ KOH/ ´
CH3CH=CHCH3
+ CH3CH2CH=CH2
81%
CH3CH=C(CH3)2
+
19%
CH3CCH2C=CH2 CH3
CH3 ¼ KOH/ ´ CH3CH2C Br CH3
71% 消除反应与取代反应的比较
29%
(1)二者互为竞争反应,反应底物相同。哪种产物占优 则与反应物结构和反应的条件有关。 (2)反应条件不同:消除反应的条件氢氧化钠醇溶液;取代 反应的条件是氢氧化钠水溶液。
9.1.4.1 亲核取代反应——Nucleophilic Substitution Reaction
在卤烷的取代反应中,卤素易被负离子(如HO-,RO-,NO3等)或具有未共用电子对的分子(如NH3、H2O)取代,这些 试剂叫亲核试剂,常用Nu-表示。由亲核试剂进攻而引起的取 代反应称为亲核取代反应,用SN表示。

有机化学-卤代烃(全面剖析)

有机化学-卤代烃(全面剖析)

法国化学家, 1871年发现而命 无水乙醚 名。1912年为此 R-X + Mg R-MgX 获Nobel化学奖。 R-X 的 活泼顺序:R-I > R-Br > R-Cl
无水乙醚作用: ① 作溶剂
C2H5-O-C2H5
R-Mg-Br
C2H5-O-C2H5
② 与R Mg X 络合
乙烯型不活泼卤代烃,则要用无水四氢呋喃(THF)作溶剂
实验事实 R-X + H2O ROH + HX
反应速 度慢
随着[OH-] CH3Br 和[RX]增加 反应速度增 80%乙醇-水+OH- CH3CH2Br 80%乙醇-水 加. (CH3)2 CHBr 反应速度快
(CH3 )3 CBr
反应速度快
说明卤代烃的水解反应有两种不同的反应历程: 溴代叔丁烷水解的速度只与 [(CH3)3CBr] 成正比,而与[OH-] 无关。在动力学上称为一级反应。 反应速率 v =k [R3C-X] ----------表示为SN1(单分子亲核取代) 溴甲烷、溴乙烷和溴代异丙烷在碱性水解时,反应速度与 [R-X]及[OH-]正比,在动力学上称为二级反应。 反应速率 v =k [R-X][OH-]-----------表示为SN2 (双分子亲核取代)
4.按X的数目
二、命名
(1)习惯命名法:把卤代烃看作是烃基和卤素结合而成 的化合物而命名,称为某烃基卤: CH3CH2CH2CH2Cl CH3CHCH2F
正丁基氯 n-butyl chloride 氯化物(chloride)
CH3CHCH2CH3 Br
二级丁基溴(仲丁基溴)
CH3
异丁基氟 isobutyl fluoride 氟化物(fluoride)
  1. 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. 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. 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)。

有机化学(第四版)第九章卤代烃1.用系统命名法命名下列各化合物
(1)(2)
(3)(4)
(5)
答案:
解:⑴2,4,4-三甲基-2-溴-戊烷⑵2-甲基-5-氯-2-溴已烷⑶2-溴-1-已烯-4-炔⑷(Z)-1-溴-1-丙烯
⑸顺-1-氯-3-溴环已烷
2.写出符合下列名称的结构式
⑴叔丁基氯⑵烯丙基溴
⑶苄基氯⑷对氯苄基氯
答案:
解:
3、写出下列有机物的构造式,有“*”的写出构型式。

(1)4-choro-2-methylpentane
(2)*cis-3-bromo-1-ethylcycclonexane
(3)*(R)-2-bromootane
(4)5-chloro-3-propyl-1,3-heptadien-6-yne
答案:
(1)(2)(3)(4)
4、用方程式分别表示正丁基溴、α-溴代乙苯与下列化合物反应的主要产物。

⑴NaOH(水)⑵ KOH(醇)⑶ Mg、乙醚
⑷ NaI/丙酮⑸产物⑶+⑹ NaCN ⑺ NH3
⑻ (9)、醇 (10)
答案:
5.写出下列反应的产物。












⑿答案:解:
6. 将以下各组化合物,按照不同要求排列成序:
⑴水解速率
⑶进行SN2反应速率:
① 1-溴丁烷 2,2-二甲基-1-溴丁烷 2-甲基-1-溴丁烷 3-甲基-1-溴丁烷
② 2-环戊基-2-溴丁烷 1-环戊基-1-溴丙烷溴甲基环戊烷
⑷进行SN1反应速率:
①3-甲基-1-溴丁烷 2-甲基-2-溴丁烷 3-甲基-2-溴丁烷
②苄基溴α-苯基乙基溴β-苯基乙基溴

答案:
解:
⑴水解速率:
⑵与 AgNO3 -乙醇溶液反应的难易程度:
⑶进行S N2反应速率:
① 1-溴丁烷>3-甲基-1-溴丁烷>2-甲基-1-溴丁烷>2,2-二甲基-1-溴丁烷
② 溴甲基环戊烷>1-环戊基-1-溴丙烷>2-环戊基-2-溴丁烷
⑷进行S N1反应速率:
①2-甲基-2-溴丁烷>3-甲基-2-溴丁烷>3-甲基-1-溴丁烷
②α-苄基乙基溴>苄基溴>β-苄基乙基溴
7.写出下列两组化合物在浓KOH醇溶液中脱卤化氢的反应式,并比较反应速率的快慢.
3-溴环己烯 5-溴-1,3-环己二烯溴代环己烯
答案:
8、哪一种卤代烷脱卤化氢后可产生下列单一的烯烃?
⑴⑵⑶⑷
答案:
解:
9、卤代烷与氢氧化钠在水与乙醇混合物中进行反应,下列反应情况中
哪些属于S N2历程,哪些则属于S N1历程?
⑴一级卤代烷速度大于三级卤代烷;
⑵碱的浓度增加,反应速度无明显变化;
⑶二步反应,第一步是决定的步骤;
⑷增加溶剂的含水量,反应速度明显加快;
⑸产物的构型80%消旋,20%转化;
⑹进攻试剂亲核性愈强,反应速度愈快;
⑺有重排现象;
⑻增加溶剂含醇量,反应速率加快.
答案:
解:
⑴ S N2 ⑵ S N1 ⑶ S N1 ⑷ S N1
⑸ S N2为主⑹ S N2 ⑺ S N1 ⑻ S N2
10、指出下列各对亲核取代反应中,哪一个反应较快?并说明理由.
⑴(CH3)2CHCH2Br+NaCN→(CH3)2CHCH2CN+NaBr
CH3CH2CH2Br+NaCN→ CH3CH2CH2CN+NaBr




答案:
解:
⑴按S N2反应,后者比前者快,因为反应物空间位阻较小,有利于CN-进攻.
⑵在极性溶剂中,有利于S N1反应,故按S N1反应时,前者比后者快.因为所形成中间体的稳定性(CH3)3C+>(CH3)2C+H
⑶反应后者比前者快,因为试剂的亲核性SH->OH-
⑷按S N2反应后者比前者快,因为反应空间位阻较小.
⑸后者比前者快,因为I-比Cl-易离去.
11、推测下列亲核取代反应主要按S N1还是按S N2历和进行?






答案:
解:
⑴ S N2 ⑵ S N2 ⑶ S N1 ⑷ S N1
⑸二者均有⑹分子内的S N2反应
12、用简便化学方法鉴别下列几组化合物。

3-溴环己烯氯代环己烷碘代环己烷甲苯环己烷
答案:
13、写出下列亲核取代反应产物的构型式,反应产物有无旋光性?并标明R或S构型,它们是S N1还是S N2?
答案:
解:
R型,有旋光性.S N2历程.
无旋光性,S N1历程.
14、氯甲烷在SN2水解反应中加入少量NaI或KI时反应会加快很多,为什么?
答案:
解:因为:I-无论作为亲核试剂还是作为离去基团都表现出很高的活性,CH3Cl在S N2水解反应中加入少量I-,作为强亲核试剂,I-很快就会取代Cl-,而后I-又作为离去基团,很快被OH-所取代,所以,加入少量NaI或KI时反应会加快很多.
15、解释以下结果:
已知3-溴-1-戊烯与C2H5ONa在乙醇中的反应速率取决于[RBr]和[C2H5O],产物是3-乙氧基-1-戊烯
但是当它与C2H5OH反应时,反应速率只与[RBr]有关,除了产生3-乙
氧基础戊烯,还生成1-乙氧基-2-戊烯
答案:
解:3-溴-1-戊烯与C2H5ONa在乙醇中的反应速率取决于[RBr]和[C2H5O-],∵C2H5O-亲核性比C2H5OH大,有利于S N2历程,∴是S N2反应历程,过程中无C+重排现象,所以产物只有一种.
而与C2H5OH反应时,反应速度只与[RBr]有关,是S N1反应历程,中间体为,3位的C+与双键共轭而离域,其另一种极限式为,所以,产物有两种.
16、由指定的原料(基他有机或无机试剂可任选),合成以下化合物⑴

⑶由环己醇合成① 由碘代环己烷② 3-溴环己烯

⑷由脂肪族化合物为原料合成① 氯乙烯② 四氟乙烯③F12
答案:
解:
17、完成以下制备:
⑴由适当的铜锂试剂制备
① 2-甲基己烷② 1-苯基地-甲基丁烷③ 甲基环己烷
⑵由溴代正丁烷制备
①1-丁醇②2-丁醇③1,1,2,2-四溴丁烷
答案:
解:


18、分子式为C4H8的化合物(A),加溴后的产物用NaOH/醇处理,生成C4H6(B),(B)能使溴水褪色,并能与AgNO3的氨溶液发生沉淀,试推出(A)(B)的结构式并写出相应的反应式。

答案:
解:
19、某烃C3H6(A)在低温时与氯作用生成C3H6Cl2(B),在高温时则生成C3H5Cl(C).使(C)与碘化乙基镁作用得C5H10(D),后者与NBS作用生成C5H9Br(E).使(E)与氢氧化钾的洒精溶液共热,主要生成C5H8(F),后者又可与丁烯二酸酐发生双烯合成得(G),写出各步反应式,以及由(A)至(G)的构造式。

答案:
解:
20、某卤代烃(A),分子式为C6H11Br,用NaOH乙醇溶液处理得
(B)C6H10,(B)与溴反应的生成物再用KOH-乙醇处理得(C),(C)可与
进行狄尔斯阿德耳反应生成(D),将(C)臭氧化及还原水
解可得,试推出(A)(B)(C)(D)的结构式,并写出所有的反应式.
答案:
解:
21、溴化苄与水在甲酸溶液中反应生成苯甲醇,速度与[H2O]无关,在同样条件下对甲基苄基溴与水的反应速度是前者的58倍。

苄基溴与C2H5O-在无水乙醇中反应生成苄基乙基醚,速率取决于[RBr][C2H5O-],同样条件下对甲基苄基溴的反应速度仅是前者的1.5倍,相差无几.
为什么会有这些结果?试说明(1)溶剂极性,(2)试剂的亲核能力,(3)电子效应(推电子取代基的影响)对上述反应各产生何种影响。

答案:
解:因为,前者是S N1反应历程,对甲基苄基溴中-CH3 对苯环有活化作用,使苄基正离子更稳定,更易生成,从而加快反应速度. 后者是S N2历程.
溶剂极性:极性溶剂能加速卤代烷的离解,对S N1历程有利,而非极性溶剂有利于S N2历程.
试剂的亲核能力:取代反应按S N1历程进行时,反应速率只取决于RX的解离,而与亲核试剂无关,因此,试剂的亲核能力对反应速率不发生明显影响.
取代反应按S N2历程进行时,亲核试剂参加了过渡态的形成,一般来说,试剂的亲核能力愈强,S N2反应的趋向愈大.
电子效应:推电子取代基可增大苯环的电子密度,有利于苄基正离子形成,S N2反应不需形成C+ ,而且甲基是一个弱供电子基,所以对
S N2历程影响不大.
22、以RX与NaOH在水乙醇中的反应为例,就表格中各点对SN1和SN2反应进行比较.
答案:
解:。

相关文档
最新文档