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卤 代 烃. 从前面的讨论 可, 各类烃可以通过取代反应或加成反应生成卤代烃。一般情况下当分子中引入一个卤素后,其化学性质要活泼 得 多,能发生许多化学反应以及合成其它类型的化合物。卤代烃在有机合成上起着桥梁的作用,其在有机合成上尤为重要。. 卤代烃除了在有机合成上起着很重要的作用,不少卤代烃 及其 聚合物也是重要的 化工 产品。氯霉素中含有氯 、 甲状腺素中含有碘 、 三氯甲烷 既是 溶剂又是早期的麻醉剂 、 灭火剂 ( 含有氟的多卤代烃 )、 聚四氟乙烯 ( 俗称塑料王,耐腐蚀,耐高温 )、 聚氯乙烯是很好的塑料产品。.
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卤代烃 从前面的讨论可,各类烃可以通过取代反应或加成反应生成卤代烃。一般情况下当分子中引入一个卤素后,其化学性质要活泼得多,能发生许多化学反应以及合成其它类型的化合物。卤代烃在有机合成上起着桥梁的作用,其在有机合成上尤为重要。
卤代烃除了在有机合成上起着很重要的作用,不少卤代烃及其聚合物也是重要的化工产品。氯霉素中含有氯、甲状腺素中含有碘、三氯甲烷既是溶剂又是早期的麻醉剂、灭火剂(含有氟的多卤代烃)、聚四氟乙烯(俗称塑料王,耐腐蚀,耐高温)、聚氯乙烯是很好的塑料产品。卤代烃除了在有机合成上起着很重要的作用,不少卤代烃及其聚合物也是重要的化工产品。氯霉素中含有氯、甲状腺素中含有碘、三氯甲烷既是溶剂又是早期的麻醉剂、灭火剂(含有氟的多卤代烃)、聚四氟乙烯(俗称塑料王,耐腐蚀,耐高温)、聚氯乙烯是很好的塑料产品。 自然界中含有卤素的有机化合物极少,绝大多数卤代烃是人工合成的,卤代烃是很有用的有机化合物,又是有毒的有机化合物,尤其是对人体的肝脏影响比较大。
§1 卤代烃的分类、命名及同分异构 一、分类
二、同分异构 卤代烃的同分异构体数目比相应的烷烃的异构体要多, 一卤代烃除了碳干异构外,还有卤原子的位置异构。 三、命名 1、普通命名(用于简单的一卤代烃的命名) RX 按照和卤素连接的烃基的名称来命名,称为某基卤。
有时也在母体烃名称前面加上“卤化”,称为“卤代或卤化某烃”有时也在母体烃名称前面加上“卤化”,称为“卤代或卤化某烃” 2、系统命名法 对于烃基比较复杂的卤代烃,采用系统命名法,以相应的烃作为母体,卤素原子作取代基,命名原则、方法与烃类相同。
4-溴-1-丁烯-3-炔 3-氯-5-溴异丙苯 4-乙基-6-氯-2-己烯 1,4-二氯环己烷 1-甲基-3-氯环己烷 3-氯-1-环己烯 1-氟-4-溴苯
§2 卤代烃的物理性质 一、熔点 沸点 1、与同碳原子数的烷烃相比 CH4 CH3Cl MP -182.5℃ -97℃ BP -161.7℃ -24℃ 2、同碳原子数的不同卤代烃 RI > RBr > RCl > RF CH3F CH3Cl CH3Br CH3F BP –78.4℃ -24.2℃ 3.65℃ 42.4℃
3、一卤代烃异构体中,支链越多,沸点越低 二、状态 室温下,除了CH3F、CH3CH2F、CH3CH2CH2F、CH3Cl、CH3CH2Cl、 CH3Br是气体外,常见的卤代烃是液体 。
三、相对密度 一卤代物RF、RCl的相对密度小于1;一卤代物RBr、RI的相对密度大于1;含有2个或2个以上的卤素原子的卤代烃相对密度大于1; 烃基相同的卤代烃相对密度的大小为: RF〈 RCl〈 RBr〈 RI
四、溶解度 卤代烃在铜丝上燃烧能产生绿色的火焰,这可以作为鉴定卤素的简便方法。 一卤代烃具有一种不愉快的气味,其蒸汽有毒,应该尽量避免其蒸汽蒸发到空气中。
§3 卤代烃的制备 一、由烃制备 1、烷烃的自由基取代反应
二、由醇来制备 1、醇与HX作用 HX 中X的不同,反应条件也有所不同。 2、醇与卤化磷作用
三、卤代烷的互换 NaI在丙酮中溶解度大,NaCl、NaBr 在丙酮中的溶解度小。
§4 卤代烃的化学性质 化学键 C—H C—Cl C—Br C—I 键能KJ/mol 414 339 285 218
一、亲核取代反应 1、水解
(1)、加NaOH的目的是为了加快反应的进行,使反应完全。(1)、加NaOH的目的是为了加快反应的进行,使反应完全。 (2)、此反应是制备醇的一种方法,制一般醇无合成价值,可 用于制取引入OH比引入卤素更困难的醇。
2、氰解 (1)、RX一般为伯卤代烃; (2)、反应后分子中增加了一个碳原子,是有机合成 中增长碳链的方法之一;(3)、-CN可进一步转化为–COOH,-CONH2、-CH2NH2等基团。
3、醇解 R-X一般为伯RX
4、酸解 5、氨解
7、与AgNO3/醇溶液反应 此反应中,由于有AgX的生成,可以用来鉴定卤代烃。不同结构的卤代烃与AgNO3/醇溶液反应,反应的速度有明显的差异。 烯丙式卤代烃、叔卤代烃和RI在室温下就能与AgNO3/醇溶液迅速反应生成AgX沉淀,一级、二级氯代烃、溴代烃要在加热的情况下才能起反应生成AgX沉淀,乙烯式卤代烃即使在加热情况下也不能反应。所以可用AgNO3/醇溶液鉴别不同结构的卤代烃。 R3C-X > R2CH-X > RCH2-X R-I > R-Br > R-Cl
8、与RC≡CNa反应 (1)、由低级炔制备高级炔的一种方法; (2)、RX必须是伯卤代烃。
上述反应都是由试剂的负离子部分或未共用电子对去进攻C—X键中电子云密度较小的碳原子而引起的。这些进攻试剂都有较大的电子云密度,能提供一对电子给C—X键中带正电荷的碳,也就是说这些试剂具有亲核性,我们把这种能提供负离子的试剂称为亲核试剂。由亲核试剂的进攻而引起的取代反应称为亲核取代反应。简称为SN(S—取代、N—亲核的)。上述反应都是由试剂的负离子部分或未共用电子对去进攻C—X键中电子云密度较小的碳原子而引起的。这些进攻试剂都有较大的电子云密度,能提供一对电子给C—X键中带正电荷的碳,也就是说这些试剂具有亲核性,我们把这种能提供负离子的试剂称为亲核试剂。由亲核试剂的进攻而引起的取代反应称为亲核取代反应。简称为SN(S—取代、N—亲核的)。
二、消除反应 从分子中脱去一个简单分子生成不饱和键的反应称为消除反应,用E表示。 1、消除反应的活性 3°RX > 2°RX > 1°RX
消除反应和取代反应是一对竞争的反应,在大多数的情况下同时进行,至于哪个反应占主导,取决于反应条件和反应物的结构。消除反应和取代反应是一对竞争的反应,在大多数的情况下同时进行,至于哪个反应占主导,取决于反应条件和反应物的结构。 伯卤代烃容易发生取代反应,叔卤代烃容易发生消除反应;体积庞大的碱有利于消除反应,体积小的碱有利于取代反应;在水溶液中易发生取代反应,在醇溶液中易发生消除反应。
三、与金属的反应 卤代烃能与某些金属发生反应,生成有机金属化合物——金属原子直接与碳原子相连接的化合物。 1、与金属镁的反应 电负性C为2.5,Mg为1.2,所以格氏试剂非常活泼,能起多种化学反应。
制备格氏试剂(RMgX)时卤代烃的反应活性为: RI>RBr>RCl 乙烯型氯代烃必须采用沸点较高的溶剂四氢呋喃(THF)使反应在较高的温度下才能进行。
2、与金属钠的反应(Wurtz 武兹反应) 2R—X + 2 Na → R—R + 2NaX (1)、只适用于同一伯卤代烷,(2)、不同烷基无实用价值。
3、与金属锂反应 (1)、有机锂(RLi)和有机铜锂(R2CuLi)的制备 有机锂的性质与格氏试剂很相似,反应性能更活泼,遇水、醇、酸等即分解,故制备和使用时都应注意。
(2)、有机锂(RLi)和有机铜锂(R2CuLi)的反应(2)、有机锂(RLi)和有机铜锂(R2CuLi)的反应 (HY=H2O,R′OH,R′NH2, R′COOH,R′C≡CH)