1卤化反应0909
合集下载
《卤化反应 》课件
卤化反应
目 录
• 卤化反应概述 • 卤化反应机理 • 卤化反应的条件与影响因素 • 卤化反应的工业应用 • 卤化反应的安全与环保 • 卤化反应的前沿进展与展望
01
卤化反应概述
定义与分类
定义
卤化反应是指将其他元素或基团替换 为卤素（氟、氯、溴、碘）的反应。
分类
根据卤化反应中卤素的不同，可以分 为氟化、氯化、溴化和碘化等。
详细描述
亲核取代卤化反应中，亲核试剂（如醇、胺等）进攻卤代烃的碳原子，卤素原子被取代基取代。这个反应过程中 ，亲核试剂首先与卤代烃形成络合物，然后发生取代反应，生成新的碳-碳键和卤化物。
消除反应卤化
总结词
不饱和烃在加热条件下发生消除反应，同时生成碳-卤键。
详细描述
消除反应卤化中，不饱和烃在加热条件下发生消除反应，同 时生成碳-卤键。这个过程中，不饱和烃首先形成不稳定的消 除中间体，然后发生消除反应，生成新的碳-卤键和烯烃。
氟代烃的合成工艺难度较大， 且氟气具有剧毒和强腐蚀性， 因此研究和应用相对较少。
05
卤化反应的安全与环 保
卤化反应的危险性
卤化反应通常涉及高温、高压和有毒有害物质，操作不当可能导致火灾、爆炸等安 全事故。
卤化反应过程中产生的废气、废水和废渣等废弃物，如未经妥善处理，可能对环境 造成严重污染。
卤化反应过程中使用的原料和催化剂等物质，如对人体有害，可能对操作人员的健 康造成危害。
高选择性卤化反应的研究
研究高选择性卤化反应，以实现特定位置或特定结构的卤化，提高产物的纯度和 收率。
开发高选择性卤化反应的机理和动力学模型，为优化反应条件和提高产物选择性 提供理论支持。
卤化反应在绿色化学领域的应用
探索卤化反应在绿色合成中的实际应用，如药物合成、材料 制备和生物活性分子合成等。
目 录
• 卤化反应概述 • 卤化反应机理 • 卤化反应的条件与影响因素 • 卤化反应的工业应用 • 卤化反应的安全与环保 • 卤化反应的前沿进展与展望
01
卤化反应概述
定义与分类
定义
卤化反应是指将其他元素或基团替换 为卤素（氟、氯、溴、碘）的反应。
分类
根据卤化反应中卤素的不同，可以分 为氟化、氯化、溴化和碘化等。
详细描述
亲核取代卤化反应中，亲核试剂（如醇、胺等）进攻卤代烃的碳原子，卤素原子被取代基取代。这个反应过程中 ，亲核试剂首先与卤代烃形成络合物，然后发生取代反应，生成新的碳-碳键和卤化物。
消除反应卤化
总结词
不饱和烃在加热条件下发生消除反应，同时生成碳-卤键。
详细描述
消除反应卤化中，不饱和烃在加热条件下发生消除反应，同 时生成碳-卤键。这个过程中，不饱和烃首先形成不稳定的消 除中间体，然后发生消除反应，生成新的碳-卤键和烯烃。
氟代烃的合成工艺难度较大， 且氟气具有剧毒和强腐蚀性， 因此研究和应用相对较少。
05
卤化反应的安全与环 保
卤化反应的危险性
卤化反应通常涉及高温、高压和有毒有害物质，操作不当可能导致火灾、爆炸等安 全事故。
卤化反应过程中产生的废气、废水和废渣等废弃物，如未经妥善处理，可能对环境 造成严重污染。
卤化反应过程中使用的原料和催化剂等物质，如对人体有害，可能对操作人员的健 康造成危害。
高选择性卤化反应的研究
研究高选择性卤化反应，以实现特定位置或特定结构的卤化，提高产物的纯度和 收率。
开发高选择性卤化反应的机理和动力学模型，为优化反应条件和提高产物选择性 提供理论支持。
卤化反应在绿色化学领域的应用
探索卤化反应在绿色合成中的实际应用，如药物合成、材料 制备和生物活性分子合成等。
第一章：卤化反应
~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
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 ,
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
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源自AcOCH2Br H NBS/diox 。 85 ,45min C O H
一卤化反应 课件
同向
反向
2021/4/21
25
(3) 卤化氢对烯烃加成，有区域选择性问题，主要取决于卤化氢 试剂、反应条件
R 1
R 4 H X
CC
R 2
R 3
HX
R 1
R 4
CC
+
XH
R 1
R 4
CC
R 2
R 3 R 2
R 3
Cl
C l
+HCl
H C l
C H 3-C H = C H 2
C H 2-C H C H 3
攻C+，生成-卤代醇或酯
15
(7) 用过硫酸氢钾(oxone，2KHSO5.KHSO4.K2SO4)：与NaCl或NaBr能迅 速释放出氯或溴，较易对,-不饱和酮进卤加成反应，生成二卤化物，若 继续脱一分子卤化氢，可制备-卤代- ,-不饱和酮。
N aX /oxone
XX
H 3C (H 2C )6H CC H 2
无机碘化物/磷酸；
KI/H 3PO 4 80oC , 3h
I (90% )
浓的卤化氢水溶液；
反应困难时，Lewis酸催化；
封管加热
2021/4/21
23
(2) 卤化氢对烯烃加成，有立体选择性问题(同向或反向)，主要 取决于烯烃的结构、卤化氢试剂、反应条件(溶剂、温度等)
不同烯烃的加成有不同的立体化学性质
烯烃与氯化氢加成时遵循马氏 规则
HBr加成时有反马氏规则
Ph-CH=CH2
HBr
Ph--C-CH3 Br
马氏规则
HBr
Ph-CH2CH2Br
H2O2或光照
反马氏规则
自由基加成机理
2021/4/21
反向
2021/4/21
25
(3) 卤化氢对烯烃加成，有区域选择性问题，主要取决于卤化氢 试剂、反应条件
R 1
R 4 H X
CC
R 2
R 3
HX
R 1
R 4
CC
+
XH
R 1
R 4
CC
R 2
R 3 R 2
R 3
Cl
C l
+HCl
H C l
C H 3-C H = C H 2
C H 2-C H C H 3
攻C+，生成-卤代醇或酯
15
(7) 用过硫酸氢钾(oxone，2KHSO5.KHSO4.K2SO4)：与NaCl或NaBr能迅 速释放出氯或溴，较易对,-不饱和酮进卤加成反应，生成二卤化物，若 继续脱一分子卤化氢，可制备-卤代- ,-不饱和酮。
N aX /oxone
XX
H 3C (H 2C )6H CC H 2
无机碘化物/磷酸；
KI/H 3PO 4 80oC , 3h
I (90% )
浓的卤化氢水溶液；
反应困难时，Lewis酸催化；
封管加热
2021/4/21
23
(2) 卤化氢对烯烃加成，有立体选择性问题(同向或反向)，主要 取决于烯烃的结构、卤化氢试剂、反应条件(溶剂、温度等)
不同烯烃的加成有不同的立体化学性质
烯烃与氯化氢加成时遵循马氏 规则
HBr加成时有反马氏规则
Ph-CH=CH2
HBr
Ph--C-CH3 Br
马氏规则
HBr
Ph-CH2CH2Br
H2O2或光照
反马氏规则
自由基加成机理
2021/4/21
第一章 卤化反应优秀课件
第一章 卤化反应
第一章 卤化反应
Halogenation Reaction
2013/09
反应
卤化反应的应用
1、人造血
2、杀虫剂-米勒1939年发现并合成了高效有机杀虫剂DDT, 于1948年获得诺贝尔生理与医学奖
3、冷冻剂：氟里昂CF2Cl2
4、发泡剂
5.、药物
DDT
如：氟尿嘧啶注射液
【适应症】：本品的抗瘤谱较广，主要用于治疗 消化道肿瘤，或较大剂量氟尿嘧啶治疗绒毛膜上 皮癌。亦常用于治疗乳腺癌、卵巢癌、肺癌、宫 颈癌、膀胱癌及皮肤癌等。
(2)亲电取代
① 芳烃的卤取代反应： ➢ 芳烃氢原子被卤素原子取代的反应，
属于最常见的芳烃亲电取代。
σ-络合物
然后很快失去一个质子或L-，恢复到稳定 的芳环结构，完成亲电卤取代反应。
2. 亲核反应：亲核取代
醇羟基的卤置换反应、 羧羟基的卤置换反应、 卤化物的卤素交换反应 磺酸酯的卤置换反应 反应历程： ➢ 单分子亲核取代反应(SN1) ➢ 双分子亲核取代反应(SN2)
OCH2CH2N
C2H5 C2H5
·HCl
I
胺碘酮盐酸盐
定义：
有机化合物分子中引入卤素原子(X)， 建立碳—卤键的反应称卤化反应。
用途：
➢ 制备具有特定活性的含卤有机药物 ➢ 制备官能团转化的中间体 ➢ 提高反应选择性，引入卤素原子作为保
护基、阻断基等，提高合成反应中的化 学或区域选择性
第一节 卤化反应机理
卤化反应的机理类型:
亲电加成 不饱和烃的卤加成反应 亲电取代 芳烃和羰基α位的卤取代反应 亲核取代 卤置换反应 自由基反应 饱和烃、苄位和烯丙位的卤取
代反应、某些不饱和烃的卤加 成反应等
第一章 卤化反应
Halogenation Reaction
2013/09
反应
卤化反应的应用
1、人造血
2、杀虫剂-米勒1939年发现并合成了高效有机杀虫剂DDT, 于1948年获得诺贝尔生理与医学奖
3、冷冻剂：氟里昂CF2Cl2
4、发泡剂
5.、药物
DDT
如：氟尿嘧啶注射液
【适应症】：本品的抗瘤谱较广，主要用于治疗 消化道肿瘤，或较大剂量氟尿嘧啶治疗绒毛膜上 皮癌。亦常用于治疗乳腺癌、卵巢癌、肺癌、宫 颈癌、膀胱癌及皮肤癌等。
(2)亲电取代
① 芳烃的卤取代反应： ➢ 芳烃氢原子被卤素原子取代的反应，
属于最常见的芳烃亲电取代。
σ-络合物
然后很快失去一个质子或L-，恢复到稳定 的芳环结构，完成亲电卤取代反应。
2. 亲核反应：亲核取代
醇羟基的卤置换反应、 羧羟基的卤置换反应、 卤化物的卤素交换反应 磺酸酯的卤置换反应 反应历程： ➢ 单分子亲核取代反应(SN1) ➢ 双分子亲核取代反应(SN2)
OCH2CH2N
C2H5 C2H5
·HCl
I
胺碘酮盐酸盐
定义：
有机化合物分子中引入卤素原子(X)， 建立碳—卤键的反应称卤化反应。
用途：
➢ 制备具有特定活性的含卤有机药物 ➢ 制备官能团转化的中间体 ➢ 提高反应选择性，引入卤素原子作为保
护基、阻断基等，提高合成反应中的化 学或区域选择性
第一节 卤化反应机理
卤化反应的机理类型:
亲电加成 不饱和烃的卤加成反应 亲电取代 芳烃和羰基α位的卤取代反应 亲核取代 卤置换反应 自由基反应 饱和烃、苄位和烯丙位的卤取
代反应、某些不饱和烃的卤加 成反应等
[医学]药物合成1卤化反应
![[医学]药物合成1卤化反应](https://img.taocdn.com/s3/m/06945b76482fb4daa48d4b21.png)
2019/8/1
R1 C
R2
R3 H
C R4 Nu
R1 C
R2 Nu
R3 C H R4
(syn)
R1
R3
CC
R2 Nu H R4
H Cl
R1 C
R2
R3 C
R4
Nu
2019/8/1
(anti)
R1
H R3
CC R2 Nu R4
Nu=X,AcO,et al.
烯烃的结构：重排
2. 卤化氢对炔烃的加成： 离子型加成：与烯烃的情况类似
X
CH Br2/CCl4
C
2~5C
X
H CH3
H
Br
CH3
C
C
+
HBr
X
CH3 H
Br C
C Br
H
X=H X=OCH3
(88%) (63%)
(12%) (37%)
Ph CH CH CH3
Cl2 CH3Cl2/0C
H Cl
CH3
C
C
Ph
Cl
H
CH3
Cl
H
C
C
Ph
Cl H
E Z
2019/8/1
(55%~56%) (62%~63%)
Cl2/NaOH/H2O 15~20C,0.5h
(99%~100%)
t-BuOCl
(72%~99%)
2. N－卤代酰胺为卤化剂：
N－溴（氯）代乙酰胺（NBA，NCA） N－溴（氯）代丁二酰亚胺（NBS， NCS）
OH
C
RC
NH X C
Nu
CC X
Nu CC X
N u = H 2 O ,R O H ,D M S O ,D M F P h C HC H 2 2 N 5 C B ,S 3 /5 H m 2 iO n P h C H (O H )C H 2 B r (82%)
R1 C
R2
R3 H
C R4 Nu
R1 C
R2 Nu
R3 C H R4
(syn)
R1
R3
CC
R2 Nu H R4
H Cl
R1 C
R2
R3 C
R4
Nu
2019/8/1
(anti)
R1
H R3
CC R2 Nu R4
Nu=X,AcO,et al.
烯烃的结构：重排
2. 卤化氢对炔烃的加成： 离子型加成：与烯烃的情况类似
X
CH Br2/CCl4
C
2~5C
X
H CH3
H
Br
CH3
C
C
+
HBr
X
CH3 H
Br C
C Br
H
X=H X=OCH3
(88%) (63%)
(12%) (37%)
Ph CH CH CH3
Cl2 CH3Cl2/0C
H Cl
CH3
C
C
Ph
Cl
H
CH3
Cl
H
C
C
Ph
Cl H
E Z
2019/8/1
(55%~56%) (62%~63%)
Cl2/NaOH/H2O 15~20C,0.5h
(99%~100%)
t-BuOCl
(72%~99%)
2. N－卤代酰胺为卤化剂：
N－溴（氯）代乙酰胺（NBA，NCA） N－溴（氯）代丁二酰亚胺（NBS， NCS）
OH
C
RC
NH X C
Nu
CC X
Nu CC X
N u = H 2 O ,R O H ,D M S O ,D M F P h C HC H 2 2 N 5 C B ,S 3 /5 H m 2 iO n P h C H (O H )C H 2 B r (82%)
1-卤化反应
+
C
:OH
δ X—X
C X
C O
b,主要影响因素 (1)催化剂 可为质子酸,也可是Lewis酸. (2)碱 需适当的碱( B:)参与,以帮助脱 去质子,该步决定了烯醇化速度,未质 子化的酮可作为有机碱发挥碱的作用. (3)酮的结构 若仅有一个α-氢,产物单纯.
O2N
COCH 3
Br2, phCl 26~28℃
3.主要影响因素
溶剂:在CCl4,CHCl3,CS2和CH3COOEt中,Br2, 溶剂 Cl2与无位阻的烯烃迅速反应. 在亲核性溶剂(H2O,RCOOH,ROH etc)中,产 物中有其它加成物生成,此时在介质中添加无机卤 化物,可提高邻二卤化物的产率.
eg.
Me C H 无添加剂 加LiCl C
Ca(OH)2 +
2 HI
CaI2 +
2 H2O
CH2I C=O OH I2, CaO CHCl3, MeOH 2~4℃, 1h O OH
O
O
O CH2OCOCH3 C=O O KOAc, DMF, 5h rt~30~50℃ O OH
二,醛的α-卤代反应 (自学) 三,羧酸及其衍生物α-卤代反应
羧酸:α-卤代不似醛酮容易,因α-活性较 小.一般需加催化剂如:S, P或PCl3等. 羧酸衍生物: 酰卤,酸酐,氰,丙二酸及其酯的α-氢 活性升高,可直接与卤素作用进行α-卤 代.故羧酸的α-卤代常先转化成酰氯或酸 酐,然后再卤化.
+
通式:加成—消除机理
Slow 加成 H E
+ E+
E π-络合物
+
+
σ-络合物(碳正离子) Fast E
_
C
:OH
δ X—X
C X
C O
b,主要影响因素 (1)催化剂 可为质子酸,也可是Lewis酸. (2)碱 需适当的碱( B:)参与,以帮助脱 去质子,该步决定了烯醇化速度,未质 子化的酮可作为有机碱发挥碱的作用. (3)酮的结构 若仅有一个α-氢,产物单纯.
O2N
COCH 3
Br2, phCl 26~28℃
3.主要影响因素
溶剂:在CCl4,CHCl3,CS2和CH3COOEt中,Br2, 溶剂 Cl2与无位阻的烯烃迅速反应. 在亲核性溶剂(H2O,RCOOH,ROH etc)中,产 物中有其它加成物生成,此时在介质中添加无机卤 化物,可提高邻二卤化物的产率.
eg.
Me C H 无添加剂 加LiCl C
Ca(OH)2 +
2 HI
CaI2 +
2 H2O
CH2I C=O OH I2, CaO CHCl3, MeOH 2~4℃, 1h O OH
O
O
O CH2OCOCH3 C=O O KOAc, DMF, 5h rt~30~50℃ O OH
二,醛的α-卤代反应 (自学) 三,羧酸及其衍生物α-卤代反应
羧酸:α-卤代不似醛酮容易,因α-活性较 小.一般需加催化剂如:S, P或PCl3等. 羧酸衍生物: 酰卤,酸酐,氰,丙二酸及其酯的α-氢 活性升高,可直接与卤素作用进行α-卤 代.故羧酸的α-卤代常先转化成酰氯或酸 酐,然后再卤化.
+
通式:加成—消除机理
Slow 加成 H E
+ E+
E π-络合物
+
+
σ-络合物(碳正离子) Fast E
_
卤化反应
NH2 I2/Hg(OAc)2
NH2 I
NO2
NO2
第三节 羰基化合物的卤代反应
引子
R R'
C
O
C H
C O
B
C
C O
HB
C
C O
C
C C
等于
C
C O
第三节 羰基化合物的卤代反应
O C O O C C
羰基特点:
O C H O H
O C H C
之一为亲核加成提供场所 之 二 增 加 了 连 在 碳 上 的 氢 原 子 的 酸 性
第一节 不饱和烃的卤加成反应 五、硼烷的加成
五、硼烷的加成
BH3 CH3-CH=CH2 (CH3-CH2-CH2)3B Br2/CH3ONa 反马氏产物
O BH O
CH3CH2CH2Br
C6H13 C H C
H
O B O
C6H13C CH
H2O 25 ℃,2h
70 ℃,2h
C6H13 C H C
H
O
O
CH 3COOK DMF
O
制备具有不同生理活性的含卤素的有机药物
H H2N C OH NHCOCHCl2 C H CH2OH
NH N
O F COOH
氯霉素
诺氟沙星
C2H5
卤 化 反 应 的 类 型
饱和烷烃 不饱和烃 芳香环上的卤取代
+
Cl2
Fe
Cl
+
HCl
烯丙位、苄位上的卤置换
H C CH C + X2
CH2
X2=Cl2 , Br2
X
C CH C
醛酮羰基α-位的卤置换
第二章 卤化反应
Organic Reactions for Drug Synthesis
卤化反应在有机合成中的用途：
1.制备含卤素的有机药物
H H2N C OH NHCOCHCl2 C H CH2OH
NH N
O F COOH
氯霉素
诺氟沙星
C2H5
2.卤化物是官能团转化中一类重要的中间体。药物中间体 糖皮质激素醋酸可的松
推电子基：
如 HO— RO— CH3CONH— C6H5— R—
Organic Reactions for Drug Synthesis
吸电子基：
如 —NO2 —CN —COOH —COOR —SO3H —X
b. 不同卤素影响 溴加成反应，溴的极化能力强，易形成桥型卤正离子， 对向加成产物为主。
氯加成反应，氯的极化性弱，不易形成桥型卤正离子，同向
反应通式：
R1 C C R3 R4 R1 + HX R1 H CH C X R3 R4
R1
1.反应机理：
（1）离子对过渡态
δ X R1 R3 δ+δ H X
-
C C R2 R4
R1 R3 CH C R4 R2 H
syn
R1 R3 R2 C C R 4 X H
Organic Reactions for Drug Synthesis
C
C-CH2OH
Organic Reactions for Drug Synthesis
二、次卤酸及其酯对烯烃的加成
1. 次卤酸与烯烃加成，按照马氏规则，卤素加成在双 键的取代较少的一端，生成对向加成的β-卤醇。 2. 反应通式：
R1 C R1 C R3 R4 R1 + HOX R1 X CH C OH R3 R4
卤化反应在有机合成中的用途：
1.制备含卤素的有机药物
H H2N C OH NHCOCHCl2 C H CH2OH
NH N
O F COOH
氯霉素
诺氟沙星
C2H5
2.卤化物是官能团转化中一类重要的中间体。药物中间体 糖皮质激素醋酸可的松
推电子基：
如 HO— RO— CH3CONH— C6H5— R—
Organic Reactions for Drug Synthesis
吸电子基：
如 —NO2 —CN —COOH —COOR —SO3H —X
b. 不同卤素影响 溴加成反应，溴的极化能力强，易形成桥型卤正离子， 对向加成产物为主。
氯加成反应，氯的极化性弱，不易形成桥型卤正离子，同向
反应通式：
R1 C C R3 R4 R1 + HX R1 H CH C X R3 R4
R1
1.反应机理：
（1）离子对过渡态
δ X R1 R3 δ+δ H X
-
C C R2 R4
R1 R3 CH C R4 R2 H
syn
R1 R3 R2 C C R 4 X H
Organic Reactions for Drug Synthesis
C
C-CH2OH
Organic Reactions for Drug Synthesis
二、次卤酸及其酯对烯烃的加成
1. 次卤酸与烯烃加成，按照马氏规则，卤素加成在双 键的取代较少的一端，生成对向加成的β-卤醇。 2. 反应通式：
R1 C R1 C R3 R4 R1 + HOX R1 X CH C OH R3 R4
第一章 卤化反应
第一章卤化反应Halogenation Reaction概述•不饱和烃的卤加成反应•烃类的卤取代反应•羰基化合物的卤取代•醇、酚和醚的卤置换反应•羧酸的卤置换反应•其它官能团化合物的卤置换反应第一节不饱和烃的卤加成•不饱和烃和卤素的加成反应 (X-X)•不饱和羧酸的卤内酯化反应 (X-OR)•不饱和烃和次卤酸（酯）、N-卤代酰胺的反应 (X-OH、X-OR、X-Nu) •卤化氢对不饱和烃的加成反应 (H-X)•不饱和烃的硼氢化-卤解反应 (BH3-H）一、不饱和烃与卤素的加成反应(X-X)卤素与烯烃加成卤素与烯烃加成-机理(1)有稳定碳正离子的基团（供电子基团）可增加离子对形式机理，增加同向加成产物比例。
(2) Cl的极化性比溴小，不易形成桥氯正离子，同向加成更明显。
(3)立体空间结构受底物空间构型和位阻的影响。
(4)加成过程中可能有重排、消除反应发生，以正离子稳定性为动力。
（邻基参与重排）(5)亲核性溶剂影响加成产物，提高卤负离子浓度有利影响加成主产物。
(6)添加氧化剂将卤负离子氧化为分子，可影响加成产物。
(7)过硫酸氢钾（oxone)与氯化钠或溴化钠可迅速释放出Cl和Br,原位反应。
(8)除离子型加成外，自由基加成适合含吸电子基团的双键。
卤素与炔烃加成二、不饱和羧酸的卤内酯反应(X-OR)三、不饱和烃和次卤酸（酯）、N-卤代酰胺的反应(X-OH、X-OR、X-Nu)次卤酸及其酯为卤化剂N-卤代酰胺为卤化剂包括：N-溴（氯）代乙酰胺（NBA、NCA) N-溴（氯）代丁二酰亚胺（NBS、NCS)次卤酸及其酯为卤化剂(1)卤化剂(X-OH) :烯烃→β-卤醇(马氏定位)(2)次卤酸具有氧化性，需要新鲜制备。
方法：将Cl2或Br2在中性或含汞盐的碱性水溶液反应而成。
也可以采用次氯酸盐在中性或弱酸性条件下进行。
(3)次卤酸酯（ROX), 机理与次卤酸相同，可在非水溶液中进行，得到β-卤醇衍生物。
N-卤代酰胺为卤化剂(1)加成反应相似于卤素加成反应，提供卤正离子，负离子来自于溶剂(2)NBS/DMSO可生成β-溴醇或α-溴酮(3)在N-卤代酰胺和不饱和烃的反应中，添加卤负离子可生成1,2-不同卤素取代产物。
[所有分类]卤化反应
![[所有分类]卤化反应](https://img.taocdn.com/s3/m/c99f01a5cc22bcd126ff0c9a.png)
H C CH C + X2
CH2
X2=Cl2 , Br2
X
C CH C
醛酮羰基α -位的卤置换
H C CH C + X2 X C CH C X2=Cl2 , Br2
羧酸 羟基的卤置换
学 习 重 点
1 不饱和烃与卤素加成反应的历程及其立体化学 2 次卤酸（酯）和N-卤代酰胺等于不饱和烃反应的历程、影响 因素及其立体化学 3 卤化烃对不饱和烃加成反应的历程及影响因素 4 烯丙位、苄位的卤置换反应所用的卤化剂的种类、反应历程 和影响因素 5 芳香环的卤置换反应的卤化剂的种类、反应历程和影响因素 6 醛酮羰基α -位的卤置换反应的反应历程及其影响因素 7 用于醇酚羟基的卤置换反应的卤化剂的种类、反应历程及影 响因素 8 用于羧酸羟基的卤置换反应的卤化剂的种类、特点及使用条 件
R2 同向 R3
反马氏规则机理
R4
Nu
HBr
R R C
光
H C H +
H
Br
+ Br
R R C C Br H H HBr R H C H C Br H H Br
第一节 不饱和烃的卤加成反应
四、卤化氢对不饱和烃的加成反应
2 HX对炔烃得加成
CH2-C
CH
HCl
Cl H3C C CH2
第一节 不饱和烃的卤加成反应
HBr
Ph--C-CH3 Br Ph-CH2CH2 Br 反 马 氏 规 则
HBr H2O2 或 光 照
第一节 不饱和烃的卤加成反应
四、卤化氢对不饱和烃的加成反应
Nu
机理
R1 C R2 C
R3 H+ R4
Nu R1 C R4 Nu C R3 H R2
CH2
X2=Cl2 , Br2
X
C CH C
醛酮羰基α -位的卤置换
H C CH C + X2 X C CH C X2=Cl2 , Br2
羧酸 羟基的卤置换
学 习 重 点
1 不饱和烃与卤素加成反应的历程及其立体化学 2 次卤酸（酯）和N-卤代酰胺等于不饱和烃反应的历程、影响 因素及其立体化学 3 卤化烃对不饱和烃加成反应的历程及影响因素 4 烯丙位、苄位的卤置换反应所用的卤化剂的种类、反应历程 和影响因素 5 芳香环的卤置换反应的卤化剂的种类、反应历程和影响因素 6 醛酮羰基α -位的卤置换反应的反应历程及其影响因素 7 用于醇酚羟基的卤置换反应的卤化剂的种类、反应历程及影 响因素 8 用于羧酸羟基的卤置换反应的卤化剂的种类、特点及使用条 件
R2 同向 R3
反马氏规则机理
R4
Nu
HBr
R R C
光
H C H +
H
Br
+ Br
R R C C Br H H HBr R H C H C Br H H Br
第一节 不饱和烃的卤加成反应
四、卤化氢对不饱和烃的加成反应
2 HX对炔烃得加成
CH2-C
CH
HCl
Cl H3C C CH2
第一节 不饱和烃的卤加成反应
HBr
Ph--C-CH3 Br Ph-CH2CH2 Br 反 马 氏 规 则
HBr H2O2 或 光 照
第一节 不饱和烃的卤加成反应
四、卤化氢对不饱和烃的加成反应
Nu
机理
R1 C R2 C
R3 H+ R4
Nu R1 C R4 Nu C R3 H R2
药物合成1卤化反应
1)Br2/NaOH/H2O <10C,1h [(CH3)3CCOCBr3] 2)H+/△
(CH3)3CCOCH3
(CH3)3CCO2H + HCBr3
(71%~74%)
13:23:34
2. 醛的α-卤取代反应：
可在酸、碱催化下卤取代，但易发生副反应
解决办法：先将醛转化成烯醇酯，再与卤素反应
CH3(CH2)5CHO
13:23:34
t-BuOCl
(72%~99%)
2.
N－卤代酰胺为卤化剂：
N－溴（氯）代乙酰胺（NBA，NCA） N－溴（氯）代丁二酰亚胺（NBS， NCS）
Nu OH R C NH X C C Nu C X C C X C
Nu=H2O,ROH,DMSO,DMF
PhCH
13:23:34
CH2
NBS/H2O 25C,35min
F
(68%)
氟代芳烃也可由希曼(Schiemann)反应2可直接做氯化剂；其他的氯化剂
CF3CO2H MeO
NCl,r.t.
(99%)
(1%)
MeO
MeO
CuCl2/Al2O3 PhCl/100C,3h
(93%)
Cl
Cl
(3%)
13:23:34
溴化剂：Br2(加入I2可加速反应)； 其他溴化剂：NBS等
常用溶剂： 四氯化碳、氯仿、乙醚、醋酸
13:23:34
反应机理：
13:23:34
酸催化：取代连有较多烷基的α-氢
O CH3 SO2Cl2/CCl4 r.t.,2h O CH3 Cl
CH3CH2COCH3
2mol Br2/HBr CH3CH(Br)COCH2Br <10C
(CH3)3CCOCH3
(CH3)3CCO2H + HCBr3
(71%~74%)
13:23:34
2. 醛的α-卤取代反应：
可在酸、碱催化下卤取代，但易发生副反应
解决办法：先将醛转化成烯醇酯，再与卤素反应
CH3(CH2)5CHO
13:23:34
t-BuOCl
(72%~99%)
2.
N－卤代酰胺为卤化剂：
N－溴（氯）代乙酰胺（NBA，NCA） N－溴（氯）代丁二酰亚胺（NBS， NCS）
Nu OH R C NH X C C Nu C X C C X C
Nu=H2O,ROH,DMSO,DMF
PhCH
13:23:34
CH2
NBS/H2O 25C,35min
F
(68%)
氟代芳烃也可由希曼(Schiemann)反应2可直接做氯化剂；其他的氯化剂
CF3CO2H MeO
NCl,r.t.
(99%)
(1%)
MeO
MeO
CuCl2/Al2O3 PhCl/100C,3h
(93%)
Cl
Cl
(3%)
13:23:34
溴化剂：Br2(加入I2可加速反应)； 其他溴化剂：NBS等
常用溶剂： 四氯化碳、氯仿、乙醚、醋酸
13:23:34
反应机理：
13:23:34
酸催化：取代连有较多烷基的α-氢
O CH3 SO2Cl2/CCl4 r.t.,2h O CH3 Cl
CH3CH2COCH3
2mol Br2/HBr CH3CH(Br)COCH2Br <10C
药物合成反应第1章卤化反应
2. 卤化氢对炔烃的加成： 离子型加成：与烯烃的情况类似
五、不饱和烃的硼氢化-卤解反应 硼氢化反应：硼氢化物对π 键加成的反应。 反应历程：经过烯烃的硼氢化反应，再通过卤解
反应转化成卤代饱和烃或烯烃。
1、烯烃的硼氢化-卤解反应 常用的硼氢化试剂：二硼烷(B2H6)、BH3/THF和BH3/ Me2S(TMS)等； ①烯烃的硼氢化反应
π键 ：原子轨道重叠部分对键轴所在的某 一平面具有反对称性时所形成的键。
p原子轨道的角度分布剖面图：
z（或y）
+
x
-
y（或z）
注：其中+、-号不表示正、负电荷，而是表示原子轨道角度分布图形 的对称关系
若两原子成键是由p轨道重叠形成的，且形成的是σ 键，则成键图形为：
-
++ -
如果形成的是π键， 则：
3R-CH=CH2 + 1/2B2H6 → （RCH2CH2）3B ②卤解反应：用碘、溴素等将硼基置换出来，得到相
应的碘代烷或溴代烷。
2、炔烃的硼氢化-卤解反应 常用的硼氢化试剂：儿茶酚硼烷(由儿茶酚和BH3/THF 制得)；
反应机理：
第二节 烃类的卤取代反应
一、 脂肪烃的卤取代反应 1. 饱和脂肪烃的卤取代反应 反应条件：高温、紫外光照或过氧化物引发 反应历程：自由基反应 烷基氢原子的活性： 叔C-H＞ 仲C-H ＞ 伯 C-H
CH3
CO OH
CH2I CO
OH
O CH2OCCH3
CO OH
I2/CaO
CH3COOK
CH3OH/CaCl2
DMF
O
O
O
催眠镇静药巴比妥中间体二乙基丙二酸二乙酯的制 备：
卤化反应精有机合成-50页精品文档
C、原料结构的影响 氢的活泼性：叔氢﹥仲氢﹥伯氢（氯化和
溴化的区别） 饱和氢活性大于不饱和氢的活性
D、氯化深度的影响 要生成单卤代化合物，烷烃要过量，否则生 成的是多卤代物
2.2、芳香环上的取代卤化反应
（1）反应机理
+ X +
+
X
HX +
X
FeX3催化的作用机理：
XX+ F e X 3
+ X +F e X 4 -
H2SO4催化的作用机理：
H 2 S O 4
+ + +
H
H S O 4 -
+
X XH
X ++ H X
I2催化的作用机理：
+ I2 Cl2
C I l C I l
I++Cl
I++ C l C l
C I l+ C + l
（2）影响因素
A、氯化深度的影响 要生成单卤代化合物，烷烃要过量，否
hv 链引发： Cl2
2Cl.
链传递：C H 2C H 2+ C l.
C C lH 2 C H 2.
+ + C C H l 2 C H 2 .C l C l C C H lC 2 H C 2l C l.
链终止：
C l.+C l.
Cl2
+ C C H l2 C H 2 C .C H l2 C H 2 . C C H lC 2 H C 2 H C 2 H C 2 l
被称为引发剂。
过氧化二苯甲酰（Benz
COO C
1卤化反应
2. 氟取代反应
芳烃的氟化一般不采用单质氟，因其反应过 于剧烈，常用乙酸次氟酸酐。
也可用XeF2或XeF4(自由基机理)。
但以上方法不及重氮盐置换法应用普遍。 芳香重氮盐置换氟化法(Schiemann反应)：
3. 氯取代和溴取代反应 芳烃的氯化和溴化方法较多，除氯气和溴素 外还有很多选择。
4. 碘取代反应 芳烃的碘化可用ICl、CF3COOI等强亲电试剂； 使用单质碘时一般要加入氧化剂(硝酸、过氧化 氢或乙酸汞等)、碱性缓冲剂(氨水或碳酸钠等)或 I-的沉淀剂(HgO或MgO等)，其原因在于碘化后 生成的I-使得反应可逆。
醚的卤置换反应ohih3po4ich2ch2ch2ch2iohbrh2so4brch2ch2ch2ch2brbrch2ch2ch2ch2oh计算量hbrhbrh2so4okih3po4ich25ibrch25br节第五节羧酸的卤置换反应一羧羟基卤置换反应酰卤的制备1和卤化磷卤化亚砜的反应一羧羟基卤置换反应酰卤的制备1和卤化磷卤化亚砜的反应rcoohpxnn35rcoxr可为脂肪烃也可为芳香烃脂肪烃更易反应pcl5pcl3pocl3socl2苯环上有供电子基未取代吸电子基pcl5活性大适用于具有吸电子基芳酸或芳香多元醇的反应活性大适用于具有吸电子基芳酸或芳香多元醇的反应coohno2pcl5orsocl2coclno2arcoohpcl5orso2cl2arcclocoohcoohpcl5coclcoclpcl33ch3ch2cooh3ch3ch2coclsocl2arch2cooharch2coclpcl3socl2ch2coohclocch2ch2coclch2coohsocl2archchcooharchchcocl2和草酰氯有机酰氯反应clccclooclcccloooohcoohoohcoclclccclooocoohococl3
卤化反应——精选推荐
第四章 卤化反应教学要点：1、芳环上的取代氯化。
2、芳烃的侧链氯化。
3、氟化反应，卤素置换重氮基及Sandmeyer 反应。
4.1 概述 4.1.1 定义向有机分子中引入一个或几个卤原子，形成碳－卤键，得到含卤化合物的反应叫卤化反应。
卤化反应在工业上得到广泛的应用是在20世纪20年代以后，卤化反应作为一种合成手段在有机合成中以制取各种重要的原料，中间体以及工业溶剂等。
其中氯化和溴化反应最为常用，氟代烃是近年来新开发的新型表面活性剂，而碘的价格昂贵，资源稀少，应用受到很大的限制。
4.1.2 卤化的目的(1) 赋予有机化合物新的功能，如在染料分子中引入卤原子会使染料的色光产生一些变化，铜酞箐分子引入不同的氯、溴原子，可以制备不同荧光绿色调的染料。
232(2) 通过卤素基团被亲核置换的性质制备中间体4.1.3 (1) 加成法（加成卤化）H 2CCH 2+Cl 2ClH 2CCH 2Cl+Cl 2ClFeCl 3+Cl 2CH 2Clh vCH 3+Cl 2ClClClClClCl(2) 取代法（取代卤化）(3) 置换法C2H5OH+HCl C2H5Cl+H2O4.1.4 常用的卤化剂(1) 卤单质：F2，Cl2，Br2，I2；F2活性太强，常用于间接取代，有时需要用惰性气体稀释。
(2) 卤化物：卤化氢，次氯酸钠，PCl3，PCl5。
(3) 酰卤化合物：SO2Cl2，SOCl2， COCl2，Cl3COCOOCCl34.2 芳环上的取代氯化芳烃直接卤化是合成卤代芳烃的重要方法，芳环上的取代氯化通常是在催化剂存在下，芳环上的氢原子被氯原子取代的过程。
4.2.1 反应理论(1) 金属卤化物(Lewis酸)存在下氯气氯化：在黑暗中纯苯与氯在略高的稳定下不反应，如果加入少量的Lewis酸，如FeCl3、AlCl3、MnCl2、ZnCl2、TiCl4或者SnCl4，反应可以进行。
根据实验现象，提出了如下的反应历程：首先在Lewis酸的作用下，氯分子发生极化并解离成亲电试剂－氯正离子，生成的氯正离子进攻苯环，生成α－络合物，然后脱去质子，得到氯化产物。
卤化反应一
1. 酮的α-卤取代反应
O
CH3
SO2Cl2 /CCl4
r.t. 2h
O CH3
Cl
O CH3CH2CCH3
2mol Br2 / HBr
O CH3CCCHBr
Br
酸催化卤代机理
H O CC
H
OH CC H H2O
HX O
- H+ 烯醇化
O
H O CC
XX
CC
CC
+ HX
X
X
碱催化卤代机理
O CC H
E
有利 E （恢复芳香性）
机理
＋ X2
AlCl3
X ( X = Cl, Br)
快 + Cl Cl
Cl 快
H
ClAlCl3
δδ Cl Cl
AlCl3 慢
Cl + HCl + AlCl3
1. 氟取代反应
MeO
MeO 1) CH3COOF/ CH2Cl2/ CFCl3/ -75℃
MeO ＋
2)H2O F
2. MeOH 85%
CH3(CH2)4CHCH(OCH3)2 Br
HCl/H2O 95%
CH3(CH2)4CHCHO Br
CH3
NO2
O
HN
N Br
+
O
N
O
COOH
H
4. 碘取代反应
H3CO H3CO
CH2OH I2 / Hg(OAc)2 CH2Cl2
OCH3
H3CO H3CO
CH2OH
I OCH3
I CF3COOI
I
HO
HO
NaI / t-BuOCl
O
CH3
SO2Cl2 /CCl4
r.t. 2h
O CH3
Cl
O CH3CH2CCH3
2mol Br2 / HBr
O CH3CCCHBr
Br
酸催化卤代机理
H O CC
H
OH CC H H2O
HX O
- H+ 烯醇化
O
H O CC
XX
CC
CC
+ HX
X
X
碱催化卤代机理
O CC H
E
有利 E （恢复芳香性）
机理
＋ X2
AlCl3
X ( X = Cl, Br)
快 + Cl Cl
Cl 快
H
ClAlCl3
δδ Cl Cl
AlCl3 慢
Cl + HCl + AlCl3
1. 氟取代反应
MeO
MeO 1) CH3COOF/ CH2Cl2/ CFCl3/ -75℃
MeO ＋
2)H2O F
2. MeOH 85%
CH3(CH2)4CHCH(OCH3)2 Br
HCl/H2O 95%
CH3(CH2)4CHCHO Br
CH3
NO2
O
HN
N Br
+
O
N
O
COOH
H
4. 碘取代反应
H3CO H3CO
CH2OH I2 / Hg(OAc)2 CH2Cl2
OCH3
H3CO H3CO
CH2OH
I OCH3
I CF3COOI
I
HO
HO
NaI / t-BuOCl
卤化反应的名词解释
卤化反应的名词解释卤化反应是化学中一种重要的化学反应类型，它在有机化学和无机化学中都有着广泛的应用。
在这篇文章中，笔者将为读者解释卤化反应的概念，介绍其相关技术和应用，并探讨其在现代科学研究和工业生产中的重要性。
一、卤化反应的基本概念卤化反应是指卤素（如氯、溴、碘等）与其他物质发生化学反应的过程。
在这个过程中，卤素原子取代了其他原子或基团，从而形成相应的卤化物。
卤化反应可以是有机物与卤素的反应，也可以是无机物与卤素的反应。
有机化学中的卤化反应是非常重要的，它常用于合成新的有机分子或改变有机分子的性质。
例如，氯代烃通过取代烷烃中的氢原子而生成，溴代烃则可以通过溴素取代氢原子而得到。
这些卤化物在药物合成、染料制备和聚合物工业等领域中都有着重要的应用。
二、卤化反应的相关技术和应用1. 取代反应：这是卤化反应中最常见的类型，即卤素原子取代其他原子或基团。
在烃类化合物中，取代反应可以使其性质发生显著改变。
例如，在氯气作用下，甲烷（CH4）可以被氯气取代成为氯代甲烷（CH3Cl）。
2. 氧化反应：卤素也可以作为氧化剂参与反应，将其他物质的原子氧化或取代。
在有机化学中，氯气通常用作氧化剂，可以将羟基（OH）氧化成醛基（CHO）或羧基（COOH）。
3. 还原反应：有机化合物中的卤素还原反应是有机合成中重要的一环。
通过还原反应，可以将有机分子中的卤素原子转变为氢原子。
还原反应常用于制备具有特定功能基团的有机化合物。
三、卤化反应的重要性1. 新材料开发：卤化反应为新材料的开发提供了重要的合成途径。
通过卤素与其他物质的反应，可以合成出具有特定功能的有机或无机化合物，如荧光材料、导电材料和光电材料等。
2. 药物合成：卤化反应在药物合成中扮演着重要角色。
许多药物的合成过程中都需要进行卤化反应，从而改变药物分子的活性或稳定性。
药物化学家们可以通过卤化反应来合成新的药物分子，提高药物的疗效和安全性。
3. 点火器材和烟雾探测器：在民用和工业领域中，卤化反应被广泛应用于点火器材和烟雾探测器中。
- 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、"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、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)。
顺式加成产物
X
反式加成产物
H C H X
C Ph
+
X
Cl
Br
65%
88%
35%
12%
1.1.1.1 卤素对烯烃亲电加成的机理
三元卤正环机理 和离子对机理
2）影响机理的因素之二底物的电子效应
X
Br2/CCl4 H 2~5 H CH3
Br H X C C CH3 + X H Br
Br CH3 C C H H Br
7
6
氢化可的松（Hydrocortisone)
Dalton反应
R1 H C C R2 H Br R1 H R2 C H NBS/DMSO
Br R1 R2 C C H H Me O S Me
C
O SMe2
Br H2O R1 C H
R2 C H OH
Br -消除 (在干燥D MSO中) R1 C H
肖华石富强
cannizaro@
一
二
卤化反应
烃化反应
三
四 五 六 七 八
酰化反应
氧化反应 还原反应 缩合反应 重排反应 合成设计原理
第一章 卤化反应 Halogenation Reaction
定义：有机化合物分子中引入卤素原
子(X)，建立C-X键的反应称 卤化反应。
作为特定活性化合物
Ph
94%
位阻 烯丙基共振
1.2.2.1 芳烃卤代机理
X X 或其他卤化剂形式 H X X
H
ArH + 2Br2 ArH + Br2 + I2
ArBr + H + Br3 ArBr + H + I2Br
(Lewis酸催化：AlCl3, FeCl3, ZnCl2等)
驱钩虫药：四氯乙烯
Cl Cl2/hv H Cl H Cl H H Cl H Cl H Cl
六六六
1.1.1.6 卤素对炔烃的加成 Br2: 亲电加成
Ph C C CH3 Br2/LiBr HOAc/25oC Ph Br Br CH3 98%
Cl Cl2/hv H 0oC Cl 85~90%
I2/hv IHC C CH2OH CCl4/rt 10~14h I 75%
氟元素
氟化钙
应用： 聚四氟乙烯
六氟化铀
学科分支： 有机氟化学
F2：最活泼、 易取代、聚合
F2 C C F2 CF3 F3 C F3C C F2 CF CF CF3
F C F3C C F
CF3 F2/N2 (1:11)
F2 C F3C
CF3
-77oC/7.5h
53%
20%
自由基历程 不宜作中间体
Cl
52%* 69%*
+ CH3CH CH C2H5 + CH3CH CH C2H5 Cl OCOCH3
33%* 21%*
13%* 8%*
H
I2/AcOAg/Et2O
OAc I H
80%
1.1.1.5 卤素与烯烃的自由基加成
机理（略）
Cl Cl Cl Cl Cl2/hv Cl 60~70oC Cl Cl Cl -HCl Cl Cl Cl Cl
R2 C O
OAc NBS/DMSO AcOCH2 O OgluAc4 OAc Br O AcOCH2 O OgluAc4 r.t
(90%)
1.1.5 与卤化氢的加成
HX R C CH2 H X R C CH3 H
HI > HBr > HCl
X
X HX R C CH2 H H R C CH2 H X
I2：光引发自由基反应，可逆
H3C C H C H CH3
I2/hv
o
H I C C
CH3
C3H8/-42 C
H3C
I H
hv 25oC (- I2)
H3C C H C
CH3
H
~100%
>90%
室温下消除
Cl2/Br2：
Ph H
1）影响机理的因素之一卤源
C C
H CH3 CH3
X2/CCl4 0~5 X C H H C X Ph CH3
Cl2/CH2Cl2
h
降冰片烷
Cl
外向型(exo) 70~95%
N-卤代仲胺作为卤化剂
72% H2SO4 /(i-Pr)2NCl
HO CH3
hv /25oC 90%
HO
CH3
2
1.5
1
3
92
0.5
Et
C C Et
Et2NCl/H2SO4 AcOH/30oC, 20min
O Et
解释之
H C C Et Cl 59%
1.1.1.3 季碳的重排和消除
H (a) Me3C Me3C C H Cl C H CCl4 0 C CMe3 Cl
o
Cl C C Cl H 60% H Cl H CH2 C Me CMe3
Me3C
H C CMe2 (b) C (a) CH3 H Cl Cl
(b) Me3C H
C
C CH3
Cl H Me3C H C C CH3 40% C
R1 R2 X R3 X R4 OH H2O R1 R2 OH R3 X R4 OH R1 R2 X OH R3 R4
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
次卤酸不稳定，需新鲜配制
Cl2/NaOH/H2O HgCl2/15~20
CH2Br CH3 Br2/hv heat 2Br2 CHBr2 CaCO 3 CHO
用NBS进行烯丙位溴代的反应称为Wohl—Ziegler反应
CH3 Br2 NBS NO2
CH2Br
NO2
CH3 CH3
2mol Br2/ h 。 125 , 2h
CH2Br CH2Br
CH3 4mol Br2/ h 。 140~160 ,6~10h CH3
I CO I O C4H9 OCH2CH2N C2H5 C2H5
胺碘酮
作为官能团转化的中间体
O NH COOEt HO N O COOEt 2Br2 HO N COOEt Br
Br
具体反应过程？
SH
N COOEt HO Br N Br Arbidol S HO N COOEt S
阿比朵尔，用于防治甲、乙型病毒感染
X=H X=OCH3
88% 63%
12% 37%
1.1.1.2 加成方向
Me C16H30
3）影响机理的因素之三立体电子效应
Br2/AcOH AcONa/Et2O HO
20-25
Me HO H Br
Br
Me C16H30 Br HO H Br
(84~85%)
此处的反应选择是唯一的，产物结构也是绝对的
HBr
CH3 H H3C C C CH3 H
CH3 H2 H3C C C CH3
Br
-
CH3 H2 H3C C C CH3 Br
CH3 H3C C C CH2 H CH3
HCl AcOH 25oC
CH3 H H3C C C CH3 CH3 Cl CH3 H H3C C C CH3 CH3 OAc 19% 37%
1.2.1.2 不饱和炔卤取代反应
Ph
C
CH
NaOH/Br2/H2O rt, 60h
Ph C CBr
1. KNH2/Liq. NH3 2. Cl2/Et2O/-70 oC
C5H11 C CH C5H11 C CX
1. EtMgBr/Et2O 2. Br2/-32oC
1.2.1.3 苄位、烯丙位的卤取代
NBP: N-bromo-phthalimide
NBS/H2O Ph CH CH2 25 , 35min Ph CH CH2Br OH
82%
难溶于水， 不易用次 卤酸水溶液
18
HO
OH
21 12 11 19 CH3 2 3
O CH3
20
O
17 OH 13 14 15 16
9 8
H H
1 5 4
10
反应类型
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
第一节 不饱和烃的卤加成反应
1.1.1
1.1.2
和卤素的加成反应
卤内酯化反应
1.1.3
1.1.4
和次卤酸(酯)的加成反应
和N-卤代酰胺的加成反应
1.1.5
1.1.6
和卤化氢的加成反应
和硼烷的加成反应及卤解
CHBr2
CHBr2
H2 C H3C C H2
H2 C CH3
NBS / (PhCO)2O2 CCl4 /heat, 2h
Br H2 C H3C C H2 CH CH3
58%~64%
解释原因
Ph H C C Ph C CH2 H2
Ph
NBS / hv CCl4 /heat, 4h
Ph H C Br C Ph C C H H2
H3C
SO2NHCONH(CH2)3CH3
甲苯磺丁脲
Cl
t1/2 5.7hr
SO2NHCONH(CH2)2CH3
氯苯磺丙脲
t1/2 33hr
作为特定活性化合物
O HN O N H
Et HN N F O N COOH
X
反式加成产物
H C H X
C Ph
+
X
Cl
Br
65%
88%
35%
12%
1.1.1.1 卤素对烯烃亲电加成的机理
三元卤正环机理 和离子对机理
2）影响机理的因素之二底物的电子效应
X
Br2/CCl4 H 2~5 H CH3
Br H X C C CH3 + X H Br
Br CH3 C C H H Br
7
6
氢化可的松（Hydrocortisone)
Dalton反应
R1 H C C R2 H Br R1 H R2 C H NBS/DMSO
Br R1 R2 C C H H Me O S Me
C
O SMe2
Br H2O R1 C H
R2 C H OH
Br -消除 (在干燥D MSO中) R1 C H
肖华石富强
cannizaro@
一
二
卤化反应
烃化反应
三
四 五 六 七 八
酰化反应
氧化反应 还原反应 缩合反应 重排反应 合成设计原理
第一章 卤化反应 Halogenation Reaction
定义：有机化合物分子中引入卤素原
子(X)，建立C-X键的反应称 卤化反应。
作为特定活性化合物
Ph
94%
位阻 烯丙基共振
1.2.2.1 芳烃卤代机理
X X 或其他卤化剂形式 H X X
H
ArH + 2Br2 ArH + Br2 + I2
ArBr + H + Br3 ArBr + H + I2Br
(Lewis酸催化：AlCl3, FeCl3, ZnCl2等)
驱钩虫药：四氯乙烯
Cl Cl2/hv H Cl H Cl H H Cl H Cl H Cl
六六六
1.1.1.6 卤素对炔烃的加成 Br2: 亲电加成
Ph C C CH3 Br2/LiBr HOAc/25oC Ph Br Br CH3 98%
Cl Cl2/hv H 0oC Cl 85~90%
I2/hv IHC C CH2OH CCl4/rt 10~14h I 75%
氟元素
氟化钙
应用： 聚四氟乙烯
六氟化铀
学科分支： 有机氟化学
F2：最活泼、 易取代、聚合
F2 C C F2 CF3 F3 C F3C C F2 CF CF CF3
F C F3C C F
CF3 F2/N2 (1:11)
F2 C F3C
CF3
-77oC/7.5h
53%
20%
自由基历程 不宜作中间体
Cl
52%* 69%*
+ CH3CH CH C2H5 + CH3CH CH C2H5 Cl OCOCH3
33%* 21%*
13%* 8%*
H
I2/AcOAg/Et2O
OAc I H
80%
1.1.1.5 卤素与烯烃的自由基加成
机理（略）
Cl Cl Cl Cl Cl2/hv Cl 60~70oC Cl Cl Cl -HCl Cl Cl Cl Cl
R2 C O
OAc NBS/DMSO AcOCH2 O OgluAc4 OAc Br O AcOCH2 O OgluAc4 r.t
(90%)
1.1.5 与卤化氢的加成
HX R C CH2 H X R C CH3 H
HI > HBr > HCl
X
X HX R C CH2 H H R C CH2 H X
I2：光引发自由基反应，可逆
H3C C H C H CH3
I2/hv
o
H I C C
CH3
C3H8/-42 C
H3C
I H
hv 25oC (- I2)
H3C C H C
CH3
H
~100%
>90%
室温下消除
Cl2/Br2：
Ph H
1）影响机理的因素之一卤源
C C
H CH3 CH3
X2/CCl4 0~5 X C H H C X Ph CH3
Cl2/CH2Cl2
h
降冰片烷
Cl
外向型(exo) 70~95%
N-卤代仲胺作为卤化剂
72% H2SO4 /(i-Pr)2NCl
HO CH3
hv /25oC 90%
HO
CH3
2
1.5
1
3
92
0.5
Et
C C Et
Et2NCl/H2SO4 AcOH/30oC, 20min
O Et
解释之
H C C Et Cl 59%
1.1.1.3 季碳的重排和消除
H (a) Me3C Me3C C H Cl C H CCl4 0 C CMe3 Cl
o
Cl C C Cl H 60% H Cl H CH2 C Me CMe3
Me3C
H C CMe2 (b) C (a) CH3 H Cl Cl
(b) Me3C H
C
C CH3
Cl H Me3C H C C CH3 40% C
R1 R2 X R3 X R4 OH H2O R1 R2 OH R3 X R4 OH R1 R2 X OH R3 R4
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
次卤酸不稳定，需新鲜配制
Cl2/NaOH/H2O HgCl2/15~20
CH2Br CH3 Br2/hv heat 2Br2 CHBr2 CaCO 3 CHO
用NBS进行烯丙位溴代的反应称为Wohl—Ziegler反应
CH3 Br2 NBS NO2
CH2Br
NO2
CH3 CH3
2mol Br2/ h 。 125 , 2h
CH2Br CH2Br
CH3 4mol Br2/ h 。 140~160 ,6~10h CH3
I CO I O C4H9 OCH2CH2N C2H5 C2H5
胺碘酮
作为官能团转化的中间体
O NH COOEt HO N O COOEt 2Br2 HO N COOEt Br
Br
具体反应过程？
SH
N COOEt HO Br N Br Arbidol S HO N COOEt S
阿比朵尔，用于防治甲、乙型病毒感染
X=H X=OCH3
88% 63%
12% 37%
1.1.1.2 加成方向
Me C16H30
3）影响机理的因素之三立体电子效应
Br2/AcOH AcONa/Et2O HO
20-25
Me HO H Br
Br
Me C16H30 Br HO H Br
(84~85%)
此处的反应选择是唯一的，产物结构也是绝对的
HBr
CH3 H H3C C C CH3 H
CH3 H2 H3C C C CH3
Br
-
CH3 H2 H3C C C CH3 Br
CH3 H3C C C CH2 H CH3
HCl AcOH 25oC
CH3 H H3C C C CH3 CH3 Cl CH3 H H3C C C CH3 CH3 OAc 19% 37%
1.2.1.2 不饱和炔卤取代反应
Ph
C
CH
NaOH/Br2/H2O rt, 60h
Ph C CBr
1. KNH2/Liq. NH3 2. Cl2/Et2O/-70 oC
C5H11 C CH C5H11 C CX
1. EtMgBr/Et2O 2. Br2/-32oC
1.2.1.3 苄位、烯丙位的卤取代
NBP: N-bromo-phthalimide
NBS/H2O Ph CH CH2 25 , 35min Ph CH CH2Br OH
82%
难溶于水， 不易用次 卤酸水溶液
18
HO
OH
21 12 11 19 CH3 2 3
O CH3
20
O
17 OH 13 14 15 16
9 8
H H
1 5 4
10
反应类型
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
第一节 不饱和烃的卤加成反应
1.1.1
1.1.2
和卤素的加成反应
卤内酯化反应
1.1.3
1.1.4
和次卤酸(酯)的加成反应
和N-卤代酰胺的加成反应
1.1.5
1.1.6
和卤化氢的加成反应
和硼烷的加成反应及卤解
CHBr2
CHBr2
H2 C H3C C H2
H2 C CH3
NBS / (PhCO)2O2 CCl4 /heat, 2h
Br H2 C H3C C H2 CH CH3
58%~64%
解释原因
Ph H C C Ph C CH2 H2
Ph
NBS / hv CCl4 /heat, 4h
Ph H C Br C Ph C C H H2
H3C
SO2NHCONH(CH2)3CH3
甲苯磺丁脲
Cl
t1/2 5.7hr
SO2NHCONH(CH2)2CH3
氯苯磺丙脲
t1/2 33hr
作为特定活性化合物
O HN O N H
Et HN N F O N COOH