第一章:卤化反应
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2、芳香重氮盐的卤置换
Sandmeyer(桑德迈尔)反应—用CuCl或CuBr在 相应HX存在下,将芳香重氮盐转化成卤代芳烃。
ArN2 X
+ -
HX/CuX
ArX + N2
Gattermann(盖得门)反应—改用铜粉和氢卤酸
ArN2 X
+ -
Cu/HX
ArX + N2
Br
必须严格无水
第六节 其它官能团化合物的卤置换反应
1、卤化物的卤置换
RX + X' RX' + X
X=Cl, Br, X=I, F
I
eg:
Cl NO2 NaI/DMF , 15min NO2
NO2
NO2
Cl NO2 KF/DMF
F NO2
CBr3 SbF3 。 55~熔 化 NO2
CF3
NO2
PCl5活性大,适用于吸电子基芳酸
O2N COOH PCl5 O2N , 0.5hr COCl
PBr3/PCl3活性较小,一般用于脂肪羧酸
PBr3 COOH COBr
SOCl2是由羧酸制备酰氯常用试剂
RCOOH + SOCl2 RCOCl + SO2 + HCl
对双键、羰基、烷氧基、酯基影响很少
I2/KI/NaHCO3 CH2CO2H O C H2C H O I H H2O/r.t.4h I
H
H O O
88%
H C C CO2H Br H
H Ph Br2/CHCl3 。 0 r.t.20min
H
Br CH CH Ph Br CO2H
Ph + O O
69%
少量
第二节 烃类的取代反应
1、饱和烃卤取代:自由基历程
亲核取代机理
SN1反应
ROH + HX ROH2
+ +
快
+
ROH2 + X-
+
慢 快
R + H2O RX
R +X
形成R+离子,叔醇、苄醇、烯丙醇为SN1 SN2反应
X + ROH2
+
X R OH2
X R + H2O
伯 醇
过渡态
高活性叔醇、苄醇可用浓盐酸或HCl反应
CH3 CH3 C OH CH3 HCl CH3 CH3 C Cl CH3
CH3 CH3
2mol Br2/ h 。 125 , 2h
CH2Br CH2Br
48~53%
CH3 4mol Br2/ h 。 140~160 ,6~10h CH3 CHBr2 CHBr2
3、芳环卤取代
X X 或 他 化 形 其 卤 剂 式 H X X
H
机理
ArH + 2Br2 ArH + Br2 + I2
NBS/H2O Ph CH CH2 25 , 35min Ph CH CH2Br OH
82%
R1 H
C
C
R2 H
NBS/DMSO
Br R1 R2 C C H H Me O S Me
Br R1 H
R2
C
C O SMe2
H
Dalton反应
H2O
Br C H R1 C OH H R2
R2
-消 除 (在 燥 MSO中 干 D )
90% 71%
I
5、与硼烷的加成及卤解
CH3(CH2)5CH CH2 。 1. BH3.THF/ 0 2. Br2/MeONa/MeOH 。 0 CH3(CH2)7Br
94%
BH3.THF 。 25
( H
I2/MeONa )3B MeOH/ 0。 I
78% (endo/exo=80/20)
6、不饱和羧酸的卤内酯化反应
CH2
COOC2H5 COOC2H5
eg:
CH2
COOC2H5 COOC2H5 Br CH
Br2, CCl4
COOC2H5 COOC2H5
第四节 醇、酚、醚的卤置换反应
1、醇的卤置换:亲核取代
ROH + HX
RX + H2O
卤化剂:HX, PX3, PX5, SOCl2等 醇羟基活性: 烯丙基醇>苄醇>叔醇>仲醇>伯醇 HX活性:HI>HBr>HCl>HF
Cl
52%* 69%*
OCOCH3 Cl + CH3CH CH C2H5 + CH3CH CH C2H5 Cl OCOCH3
33%* 21%*
13%* 8%*
X
Br2/CCl4 H 2~5 H CH3
Br H X C C CH3 + X H Br
Br CΒιβλιοθήκη Baidu3 C C H H Br
X=H
88%
12%
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
Cl
外向型(exo) 70~95%
2、苄位、烯丙位的卤取代
X2 h 或 他 其 引 剂 发 X
(X=Cl, Br)
O h N X 或 由 自 基 引 剂 发 O
O N +X O
Hunsdriecker(汉斯狄克)反应
羧酸银盐和溴或碘反应,脱去CO2,生成比原反 应物少一个C的卤代烃。
RCO2Ag + X2
RX + AgX
+ CO2
( X=Br, I )
O2N
Br2/CCl4 O2N COOAg , 3hr Br2/HgO/CCl4 COOH Cl , 0.5hr
Br
Cl
X Cl Br
65% 88%
35% 12%
8.10 立体化学的重要应用举例
1.碳正离子中间体
δ -
Br Br
+
δ + Br
H C C H
CH3 H CH3
Br
单键旋转
CH3
+
H H
CH3
H CH3
H3C
Br Br H3C Br H H CH3
≡
CH3 Br H H Br CH3 内消旋体
8.10 立体化学的重要应用举例
X=OCH3
63%
37%
Me
C16H30 Br2/AcOH AcONa/Et2O 20-25
Br
HO
Me HO H Br
Me C16H30 Br HO H Br
(84~85%)
I2/AcOAg/Et2O
H OAc I H
80%
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 X OH R3 R4
Br C R1 C O H
OAc NBS/DMSO AcOCH2 O OgluAc4 OAc Br O AcOCH2 O OgluAc4 r.t
(90%)
4、与卤化氢的加成
PhCH2 gas,HBr CH CH2 。 AcOH/ 0 , 12h PhCH2 CH CH3 Br KI/H3PO4 80。3h ,
ArBr + H + Br3 ArBr + H + I2Br
(Lewis酸催化:AlCl3, FeCl3, ZnCl2等)
第三节 羰基化合物的卤代反应
1、醛、酮的-卤代反应 酸催化机理
C C H O C C H OH B: X2 ( -HX ) 快 B: 慢 (-BH ) H 快 C C OH X X
3、卤仿反应
乙醛或甲基酮(CH3CO-)在碱性条件下与过量卤素作 用, -H全被X取代生成少一个碳原子的酸和卤仿。
O (CH3)3CCCH3
-甲基酮
Br2/NaOH 或 aOBr N
O H2O (CH3)3CCCBr3 (CH3)3CCOOH + HCBr3
4、羧酸衍生物的-卤取代
RCOX, RCN, (RCO)2O,
2. 溴翁离子中间体
H C C H CH3
δ -
Br Br H H CH3 CH3
δ + Br
CH3
Br H CH3 CH3 a b Br
a H
Br
H
CH3 Br
CH3
≡ ≡
CH3 H Br H Br CH3 CH3 Br H Br H CH3
对映体
H
b
H Br
Br H CH3 CH3
8.10 立体化学的重要应用举例
Cl2/NaOH/H2O HgCl2/15~20
OH Cl 70~73%
HOCHCH2Cl
CH CH2 t BuOCl/HOAc/H2O < 25。 ,15min
70%
3、与N-卤代酰胺的加成
OH R C NH X Nu C C X C C Nu C C X
Nu=H2O, ROH, DMSO, DMF
~70%
O CH3 SO2Cl2/CCl4 r.t.,2h
O CH3 Cl
83~85%
N
。 1.Cl3CCOCCl3/THF/- 78 CH3 2. HCl/H2O 3. NaHCO3/H2O O O Me + CH3 Cl
Cl
90%*
9%*
碱催化机理
C C H O OH C C O X X OH 慢 (-H2O) C C O X2 快 ( -X ) C C X O
反-2-丁烯与溴代加成生成内消旋体:
H CH3 Br Br H Br b H3C Br ≡ Br
≡
H C
CH3 Br2 C H3C H
Br H CH3 H a b Br -
a H3C
Br
CH3 H H 内消旋体
H3C
H CH3 ≡ H H
CH3 CH3 H Br Br CH3
H3C
C2H5 Cl2/CH3CO2H C C CH3CH CH C2H5 。 25 H H Cl 添加 LiCl
草酰氯(COCl)2用于结构中有对 酸敏感的官能团或结构的羰酸
O
OH
(COCl)2
PhH r.t CO2K O O CO2H
O
OH COCl
Cl C C Cl/PhH r.t, 12h OAc
COCl
OAc
~97%
Ph CH CH CO2H
SOCl2 , 60min
Ph CH CH COCl SOCl2 CH2CO2Cl 。 CH2CO2Me 30~40 , 3h CH2CO2Me (93%) CH2CO2H
第一章 卤化反应
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:作为特定活性化合物; 作官能团转化的中间体。
第一节 不饱和烃的卤加成反应
1、与卤素的加成
Ph H X C Ph H H C X C C H CH3 CH3 + X2/CCl4 0~5 X H CH3
C C X H Ph
60~70℃, 0.5hr
3、醚的卤置换
R O R' HX RX + R'OH
HX:HI, HBr, KI/H3PO4
eg:
KI/H3PO4/P2O5 O , 3hr ICH2CH2CH2CH2I
1,4-二碘丁烷
第五节、羧酸的卤置换
O R C OH
卤 剂 化
O R C X
卤化剂:PX3, PX5, POX3,SOX2 活性:脂肪羧酸>芳香羧酸 芳香羧酸:推电子取代基>无取代>吸电子取代基
伯醇常用Lucas试剂(浓HCl+ZnCl2反应)
浓 HCl CH3(CH2)2CH2Cl CH3(CH2)2CH2OH ZnCl2
2、酚的卤置换
酚羟基活性小,必须用PCl5, POCl3, 而不用HX, SOCl2
CH3 POCl3 N OH OH , 0.5hr N Cl Br CH3
Ph3PBr2 CH3CN
C C X O
酮的卤取代反应
CH3COCH2CH2CH3
Br2/KClO3/ h 。 H2O/ 40~45 6h
CH3CO CH CH2CH3 Br 53% + CH2 CO CH2CH2CH3 Br 32%
2、烯醇酯、烯胺醚的卤取代反应
CH2 C OAc H
AcO
CH2Br H NBS/diox 。 85 ,45min C O H