写出卤加成反应常用卤化剂
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3-卤化反应
第四章
卤化反应
卤化反应：
有机化合物分子中碳原子引入卤素的反应 （氟化、氯化、溴化和碘化）。
主 要 产 品： ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ 有机单体：氯乙烯、四氟乙烯 有机溶剂：CCl4、 CHCl3、 C2H4Cl2、C6H5Cl 制 冷 剂：氟利昂 精细产品：农药、医药、增塑剂、润滑剂、 阻燃剂、染料等中间体
引入卤素的目的：
⑴ 制备卤素衍生物（染料、农药、香料、药物等中间体） 例，氯苯、四氯苯酞 ⑵ 某些精细化工产品引入卤素后，可改进性能 例，含氟氯嘧啶活性基的活性染料，有优异的染色性能； 铜酞菁分子引入Cl、Br，可制备不同黄光绿色调的颜料 ⑶ 有机物分子中引入卤素，由于分子极性增加，可通过卤素 的置换制备含有其它取代基的衍生物 例，卤素置换成羟基、氨基、烷氧基等
芳香氯化物的异构化
Cl Cl
Cl AlCl3 160℃ + H Cl H
Cl H + Cl H
Cl H + Cl H
Cl H + Cl H
Cl Cl
4.1.2 反应动力学
苯环上的氯化是一连串反应：
C6H6 + Cl2 C6H5Cl + Cl2 C6H4Cl2 + Cl2 κ1 υ1 κ2 υ2 κ3 υ3 C6H5Cl + HCl C6H4Cl2 + HCl C6H3Cl3 + HCl
（5） 催化剂的选择 （6）反应介质
⑴
氯化深度
环上取代氯化为连串反应。氯化深度用参加氯化反 应的原料的百分数来表示。
苯的一氯化反应速度常数，在常温下仅比二氯化反应速度常数大 8.5倍左右，因此制备一氯化物时必须严格控制氯化深度。如果要生成 二氯化物，可以提高反应深度。用反应液相对密度来控制。氯苯用途 比二氯苯大，反应中为增加氯苯含量，而减少多氯苯含量，可降低氯 化反应的浓度，即减少苯的反应。但剩余苯越多，则回收的苯越多， 操作费用及损耗将增加，设备生成能力亦下降，因此要慎重选择反应 浓度。
卤化反应
卤化反应：
有机化合物分子中碳原子引入卤素的反应 （氟化、氯化、溴化和碘化）。
主 要 产 品： ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ 有机单体：氯乙烯、四氟乙烯 有机溶剂：CCl4、 CHCl3、 C2H4Cl2、C6H5Cl 制 冷 剂：氟利昂 精细产品：农药、医药、增塑剂、润滑剂、 阻燃剂、染料等中间体
引入卤素的目的：
⑴ 制备卤素衍生物（染料、农药、香料、药物等中间体） 例，氯苯、四氯苯酞 ⑵ 某些精细化工产品引入卤素后，可改进性能 例，含氟氯嘧啶活性基的活性染料，有优异的染色性能； 铜酞菁分子引入Cl、Br，可制备不同黄光绿色调的颜料 ⑶ 有机物分子中引入卤素，由于分子极性增加，可通过卤素 的置换制备含有其它取代基的衍生物 例，卤素置换成羟基、氨基、烷氧基等
芳香氯化物的异构化
Cl Cl
Cl AlCl3 160℃ + H Cl H
Cl H + Cl H
Cl H + Cl H
Cl H + Cl H
Cl Cl
4.1.2 反应动力学
苯环上的氯化是一连串反应：
C6H6 + Cl2 C6H5Cl + Cl2 C6H4Cl2 + Cl2 κ1 υ1 κ2 υ2 κ3 υ3 C6H5Cl + HCl C6H4Cl2 + HCl C6H3Cl3 + HCl
（5） 催化剂的选择 （6）反应介质
⑴
氯化深度
环上取代氯化为连串反应。氯化深度用参加氯化反 应的原料的百分数来表示。
苯的一氯化反应速度常数，在常温下仅比二氯化反应速度常数大 8.5倍左右，因此制备一氯化物时必须严格控制氯化深度。如果要生成 二氯化物，可以提高反应深度。用反应液相对密度来控制。氯苯用途 比二氯苯大，反应中为增加氯苯含量，而减少多氯苯含量，可降低氯 化反应的浓度，即减少苯的反应。但剩余苯越多，则回收的苯越多， 操作费用及损耗将增加，设备生成能力亦下降，因此要慎重选择反应 浓度。
精细有机合成与设计 ——2.卤化反应
R RX
HX X
链终止：
X X
R X
RX X2
10:49
一、烷烃及不饱和烃α-位H的取代卤化
2．影响因素与反应条件
（1）引发条件 （2）引发剂
高温、光照或自由基引发剂
两大类
一类是过氧化物，如过氧化二苯甲酰、二叔丁基过氧化物等；
一类是对称的偶氮化合物，如偶氮二异丁腈（AIBN）等引发剂用
用卤化氢气体或其饱和的有机溶剂，或用浓的
卤化氢水溶液；反应困难，可加Lewis酸催化
CH2 CH(CH2)2CH3
HCl
CH3CH(CH2)2CH3 Cl
PhCH2CH CH2
gasHBr AcOH/0 C
O
PhCH2CH CH3 Br
10:49
二、卤化氢与烯烃加成
②烯烃的结构 双键碳原子上含有给电子基，；双键碳
一、卤素与烯烃加成
2．主要影响因素
（1）烯键临近基团 （双键的带电性---吸电子基、推电子基） （2）卤素 （3）溶剂
氯与烯烃的加成反应速度比溴快，但反应选择性比溴差，氟、碘 不考虑。 ①常用四氯化碳、氯仿、二氯化碳、二硫化碳、乙醚等惰性溶剂；
②亲核性溶剂（如H2O、RCO2H、ROH等）中进行时，溶剂中的亲核性基团可以 进攻中间体碳正离子，将降低1，2-二卤化物产率。添加无机卤化物，以增加 卤负离子浓度，可提高1，2-二卤化物的比例，减少这类副反应的发生。
N-溴（氯）代丁二酰亚胺（NBS、NCS）
（2）亲核性溶剂中反应，N-卤代酰胺与烯烃加成可制得β-卤代
醇。反应历程类似于卤素与烯烃的亲电加成，卤正离子由N-卤代 酰胺提供，负离子来自溶剂，定位也遵循马氏规则。
卤化反应
HClO HBrO
R
OH
Cl
HOCl
Cl
+
OH
第一节 不饱和烃的卤加成反应
三、不饱和烃和次卤酸（酯），N-卤代酰 胺的反应
t-BuOCl/ROH
Cl EtO
O
ROH
EtO
O
Cl
OR
EtO
O
HO
Br
HOBr
Br
O
O
O
t-BuOCl Ar C CH H2O
O Ar C CH2Cl
间接制备α卤代酮的一 个方法
C
C-CH2OH
务必记住：反式二卤烯烃
二、不饱和酸卤内酯反应
第一节 不饱和烃的卤加成反应 二、不饱和酸卤内酯反 应 I
O I2/KI/NaHCO3 O
CH2 COOH
记住:底物特点是什么，反应条件是什么
H C C Ph Br2/NaHCO3 H
Br Ph
？
O
C
O
OH
O
第一节 不饱和烃的卤加成反应
NCS NBA
Ph-CH=CH2
NBA
Ph-CH - CH2 OH Br
第一节 不饱和烃的卤加成反应
1 HX对烯烃的加成
R1 C R2 C R3 R4 HX
四、卤化氢对不饱和烃的加成反应
四、卤化氢对不饱和烃的加成反应（重点）
R1 R2
Cl
+
H C
X C
R4 R3
+
R1 R2
X C
H C
R4 R3
HCl
H Br CH3
Ar C H Br C Br
H CH3
问题？
比较下面六个化合物的活性 HOOCC=CCOOH (CH3)2C=C(CH3)2 CH3CH=CH2 CH2=CHCN
R
OH
Cl
HOCl
Cl
+
OH
第一节 不饱和烃的卤加成反应
三、不饱和烃和次卤酸（酯），N-卤代酰 胺的反应
t-BuOCl/ROH
Cl EtO
O
ROH
EtO
O
Cl
OR
EtO
O
HO
Br
HOBr
Br
O
O
O
t-BuOCl Ar C CH H2O
O Ar C CH2Cl
间接制备α卤代酮的一 个方法
C
C-CH2OH
务必记住：反式二卤烯烃
二、不饱和酸卤内酯反应
第一节 不饱和烃的卤加成反应 二、不饱和酸卤内酯反 应 I
O I2/KI/NaHCO3 O
CH2 COOH
记住:底物特点是什么，反应条件是什么
H C C Ph Br2/NaHCO3 H
Br Ph
？
O
C
O
OH
O
第一节 不饱和烃的卤加成反应
NCS NBA
Ph-CH=CH2
NBA
Ph-CH - CH2 OH Br
第一节 不饱和烃的卤加成反应
1 HX对烯烃的加成
R1 C R2 C R3 R4 HX
四、卤化氢对不饱和烃的加成反应
四、卤化氢对不饱和烃的加成反应（重点）
R1 R2
Cl
+
H C
X C
R4 R3
+
R1 R2
X C
H C
R4 R3
HCl
H Br CH3
Ar C H Br C Br
H CH3
问题？
比较下面六个化合物的活性 HOOCC=CCOOH (CH3)2C=C(CH3)2 CH3CH=CH2 CH2=CHCN
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（％）
药物合成第一章 卤代反应
Organic Reactions for Drug Synthesis
芳环上若连有吸电子基团，反应较困难。一般需用 Lewis酸催化，并在较高的温度下进行卤代，或采用活 性较大的卤化试剂。
Organic Reactions for Drug Synthesis
2. 不同的芳核
含多余p电子的芳杂环，卤代反应比苯容易进行。 反之，缺p 电子的芳杂环，卤代反应比苯难。
CH3COOC2H5等惰性溶剂。
d. 温度
反应温度一般不宜太高，如烯烃与氯的反应，需控制 在较低的反应温度下进行，以避免取代等副反应发生。
Organic Reactions for Drug Synthesis
应用：
光卤加成反应特别适用于双键上具有吸电子的烯烃、芳环。
Organic Reactions for Drug Synthesis
烃类的卤取代反应
饱和脂肪烃上的氢原子活性比较小，需在高温、光照或自
由基引发剂的存在下，才能发生卤取代反应
氢原子的活泼性顺序：叔氢＞仲氢＞伯氢 不同卤素与烷烃进行卤化反应的活性顺序为：F>Cl>Br>I 烷烃卤化时，卤原子的选择性是I＞
Br ＞ Cl ＞F
Organic Reactions for Drug Synthesis
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
Organic Reactions for Drug Synthesis
例
Organic Reactions for Drug Synthesis
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
卤化反应
有机反应类型按反应时键的断裂方式：
1.均裂方式: A B
A+ B
2.异裂方式: A B
A+ B
1)亲电反应 : RCH=CH2 + HBr
2)亲核反应: RCH2Cl + CN
RCHCH3 Br
RCH2CN + Cl
3.协同方式
+
酸碱理论： 1. Brönsted酸碱理论
Brönsted酸：质子的给予体 HX, HAc, C6H5COOH, C6H5SO3H Brönsted碱：质子的接受体 NH3, RNH2, ROH, ROR, RO , OH , Cl
机 理： 亲电加成
R1
R3
CC
R2
R4
X-OH
HClO
HBrO
Cl--OH Br--OH
R1 OH R3
CC
R2 X R4
R1 OH
R3
CC
R2
X R4
实例：
OH Cl2/NaOH/H2O HgCl2/ 15~20℃
Cl
(70~73%)
Ar - CH CH2 HCl O/ H2O 收 率 较 低
C OCl ( 有 机 溶 剂 中 ) Ar - CH- CH2 70%
AcOH/ H2O
OH Cl
OH -
Ar - CH - CH2
+
Cl
通 式： R1
R3
CC
68-80%
C6H5 HC CH2Br O OC CH 3
20-32%
C6H5 HC CH2Br +
Br2/CH3COOH,LiBr
Br
84%
C6H5 CH CH2Br OOCCH3
1.均裂方式: A B
A+ B
2.异裂方式: A B
A+ B
1)亲电反应 : RCH=CH2 + HBr
2)亲核反应: RCH2Cl + CN
RCHCH3 Br
RCH2CN + Cl
3.协同方式
+
酸碱理论： 1. Brönsted酸碱理论
Brönsted酸：质子的给予体 HX, HAc, C6H5COOH, C6H5SO3H Brönsted碱：质子的接受体 NH3, RNH2, ROH, ROR, RO , OH , Cl
机 理： 亲电加成
R1
R3
CC
R2
R4
X-OH
HClO
HBrO
Cl--OH Br--OH
R1 OH R3
CC
R2 X R4
R1 OH
R3
CC
R2
X R4
实例：
OH Cl2/NaOH/H2O HgCl2/ 15~20℃
Cl
(70~73%)
Ar - CH CH2 HCl O/ H2O 收 率 较 低
C OCl ( 有 机 溶 剂 中 ) Ar - CH- CH2 70%
AcOH/ H2O
OH Cl
OH -
Ar - CH - CH2
+
Cl
通 式： R1
R3
CC
68-80%
C6H5 HC CH2Br O OC CH 3
20-32%
C6H5 HC CH2Br +
Br2/CH3COOH,LiBr
Br
84%
C6H5 CH CH2Br OOCCH3
卤化反应讲解
OH H
氯霉素
17
H3C
SO2NHCONH(CH2)3CH3
甲苯磺丁脲 t1/2 5.7hr
Cl
SO2NHCONH(CH2)2CH3
氯苯磺丙脲 t1/2 33hr
18
甲苯磺丁脲片 通用名： 甲苯磺丁脲片 曾用名： 英文名： TOLBUTAMIDE TABLETS 拼音名： JIABEN HUANGDINGNIAO
用途： 作为特定活性化合物 作官能团转化的中间体
16
如：制备药物中间体 糖皮质激素醋酸可的松
CH3
CO OH
CH2I
CO OH
O
CH2OCCH3
CO OH
I2/CaO
CH3OH/CaCl2
O
O
CH3COOK DMF O
制备具有不同生理活性的含卤素的有机药物
H NHCOCHCl2
H2N
CC
CH2OH
13
第一节 卤化反应机理 第二节 不饱和烃的卤加成反应 第三节 烃类的卤取代反应 第四节 羰基化合物的卤取代反应 第五节 醇、酚和醚的卤置换反应 第六节 羧酸的卤置换反应 第七节 其他官能团化合物的卤置换反应
14
•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
15
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。
NO2 CHO
甲醇 回 流 CH3OOC
H3C
NO2 COOCH3
N CH3 H
12
Halogenation Reaction Halogenation is a chemical reaction that incorporates a halogen atom into a molecule.
第三章 卤化反应
(3) 以二氯硫酰为氯化剂
SO2Cl2 ClSO2- + Cl+ Cl- + SO2↑
2017/2/19
10
(4) 不用催化剂的情况： 前提：当有机物容易被氯化且反应可以在水介质中进行。
Cl2 + H2O HOCl + H+ HOCl + H+ + ClH2O + Cl+
(5)盐酸加氧化剂体系 在水介质中进行氯化时，一般用盐酸加氧化剂来产生Cl2或 Cl+，并利用控制氧化剂的用量来控制Cl2的生成量。
+ I2 + H2O2
2
+ 2H2O
植物生长调节剂
3.3 羰基α-H取代卤化
3.3.1 反应历程
H+ 或L
+ X+
碱催化
C O-
C
C O
C X
羰基α一氢的取代卤化是酸催化或碱催化的亲电取代反应，卤化剂 主要是Cl2和Br2，卤素总是取代羰基的α位的氢。
2017/2/19 26
O HN C NH
二苯脲
O HN Cl C Cl Cl NH Cl
氯化，Cl2 水介质
SO3H Cl
水解，-CO2 稀H2SO4 70～120℃
SO3H NH2 Cl
水解，-SO3H 50%～70%H2SO4 140～170℃
SO3H NH2 Cl
SO3H
Cl
SO3H
3.2.2 芳环上的取代溴化反应
1、十溴二苯醚的制备(阻燃剂）
大过量溴为溶剂
O
Br Br
Br Br O Br Br
Br Br Br
AlCl3
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卤加成反应是在有机化合物中引入卤素原子的反应，常用的卤化剂有以下几种：
1. 卤素：氟、氯、溴、碘和砹等。
这些卤素可以直接与有机化合物反应，引入相应的卤原子。
2. 盐酸和氧化剂：如氢氯酸（HCl）、氢溴酸（HBr）、氢碘酸（HI）等。
这些酸可以与有机化合物反应，生成相应的卤化氢，然后再与其它物质发生加成反应。
3. 金属和非金属的卤化物：如铝卤化物（AlX3）、硼卤化物（BX3）、硅卤化物（SiX4）等。
这些化合物可以与有机化合物反应，引入相应的卤原子。
4. 次氯酸酯：如次氯酸叔丁酯（TBHP）、次氯酸异丙酯（IPCO）等。
这些化合物可以与有机化合物反应，引入氯原子。
5. N-溴代丁二酰亚胺（NBS）：这是一种常用的溴化剂，可以与有机化合物反应，引入溴原子。
6. 氯酸钾（KMnO4）：作为一种强氧化剂，可以氧化有机化合物中的双键或三键，生成卤代烃。