卤代烃的分类
卤代烃的分类和命名
卤代烃的分类和命名
(2)SN1反应机理:
反应: (CH3)3CBr 反应机理:
NaOH H2O
(CH3)3COH
sp3 (Ⅰ) (CH3)3C—Br
2、据卤素所连烃基结构:
饱和卤代烃 ——卤代烷 烯型或芳型卤 (-C=C-X)
不饱和卤代烃 烯丙型或苄型卤 (-C=C-C-X)
孤立型卤 (-C=C-C-X)(n≥2)
3、据卤素所连碳原子种类:
n
伯卤代烃 仲卤代烃
叔卤代烃
(RCH2X) (R2CHX) (R3CX)
4、据分子中所含卤素的数目:
一卤代烃、二卤代卤烃代烃…的分…类和多命名卤代烃等
二、卤代烃的命名 (一)普通命名法
命名原则: 烃基 + 卤素 或 卤素 + 烃
烃基卤 卤代(化)某烃
例: (CH3)2CHCH2I 异丁基碘
Br 环己基溴
或 碘代异丁烷
CH2Cl 苄基氯
或 溴代环己烷 F
CH3 CH2CH3 H R-仲丁基氟
或 氯化苄 或 卤代烃的分类和命名 R-氟代仲丁烷
(二)系统命名法
Cl
CH3 1-甲基-4-氯苯 (p-氯甲苯)
CH3CH2
I CH3
CH3C=CHCH2Cl
2-甲基-6-乙基-1-碘萘 3-苯基-1-氯-2-丁烯
卤代烃的分类和命名
三、卤代烃的化学性质
取代反应 反应类型: 消除反应
饱和卤代烃取代 不饱和卤代烃取代
与活泼金属的反应 (卤代烷) (一)饱和卤代烃的取代反应
1、常见反应类型:
卤代烃的分类和命名
NaOR'(Ar) (醇钠或酚钠)
有机化学卤代烃
COOH
Br2 FeBr3
Mg
Br 干醚
CO2
COOMgBr H+,H2O
MgBr
COOH
6.4 脂肪族亲核取代反应的历程
一.单分子历程(SN1)〈反应速度决定于一种物质 的浓度〉
以卤代烃碱性条件下的水解反应为代表,亲核取代 可 按 两 种 历 程 进 行 。 亲 核 取 代 以 SN 表 示 (S→substitution,N→ nucleophilic)。
R X + R‘O Na
R O R‘ + NaX
③ 被氨基取代:R—X与氨作用,生成胺。
R X + NH3
R NH2 + HX
胺是有机碱,它与反应中产生的HX生成盐,所
以产物为胺的盐,即RNH3+
X
或RNH。2 HX
④ 被氰基取代:R—X与NaCN或KCN的醇溶液共热 ,得到腈。
R X + NaCN 乙 醇 R CN + NaX 腈 水解 即得羧酸
★ 原因:
+
(Ⅰ)中由于形成共轭体系,
CH =CH 2
较C稳H定2 ;(
Ⅲ)中由于—X受到P—Л共轭影响,C—X键较稳
定,不易断开。
★ 鉴别方法:与硝酸银的乙醇溶液反应:
乙醇 硝酸酯
RX + AgONO2
RONO2 + AgX
(Ⅰ)类化合物室温下可反应,(Ⅱ)类需加热,( Ⅲ)类加热也不反应。
6.8 多卤代烃的性质
6.9 卤代烃的生理活性
①甲状腺素:控制新陈代谢速度。
I
I
O
HO
O
I
I
CH2 CH C OH NH2
有机化学卤代烃
例:
CH3 CHCH2CH3
Cl
2-苯基-2-氯丁烷
CH2=CHCH2CH2Cl
F Br
CH2CH=CH2
1-苯基-4-氯-1-丁烯
1-烯丙基-3-氟-4-溴苯
7.3 卤代烃的制法
7.3.1 烃的卤代 在光、高温或自自由基引发下,烷烃可直接和卤素发生反
应,大多得到混合物。
实验室可用此法制备烯丙基卤代烷和苯甲基卤代烷。
7.5 卤代烃的化学性质
B)单分子亲核取代反应(SN1) 例:叔丁基溴水解
CH3
CH3
Br + OH -
CH3
CH3
H3C
OH + Br
CH3
υ水解=k[(CH3)3CBr]
反应机理: 第一步:
7.5 卤代烃的化学性质
CH3
慢
CH3
Br
CH3
第二步:
CH3
CH3
δ...+........
δ-
Br
OH
υ水解=k[CH3Br][OH-]
CH3OH + Br
反应机理:
-
HO
H
+
C Br
H H
H
H
δ-
HO
C
δ-
Br
H
H
HO C
-
H + Br
H
过渡态
7.5 卤代烃的化学性质
溴甲烷水解反应的能量曲线
势 能
δ¯
δ¯
[HO ... CH3 ... Br]
CH3Br + OH
H OCH 3 + Br
反应进程
CH2CH3
+ Br2
第五章 卤代烃
攻的机率相等,因此产物外消旋化。但是,在多数
SN1反应中,构型转化产物的比例往往大于构型保持 产物的比例,即生成的取代产物部分外消旋化。
例如:(R)-(-)-2-溴辛烷在含水的乙醇中 进行水解反应
H CH3
C
Br + H2O C2H5OH HO
H
H
CH3
CH3
C
+
C
OH
CH3(CH2)5
CH3(CH2)5 CH3(CH2)5
消除反应的取向
伯卤代烃的消除反应只有一种方式, 而仲、叔卤代烷可能有多种方式。
例如:
CH3—CH2—C| H—CH3
KOH 乙醇
Br
2-溴丁烷
CH3CH—CHCH3 + CH3CH2CH—CH2
2-丁烯
1-丁烯
(81%)
(19%)
C| H3 CH3CH2—C| —CH3
KOH 乙醇
Br
2-甲基-2-溴丁烷
例如:Grignard试剂与二氧化碳加成可以 得到比原来卤代烃多一个碳原子的羧酸:
RMgX + CO2 低温 RCOOMgX H2O/H+ RCOOH + Mg(OH)X
第四节 不同类型卤代烯烃的活泼性
烃基中含有双键的卤代烃发生亲核取代反 应的活泼性取决于卤素与双键的相对位置。
✓根据卤素与双键的相对位置分为以下三类:
1、决定反应速度的步骤为单分子反应; 2、反应是分步进行的; 3、有活泼中间体碳正离子生成 ; 4、取代产物部分外消旋化 。
(2)双分子亲核取代反应(SN2)
H2O
CH3Br + NaOH
CH3OH + NaBr
【知识解析】卤代烃的分类及物理性质
卤代烃的分类及物理性质1 卤代烃的概念和官能团(1)概念烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物称为卤代烃。
(2)官能团卤代烃分子中一定存在的官能团是碳卤键,单卤代烃可简单表示为R—X(X=F、Cl、Br、I)。
饱和单卤代烃的分子通式为C n H2n+1X。
2 卤代烃的分类3 卤代烃的物理性质状态常温下,卤代烃中只有个别为气体,如CH3Cl、C2H5Cl、CH3Br等;大多为液体或固体溶解性不溶于水,可溶于有机溶剂。
某些卤代烃本身是很好的有机溶剂,如氯仿(CHCl3)、四氯化碳(CCl4)等密度(1)卤素原子相同时,若烃基碳原子数目不同,则随碳原子数目的增加,密度呈递减趋势;若烃基碳原子数目相同(存在同分异构体),则支链越多,密度越小;(2)烃基相同而卤素原子不同时,密度一般随卤素原子的相对原子质量的增大而增大。
分子中卤素原子个数越多,密度越大。
常见的氯乙烷的密度比水的小,溴乙烷、四氯化碳、溴苯的密度比水的大沸点(1)对于卤素原子相同的单卤代烃,烃基碳原子数目不同时,随碳原子数目的增加,沸点逐渐升高;烃基碳原子数目相同(存在同分异构体)时,支链越多,沸点越低;(2)烃基相同而卤素原子不同时,沸点随卤素原子的相对原子质量的增大而升高,如沸点:CH3I>CH3Br>CH3Cl>CH3F4 卤代烃的命名(1)命名原则:以烃为母体,将卤素原子看成取代基,按烃类的命名原则命名。
(2)给主链碳原子编号时从离取代基最近的一端开始(遵循取代基位次和最小原则)。
例如:命名为2-氯戊烷典型例题例1-1(2020福建莆田期中改编)下列叙述正确的是A.所有卤代烃都难溶于水,且在常温下都是密度比水大的液体B.所有卤代烃都是通过取代反应制得的C.卤代烃不属于烃类D.卤代烃都是良好的有机溶剂解析◆卤代烃不溶于水,但密度不一定比水的大,如氯乙烷在常温下是气体,密度比水的小,A项错误;烯烃与卤素单质或卤化氢通过加成反应也可得到卤代烃,B项错误;卤代烃中含有卤素原子,不属于烃类,属于烃的衍生物,C项正确;卤代烃不一定是良好的有机溶剂,如气态或固态卤代烃,D项错误。
卤代物
第九章卤代烃§9-1卤代烃的分类、命名及同分异构一、分类1.根据卤原子数目不同可分一卤代烃:CH3X C6H5X 多卤代烃:CHX3C6H6X62.根据卤代烃中烃基的结构不同可分饱和卤代烃、不饱和卤代烃、芳香卤代烃3.根据和卤原子相连的C原子不同可分为伯卤代烃、仲卤代烃、叔卤代烃(卤原子相连的C原子是伯、仲、叔C)。
4.根据卤原子的不同可分为氟卤代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃。
二、同分异构卤代烃的同分异构数目比相同碳的烷烃异构体要多。
有碳胳异构和官能团的位置异构。
三、命名系统命名法是把卤原子当作取代基,即烃的卤代衍生物。
它的命名与烃的命名相似,但在烃名称前面需标明卤原子的位置、数目和名称。
1.选主链:选择含有卤素的最长的碳链作主链。
2.主链编号使卤原子或取代基的位次最小。
卤原子和其它侧链为取代基。
不饱和卤代烃的主链编号,要使双键或叁键位次最小。
CH2=CH-CH-CH2-ClCH33-甲基-4-氯-1-丁烯(不叫2-甲基-1-氯-3-丁烯)3.卤代芳烃一般以芳烃为母体来命名。
CH2CH3Cl邻-氯乙苯§9-2 一卤代烃一、物理性质一般为无色液体,沸点随着C原子数的增加而升高。
相同C原子数卤代烃,直链异构体沸点最高,支链越多沸点降低。
二、光谱性质1.红外光谱碳卤键的吸收频率是随着卤素原子量的增加而减小的。
C—F键的化合物其吸收带频率在1400~1000cm-1;C—Cl键的化合物其吸收带频率在800~600cm-1;C—Br键的化合物其吸收带频率在600~500cm-1;C—I键的化合物其吸收带频率靠近500cm-1;2.核磁共振由于卤素电负性比碳大,因此,在卤代烷中使直接与卤原子相连的碳和邻近碳上质子的屏蔽降低:①质子的化学位移向低场移动,δ值大于烷烃。
②随着卤代烷中卤原子电负性的增加其化学位移也增加。
HC—F:4~4.5;HC—Cl:3~4;HC—Br:2.5~4;HC—I:2~4;三、化学性质卤代烃的化学性质比烷烃活泼得多,这主要是由于分子中的碳卤键的极性(C-X )所引起的,因卤原子有较强的电负性,当与C 原子形成碳卤键时,共用电子对偏向于卤素。
《卤代烃》 知识清单
《卤代烃》知识清单一、卤代烃的定义和分类卤代烃是烃分子中的氢原子被卤素原子(氟、氯、溴、碘)取代后所生成的化合物。
根据分子中卤素原子的种类,卤代烃可以分为氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃。
按照分子中卤原子的数目,卤代烃又可分为一卤代烃和多卤代烃。
一卤代烃只含有一个卤素原子,如氯甲烷(CH₃Cl)、溴乙烷(C₂H₅Br)等;多卤代烃则含有两个或两个以上的卤素原子,如二氯甲烷(CH₂Cl₂)、三氯甲烷(CHCl₃)等。
此外,根据烃基的结构不同,卤代烃还可以分为饱和卤代烃(卤代烷烃)、不饱和卤代烃(卤代烯烃、卤代炔烃)和芳香卤代烃。
二、卤代烃的物理性质1、状态常温下,大多数卤代烃为液体或固体。
其中,一氯甲烷、氯乙烷等为气体。
2、沸点卤代烃的沸点随碳原子数的增加而升高。
在同碳数的卤代烃中,沸点的高低顺序为:RI>RBr>RCl>RF。
这是因为相对分子质量越大,分子间的范德华力越大,沸点也就越高。
3、密度除一氟代烃和一氯代烃的密度小于水外,其余卤代烃的密度一般都大于水。
4、溶解性卤代烃不溶于水,可溶于大多数有机溶剂,如乙醇、乙醚等。
三、卤代烃的化学性质1、取代反应卤代烃中的卤素原子可以被其他原子或原子团取代。
例如,溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热时,溴原子被羟基取代,生成乙醇:C₂H₅Br +NaOH → C₂H₅OH + NaBr这是卤代烃水解生成醇的典型反应。
2、消去反应在一定条件下,卤代烃分子中的卤素原子和相邻碳原子上的氢原子脱去,生成不饱和烃。
例如,溴乙烷与氢氧化钠的醇溶液共热时,发生消去反应生成乙烯:C₂H₅Br +NaOH → C₂H₄↑ + NaBr + H₂O消去反应的发生条件是与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子。
3、与金属反应卤代烃能与某些金属发生反应,生成有机金属化合物。
例如,氯乙烯与钠反应生成氯乙烯钠:CH₂=CHCl +2Na → CH₂=CHNa + NaCl四、卤代烃的制备方法1、烷烃的卤代在光照或加热的条件下,烷烃与卤素单质发生取代反应生成卤代烃。
第九章卤代烃
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。
第八章 卤代烃
1、卤代烃的分类§8 -1 卤代烃的分类、异构现象和命名R X CHXR CH XCH 3XCHX 3 CX 4CH 2X 2 卤代烷(饱和卤代烃) 卤代烯烃(不饱和卤代烃)卤代芳烃(芳香族卤代烃)一卤代甲烷 二卤代甲烷 三卤代甲烷 四卤代甲烷X =F 、Cl 、Br 、I第8 章卤代烃南通大学张湛赋RCHR'XRCH 2XRC R'R'X(一级卤代甲烷) (二级卤代甲烷) (三级卤代甲烷)伯卤代烷 仲卤代烷 叔卤代烷2、卤代烷的同分异构现象CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2Br CH 3CH 2CH 2CHCH 3CH 3CH 2CHCH 2CH 3BrBr CH 3CH 2CHCH 2BrCH 3CH 3CHCHCH 3Br CH 3CH 3CHCH 2CH 2BrCH 3CH 3CCH 2CH 3CH 3CCH 2BrCH 3CH 3BrCH 33、卤代烃的命名CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2Br CH 3CH 2CH 2CHCH 3BrCH 3CH 2CHCH 2CH 3BrCH 3CH 2CHCH 2BrCH 31-溴戊烷2-溴戊烷3-溴戊烷2-甲基-溴丁烷1-CH 3CHCHCH 3BrCH 3CH 3CHCH 2CH 2BrCH 3CH 3CH 2CCH 3BrCH 3CH 3CCH 2BrCH 3CH 33-甲基-1-溴丁烷2-甲基-2-溴丁烷3-甲基-2-溴丁烷2,2-二甲基-1-溴丙烷CH 2C CHCH 3CH 3ClCHCH CH 2CH 2ClCHCH 3CH 3CHCH 2CH 2Cl CH 3CH 2ClCH 32-甲基-3-氯-1-丁烯4-甲基-6-氯-2-己烯3-苯基-1-氯丁烷对甲苯氯甲烷§8 -2 卤代烷的物理性质在常温常压下,氯甲烷、溴甲烷和氯乙烷是气体,其它常见的低级卤代烷都是液体,高级的是固体。
卤代烃的分类异构和命名
七
章
卤 代
(1) CH2=CHCH2CH2Br (2) CH3CH2CH=CHBr
烃
》
4-溴-1-丁 烯
1-溴-1-丁 烯
卤代烃的分类、异构和命名
《
第 七
2、系统命名法 2.3 卤代芳烃的命名(卤原子直接连在苯环上)
章
Cl
CH3
CH3
卤
代
(1)
(2)
Cl
(3)
Br
烃
》
Br
氯氯苯苯
22--氯氯甲甲苯苯
七
章
卤
CH3
代 烃
》
(1) CH3CH2CH2Br Cl
(2) CH3- C- Cl CH3
1-氯 - 2-溴丙烷
2-甲 基 - 2-氯丙烷
《
第
2、系统命名法
七
章 ➢(1)选主链
卤 ➢(2)编号
代 烃
➢(3)写名称
》
卤代烃的分类、异构和命名
2.2 不饱和卤代烃的命名
①√
C1 H2=C2 C3H2C4 HC5HC6 H2C7 H3 CH3 Cl CH3
22,,44--二二溴溴甲甲苯苯
以芳烃为母体,卤原子作为取代基,遵循芳烃衍生物的命名规则。
《
第
2、系统命名法
七
章 ➢(1)选主链
卤 ➢(2)编号
代 烃
➢(3)写名称
》
卤代烃的分类、异构和命名
2.3 卤代芳烃的命名(卤原子连在苯环的侧链上)
32
1
①X
CHCH2CH2Cl ②√
4CH3
3-苯基 - 1-氯 丁烷
教学重点
➢(3)卤代烃的同分异构
7 卤代烃
7 卤代烃本章要点:卤代烃的取代反应;卤代烃的消除反应;亲核取代反应机理、消除反应机理,竞争反应;亲核取代反应和消除反应的立体化学。
一、卤代烃的基本概念1,卤代烃的分类⑴按烃基分类①卤原子与饱和碳原子连接;卤原子连接在饱和碳原子上的卤代烃一级卤代烃(伯卤代烃):碳原子上连有一个烃基;二级卤代烃(仲卤代烃):碳原子上连有两个烃基;三级卤代烃(叔卤代烃):碳原子上连有三个烃基。
②卤原子与不饱和碳原子连接:卤代烯烃与卤代苯,卤原子连接在不饱和碳原子上。
③卤原子与烯丙基、苄基连接:烯丙基卤代烃与卤苄,卤原子连接在不饱和碳原子的邻位饱和碳原子上。
⑵按卤原子分类氯代烃、溴代烃、碘代烃等。
2,卤代烃的命名两种观点⑴ 以含有卤原子的最长碳链为主链;⑵ 选择最长碳链时不考虑是否含有卤原子;CH 3CH 22CH 3CH 2Cl3-氯甲基戊烷or 。
2—乙基—1-氯丁烷 3-(chloromethyl )pentane系统法命名时,卤原子总是取代基,不视为官能团;习惯法命名时,有时视卤原子为官能团,如叔丁基氯等。
Cl 氯(代)苄 or 苄基氯3,碳-卤键的结构特征⑴碳-卤键的极性: C Cl CF C Br C I > > > C X δ+δ- ×10—30C •m 6.472 6。
072 5.971 5。
471⑵卤原子电负性大,碳卤键是极性键,α-碳原子上带有部分正电荷,容易受到给电子试剂作用,发生亲核反应。
二、卤代烃的性质—化学反应1,取代反应卤原子被其它原子或原子团取代的主要反应有⑴ 羟基取代卤原子(水解反应,卤原子转换成羟基,一种制备醇的方法) R X +H 2O/OH R OH +X 碱性水溶液中反应,活泼卤代烃(叔卤代烃、烯丙式卤代烃、苄卤代烃)容易反应。
CH 3CH 2Cl +H 2O/NaOH CH 3CH 2OH(CH 3)3C Cl +H 2O/Na 2CO 3(CH 3)3C OH CH 2Cl +H 2O/Na 2CO 3CH 2OH⑵ 烷氧基取代卤原子(醇解反应,卤原子转换成烃氧基,制备醚的方法)R X +R O R /+R /ONaNaX R /OH 反应称为Williamson 缩合,引入烃氧基的试剂通常是醇钠,醇钠是强有机碱,也是有效的亲核试剂.醇解反应是制备混合醚的重要方法,醚的两个烃基分布来自于醇(醇钠)和卤代烃。
7第七章 卤代烃
(70%)
+ NaI
制备醚的常用方法——Williamson 合成法 制备醚的常用方法 RX: 伯卤代烷 反应活性: 反应活性:RI > RBr > RCl > RF
(3) 与 氰化钠作用 NaCN, KCN
X CN 腈
NC(CH2)5CN + 2KBr
(4) 与氨作用 X NH2 胺 NH3
C2H5OH (CH3)2CHCH2Cl + 2NH3 △
苄基氯 苄基氯 (benzyl chloride)
2、系统命名法 、
复杂的卤代烃 烃基作为母体 卤原子作为取代基。 母体, 烃基作为母体,卤原子作为取代基。
2-甲基 氯丁烷 甲基-3-氯丁烷 甲基 2-chloro-3-methylbutane
Br CH3
Cl Br F Cl CH3 CH3-CH2-CH2-C-CH-CH-CH3 CH3-CH-CH-CH3 CH(CH3)2
O + O NBr
CCl4, 回流
Br + (80%)
O NH O
CH3 + Br2 Cl
h υ
98%
CH2Br + HBr Cl
二、由不饱和烃制备
CH3CH2C CCH2CH3 + Br2
CH3COOH
CH3CH2 Br
C
C
Br CH2CH3
三、由醇制备
OH + HBr
回流6h
Br + H2O (74%)
R X + AgNO3
反应活性: 反应活性:
C2H5OH
R O NO2 + AgX
硝酸酯
RX: RI > RBr > RCl 3° > 2° > 1° ° ° °
有机化学第九章 卤代烃
这种带有负电荷或未共用电子对的试剂,称为亲核试剂 (nucleophile,常用Nu表示)。反应中被取代的卤原子以X–形式离 去,称为离去基团(leaving group,常用L表示)。
28
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
20
④在卤代烷分子中,由于卤原子的电负性比碳原子的大,C—X 键
具有一定的极性,使多数分子产生一定的偶极矩(μ)。例如:
许多卤代烷分子具有极性,但其极性较弱,分子之间只能通 过van der Waals力相互吸引聚集在一起,与烷烃相似,而具有较
低的熔点和沸点,同时也不溶于极性强的水中。
21
波谱分析:
第九章 卤代烃
烃分子中的一个或几个氢原子被卤原子取代后的化合物,称 为卤代烃。卤原子(亦称卤基)(―F, ―Cl, ―Br, ―I)是其官能团。 卤代烃中以氯代烃和溴代烃最重要。
1
9.1 卤代烃的分类
卤代烃按烃基结构的不同,可分为饱和卤代烃、不饱和卤代
烃和卤代芳烃;卤代烃按分子中所含卤原子数目的多少,又可
8
9.2卤代烃的命名
对于简单卤代烃可用普通命名法命名,一般是以烃为母体,卤 原子作为取代基,由烃基的名称加上卤原子的名称而成。例如:
9
9.2.1卤代烷的系统命名法
(a)选择连有卤原子的碳原子在内的最长碳链作为主链,根据主链的 碳原子数称为“某烷”。
10
(b)支链和卤原子均作为取代基。主链碳原子的编号与烷烃相同,也
①在卤代烃(氟代烃除外)中,只有氯甲烷、氯乙烷、溴甲烷、氯乙
烯和溴乙烯是气体,其余均为无色液体或固体。 ②卤代烃的沸点随分子中碳原子数的增加而升高。烃基相同的卤代
第六章 卤代烃
聚四氟乙烯 ——耐“王水”
+ +
H )2NH H55)2NH
(C 2H5)3N (C 2H5)3N
C2 H5 Br C2 H5 Br
(C 2 5)4NBr (C 2HH5)4NBr
- -
(5) 与AgNO3反应—— 推测卤代烃的类型
RX + AgNO 3
活性顺序:
乙醇
RONO 2 + AgX
RI > RBr > RCl
。 。 。 3 RX > 2 RX >1 RX ( X 原子相同时 )
X
-
底物
离去基
ROH(醇类) + NaX RCN(腈类) + NaX ROR'(醚类)+ NaX RNH2(胺类)+ HX
R X
NaOR' HNH2
(1) 被羟基取代
RX + NaOH
H2O
ROH + NaX
卤代烃的碱性水解 (2) 被氰基取代
[H] RX + CN
-
RC H2NH2
乙醇
RC N + X-
过渡态出现了形式上的“五价碳”原子,该“五价碳”可看成为 原子或基团之间的排斥作用最小,有利于过渡态的形成。 sp2 杂化, 三个正常共价键在同一平面, 两个部分共价键在平面的两侧,此时,各个
S N 2 反应机理: Nu Nu NuNu NuNu Nu Nu Nu
C C C C C C
LL L L LL L
叔丁基溴的碱性水解反应如下
C H3 C H3 C Br + O H- C H3 C H3 C O H + Br-
C H3
C H3
其水解的速度与叔丁基溴的浓度成正比,而与 碱(OH-)的浓度无关,在动力学上称为一级反应。 反应速度方程:ν= k[(CH3)3C-Br]
卤 代 烃
二、卤代烃的制备
(四)卤素交换
卤代烃与无机卤化物之间进行卤原子交换的反应称为芬克尔斯坦(Finkellstein) 卤素交换反应。
三、卤代烃的物理性质
(一)状态
低级:气体 一般:液体 高级:固体
(二)沸点
氯苄 benzyl chroride
一、卤代烃的分类和命名
(二)卤代烃的命名 2、IUPAC命名法
卤代烃的命名以烃为母体,卤原子为取代基,根据所带烃基的不同遵循烃的 命名原则。
2-溴-5-甲基己烷
(E)3-氯-2-甲基己-3-烯
2-bromo-5-methylhexane (E)3-chlro-2-methylhex-3-en
反应速度与(CH3)3C-Br的浓度成正比,与NaOH的浓度无关。
步骤: Ⅰ
能态图:
Ⅱ
五、卤代烃的化学性质
(一)亲核取代反应
3、亲核取代反应机制 (1)SN1反应机制
二、卤代烃的制备
(一)烃类卤代
卤素可与烯烃和芳烃发生α-氢取代生成卤代烃。
二、卤代烃的制备
(一)烃类卤代
卤素可与芳烃发生苯环上的亲电取代生成卤代烃。
二、卤代烃的制备
(二)不饱和烃和小环环烃与卤素的加成
烯烃、炔烃、小环环烃可与卤素或卤化氢发生加成反应生成卤代烃。
二、卤代烃的制备
(三)醇的取代
1. 醇与HX反应生成卤代烃。
烃基相同卤素不同,则随卤原子序数的增加,沸点升高。 同系列卤烃,碳链增长,沸点升高。 同分异构体 支链<直链
三、卤代烃的物理性质
(三)溶解度
不溶于水,易溶与有机溶剂。
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己烷
如: CH3-CH2-CH2-CH2-CH3
辛烷
十二烷
区别异构体用“正”、“异”、“新”。 CH3-CH-CH2-CH3 CH3 异戊烷 CH3 CH3-C-CH3 CH3 新戊烷
正戊烷
(二)系统命名法 1. 烷基
烷烃分子中去掉一个氢原子后,剩下的原子团叫烷基。 烷基是一价基,通式为CnH2n+1,常用R-代表烷基,烷基的 名称由相应的烷烃而得。 例如: CH 4 CH3CH3
-H -H 链端碳-H
-CH3
-CH2CH3 -CH2CH2CH3 CH3-CH-CH3
甲基
乙基 丙基 异丙基
CH3CH2CH3
中间碳-H
2. 直链烷烃的命名
与普通命名法基本相同,但不用“正”字。具有1~10个 碳原子数的烷烃采用我国古代记数的“天干”。10个碳以上
的烷烃则用汉字数字表明。
如:CH3CH2CH2CH2CH3 正戊烷(普通命名法) 戊 烷(系统命名法)
2
CH3
1
CH3CHCH2CH2CH2CH2CH—CHCH2CH3 CH3 CH3 CH3
2, 7, 8-三甲基癸烷(不叫3,4,9-三甲基癸烷)
两端一样长时,从小取代基一端开始编号。
1 2 3 4 5 6 7
当有几种可能的编号方向时,应当选定使取代基具有“最低系列”的 那种编号(即顺次逐项比较各系列的不同位次,最先遇到位次最小者定为 最低系列)。
CH3-CH—CH-CH2-CH2-C-CH3 1 2 3 4 5 6 7 CH3 CH3 CH3
从右到左:2,2,5,6 从左到右:2,3,6,6
7
6
5
4 H 甲烷 CH4 H H H–C–C–H H H 乙烷 C2H6 H HH H–C–C–C–H H HH 丙烷 C3H8 H H H H H–C–C–C–C–H H H H H 丁烷 C4H10
可用一个式子代表:
烷烃通式:CnH2n+2
这些结构上相似而组成上相差一个或若干个CH2原子团的 一系列化合物叫做同系列。同系列中的各种化合物互称为同系 物。
壬烷 C9H20
35
(二)烷烃的同分异构现象 甲烷、乙烷、丙烷没有同分异构体,从丁烷开始出现同分异构体 丁烷的同 分异构体 H H H H–C–C–C–H H H H-C-H H H H H H H–C–C–C–C–H H H H H
戊烷的同分异构体: CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 正戊烷 CH3-CH-CH2-CH3 CH3 异戊烷 CH3 CH3-C-CH3 CH3 新戊烷
二、烷烃的同分异构现象
(一)同分异构现象 有机化合物分子组成相同而结构不同的现象叫做同分异构现象。 分子组成相同而结构不同的化合物互称为同分异构体(简称异 构体)。 同分异构现象是有机化合物中存在的普遍现象。烷烃分子 随着化合物分子中所含碳原子数目的增加,同分异构体的数目 也越多。 异构体数目 如 戊烷 C5H12 己烷 C6H14 3 5
烷烃(饱和脂肪烃) :分子中碳原子之间都以C -C单键相连,碳原子其余价键都和氢原子相结合 的开链烃。
2、甲烷分子的形成
σ键
甲烷的形成示意图
H
3、甲烷的分子模型
H H—C—H H
H
C
H H
(透视式)
甲烷的立体构造式
虚线——表示伸向纸平面后方 实线——表示在纸平面前上 楔线——表示伸向纸平面前方
甲烷的正四面体构型 甲烷凯库勒模型
3、支链烷烃的命名
把带支链的烷烃看作是直链烷烃取代衍生物,支链看作取代基。
1 2 3 4 5 6
如: CH3-CH2-CH-CH2-CH2-CH3 CH3 母体名称
3-甲基己烷(看作是己烷的衍生物)
取代基位置 取代基名称 位置与名称用短线连接
步 骤 ① 选取主链——选择最长的碳链为主链。支链当作取代基。 如: CH3-CH2-CH2-CH-CH3 CH2-CH3
CH3 1° 1° 4° 2°
3°
1°
与伯、仲、叔碳原子相连的氢原子分别称为伯、仲、叔氢原子。 不同类型的氢原子在同一反应中的反应性能是有一定差别。
三、 烷烃的命名法
(一)普通命名法
一般按烷烃所含碳原子数目来命名,碳原子在十以内 用“天干”表示,称“某烷”。 (“天干”——甲、乙、 丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。十一碳以上用汉字数 字表示) 如:C6H14 C8H18 C12H26
c
烃(碳氢化合物):只由C、H两种元素组成 的化合物。
饱和脂肪烃——烷烃 脂肪烃 不饱和脂肪烃 烃 脂环烃
环烃
烯烃
开链烃
炔烃
芳香烃
第一节 烷 烃
教学目标: 1.掌握烷烃的命名(重点、难点) 2.掌握烷烃的性质(重点) 3.熟悉烷烃的同系物 4.了解烷烃的结构和同分异构现象(难点)
一、烷烃的结构
2 1 1 2 1 6 5 4 3
CH2CH3 CH3-CHCH2CH-CH2CH3 3 4 5 CH2CH2CH3
6 7 8
CH3 4 5 6 7 8 CH3CH2CHCH2CH-CH2CH2CH3
2 3
CH2CH3
② 编号——从靠近支链的一端开始用阿拉伯数字给主链碳原 子编号,编号时应尽可能使取代基具有最低编号。 (如上例)
只连有一个碳原子的称为伯碳原子,常以1°表示(一级碳原子); 只连有二个碳原子的称为仲碳原子,常以2°表示(二级碳原子);
只连有三个碳原子的称为叔碳原子,常以3°表示(三级碳原子);
只连有四个碳原子的称为季碳原子,常以4°表示(四级碳原子)。
如:
CH3—C—CH2—CH—CH3 CH3 1° CH3 1°
1. 碳原子的sp3杂化轨道
碳原子在基态时电子构型:1S2、2S2、2p2 ↑ E ↑↓ 2S
1S 跃迁 杂化
↑
2P
↑ ↑ ↑
2S
↑
↑↓
2Px 2Py 2PZ
↑ ↑
↑
SP3
↑
SP3 杂化轨道含
1个SP3杂化轨道形状
1/4 S 轨道 3/4 P 轨道
键长:0.109nm
键角:109.5°
4个SP3杂化轨道
己烷的异构体 CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3-CH-CH2-CH2-CH3 CH3 CH3-CH-CH-CH3 CH3CH3
CH3-CH2-CH-CH2-CH3 CH3 CH3 CH3-C-CH2-CH3 CH3
(三)伯、仲、叔和季碳原子
碳链中的碳原子按照它们所连结的碳原子数目可分为四类: