第一章 有机化学-卤化反应

第二节 不饱和烃的卤加成反应
概述
1. 加卤素
C C X2 C X C X X2=Cl2, Br2
2. 卤内酯化
I O I2/KI/NaHCO3 O
CH2 COOH
3. 加卤化氢
C C HX C H C X HX=HCl, HBr, HI
4. 次卤酸，N-卤代酰胺反应
C C X2 +H2O C C + HX X2=Cl2, Br2
HCl
CH3-CH=CH2
HCl
Cl CH2 -CHCH3 只 有 HBr有反 马 氏 规 则
Ph-CH=CH2
HBr
Ph--C-CH3 Br Ph-CH2CH2 Br 反 马 氏 规 则
HBr H2O2 或 光 照
Nu
机理
R1 C R2 C
R3 H+ R4
Nu R1 C R4 Nu C R3 H R2
OH X
5. 硼氢化－卤解反应
无过氧化物 CH3CH=CH2 CH3CHBrCH3 Markovnikov加 成 反Markovnikov加 成
过氧化物
CH3CH2CH2Br
第二节 不饱和烃的卤加成反应
一、不饱和烃加卤素
1 X2对烯烃的加成
C C X2 C X C X
F＞ CI＞ Br＞ I
F与不饱和烃反应太剧烈
O BrH2C C CH2CH2CH3 (1.5%) +
α-羰基自由基取代
O
O R' C
H C R''' Br2 R''
O
+
Br2
+ 光
O
光
Br C R''' R''
R'
C
2Br OH O + HBr Br
选择性溴化剂
O Br2 Br Br O
副反应
O Br Br
+
O
O Br
+
OH Br Br
Br
CH2-C CH t-BuOCl O H 3C C CH2Cl
OH H3C C CHCl
t-BuOCl Ar C CH
O Ar C CH2Cl
四、卤化氢对不饱和烃的加成反应
1 HX对烯烃的加成
R1 C R2 C R3 R4 HX R1 R2
Cl
+
H C
X C
R4 R3
+
R1 R2
X C
H C
R4 R3
AcOH 20～25℃
Br N NH2
NH2 I2/Hg(OAc)2
NH2 I
NO2
NO2
第四节 羰基化合物的卤代反应
一、醛酮α-位氢的卤代反应 1 酮α-H 卤代反应
O2N O Br2 C-CH3 O2N O C-CH2Br
+
HBr
氯霉素的制备
O CH3 Br2
O
Br CH3
O Cl S Cl Cl O S Cl
CH2=CH2 + Br2 → BrCH2CH2Br + CI2 → CICH2CH2CI + I2 → ICH2CH2I
机理：亲电加成
溶媒：CH2CI2 CHCI3 CCI4 CS2
机 理:
R1
R3
R1
① 反向
ｘ
R3 R4 R3
R1 R2 R1
ｘ c c
R3
4 R ｘ
c
R2
δ+
c
R4
δ-
c
R2 R1
Br2/Mg CH3OH
Br2
OCH3 BrH2CHC OCH3
OAc H+
BrH2C CHO
C4H9 CHO + Ac2O
C3H7-CH=CH-OAc
C3H7CHCH OAc Br
C3H7-C CHO Br
CHO
O O Br Br O O
CHO Br
二、烯醇和烯胺衍生物的卤化反应 1 烯醇酯的卤化反应
+
Me
Me
Br2
HO
Br Br
Me
HO Cl2 HO
Cl
Cl
H3C
H
C
H
C
C2H5
AcOH/ Cl2 H C 3 LiCl H
Cl C
Cl C H C2H5
Cl
OAc C H C2H5
+
H3C H
C
CH3-CH=CH2
I2/KIO3
CH3-CH-CH2I OH
H OAc
93%
I2 /AcOAg I H
CH3 C O OH
I2/CaO CH3OH/CaCl 2
O CH2 OCCH3 C O OH
CH2 I C O OH
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
反应类型:
O CH3 SO2Cl2
O Cl CH3
O 二氯硫酰
氯化亚砜
酸碱催化的定位问题
O CH3 Br2 O Br CH3
O CH3 SO2Cl2
O Cl CH3
Br2/NaOH
(CH3)3CCOCH3
(CH3)3CCOCBr3
(CH3)3CCOOH
HCBr3
71%-74%
O H3C C CH2CH3
Br2
NH2
Br
NO2 NO2 Br2/Fe Br CF3SO2OCl NO2 H Cl KF NO2 F Cl NH2
CH3 NO2
O
CH3 N Br Br
浓 H2SO4
O NO2 H N
+
COOH
Br N O N H
O COOH
+
N Br N H O
O
Br2/H2SO4 △
Br N
N
Br2 N NH2
O
H
Br Ph
C
O
OH
三、不饱和烃和次卤酸（酯），N-卤代酰胺的反应 机理
R1 R3 R1 OH R3 R4 R1 OH R3
C
R2
C
R4
C
R2 Cl--OH Br--OH
R
C
X R2
C
C
X R4
X-OH
HClO HBrO
R
实例
R OH Cl
HOCl Cl
+
OH
Ar-CH CH2
HClO水 中
收率较低 OH -
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 70 ℃,2h
H2O 25 ℃,2h
C6H13 C H C
H
I2/NaOH/H2O Et2O/0℃
C6H13 C H C
Br
Br
Br
(选 择 性 溴 化 试 剂 )
选择性溴化剂
O CH3 O Br Br O O Br CH3 CH3 CH3 O CH-Ar Br O CH-Ar
O O (选择性溴化试剂)
5,5-二溴代-2,2-二甲基-4,6二羰基-1,3-二恶烷
2
醛 α -H 卤代反应
O H3C CHO + Ac2O CH2=CH-O-C-CH3
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)的反应称卤化 反应。
用途：制备特定活性化合物
制备官能团转化的中间体
引入卤素原子作为保护基、阻断基等
定义：分子中形成C-X的反应
特点：引入卤原子可改变有机分子中的性质，同时能转化成 其它官能团。
如：制备药物中间体 糖皮质激素醋酸可的松
立体化学问题
H H
CH3 + Br2
Br H H
CH3
(a)
+ Br
CH3
CH3
(b)
(a)
(b)
H Br H
CH3 Br H
H
Br
CH3
CH3
CH3 Br
CH3 H Br H Br CH3
CH3 H Br Br H CH3
H Cl Cl2
H Cl Cl
+
H
H Cl
与 Cl2加 成 产 物 同 向 加 成 ,因 为 Cl不 易 形 成 桥 环 H Br H H Br H Br Br Br2
H C
CH3
NBS NCS
C H
CHBr
/
C H
CH 2Cl
CHCl
CH3 NBS NCS
CH 2Br
CH2 CH2CH3 NBS
Br CHCH2CH 3
N
NBS NCS CH3
+
N CH2Cl N CH2Br
CH2CH2COOH NBS
Br CHCH2COOH
合成脂肪族羧酸
Ar-CH3
3Br2
ｘｘ
② 正向
c + ｘ
+
R3
c - ｘ R4 R2 ｘ
c
c
R2
c
4 R ｘｘ
Ar H
H C C CH3
Br2
Ar C H C
H Br CH3
Ar C H Br C Br
H CH3
比较下面六个化合物的活性 CH2=CH2 (CH3)2C=C(CH3)2 (CH3)2C=CH2 CH3CH=CH2 HOOCCHCHCOOH CH2=CHCN
O CH3 BuH2C C
Si CH 2
Bu
OSi C C CH3
+
H Br2
-78℃
O BuH2 C C
△
O BuHC C Br
CH2 Br +
CH 3
反应机理
X C C OSi X-X C X C O- Si X C O C + XSi
例
OHC
COOEt ClSi
CHO
SiO
COOEt Br2
OAc NBS O Br
H2C
OAc
BrH2C O
NBS AcO AcO
第三节 羰基化合物的卤代反应
2 烯醇硅烷醚卤化反应
O + CH3 Si CH3 CH3 Et3N CH3 O Si CH3 CH3
Cl
CH3
Cl
Si
CH3
Cl
Si
3
Cl
Si Ar2 CH3
O Si Br2
O Br
O BuH 2C C
X
H
CH3
Cl2 /Fe
例
+
OH H2O 3Br2 OH H2O 2Br2 Br
OH Br
OH Br 2Br2/Bu-NH2 °C -70 OH Br
1molBr2 /CS2 0°C
OH Br
BrΒιβλιοθήκη BaiduOH
OH
Br
Br
OH Br2/CS2 CH3
OH
CH3 Br
OH Br2 CH3
OH Br
CH3
NH2 NBS/DMF
苄位
Ar-CH3
NBS
Ar-CH2Br
O
机理（自由基)
N
O X
h or过 氧 化 物
N
+
X
O
O NX O CH2-CH=CH2-R+ HX
O
CH3-CH=CH-R + X
XCH2-CH=CH-R
例
CH3(CH2)3CH=CH-CH3
NBS/(PhCO)2O2 CCl4/△ , 2h
CH3-(CH2)2-CH-CH C CH3 H Br
CCl3 CCl3
90%
9%
三、羧酸α -H卤代反应
R CH2 COOH
H C OSi
Br OHC
COOEt
ClSi
CHO Br2
等摩尔
Br
OSi
I2/AcOAg
O I
3 烯胺卤化
O H 3C
O N H N H3C N H
O
or
or
H3C
N
N H 3C
O
室温 -60℃
N
CH3 Br
H3C
Br
O H3 C Br
O N CH3 -78℃ O C Cl CH3
+
O
CH3 Cl
Ar-CBr3
水解
Ar-COOH
合成芳醛
CH3
4Br2/光
CHBr2 水解 CHBr2
CHO
CH3
CHO
二、芳烃卤代反应（亲电取代）
H
机理
+E
+
E π-络 合 物
慢 σ-络 合 物
E
快
E + H+
X+-X-
H X -H+
σ-络 合 物
CH3 CH3 Cl + CH3 2mol Cl CH3 Br2 /Fe Br + Br CH3 Cl Cl
R1 C R4 C H
R2 反向 R3
R1 C R4 Nu C H
R2 同向 R3
反马氏规则机理
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
2 HX对炔烃得加成
CH2-C
CH
HCl
Cl H3C C CH2
五、硼烷的加成
C OCl
(有 机 溶 剂 中 )
AcOH
Ar-CH-CH2 70%
OH Cl
Ar-CH - CH2 Cl
+
t-BuOCl/ROH
Cl EtO
O
ROH EtO
O
Cl
OR
EtO
O
HO Br ROH O O O Br
Ph-CH=CH2
NBA
Ph-CH - CH2 OH Br
NBS
英文名称：N-Bromosuccinimide 别名：N-溴代琥珀酰亚胺。 结构式： NCS NBA NCA
2、卤素对炔加成
得反式二卤烯烃
Br ph C C-CH3 Br2 LiBr Cl2 ph Br ph C Cl I2 I C H C CH3 CH2OH C I Cl C C-CH3
C
C-CH2OH
二、不饱和酸卤内酯反应
I O I2/KI/NaHCO3 O
CH2 COOH
H C C Ph Br2 第二步 O
O H3C C CHCH3 Br
1,3二羰基化合物
O O H3C C CHCCH3 Cl
O
O
H3C C CH2CCH3
CF3SO2Cl Et3N
溴对酮的加成
O BrH2C C CH2CH2CH3
HBr
Br
OH BrH2C C CH2CH2CH3
-Br2
OH H2C C CH2CH2CH3
H3C
OH C CHCH2CH3 O H3C C CHCH2CH3 (58%) Br
亲电加成 亲电取代 亲核取代 自由基反应（取代，加成）

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
第二节 不饱和烃的卤加成反应
和卤素的加成反应
和次卤酸(酯)的加成反应
和N-卤代酰胺的加成反应 和卤化氢的加成反应 和硼烷的加成反应及卤解
H
B(OH)2
I
90%
第三节 烃类的卤代反应
一、脂肪烃的卤取代反应
C2H6
BrC2H5 BrCH2CH2Br Br2CHCH2Br
CH4
炔
Ar C
CH3Cl(g) CH2Cl2 CHCl3 CCl4
CH I2/NaOH Ar - HI C CI
Ar
C I
CH I
烯丙位 CH2=CH-CH3
NBS
CH2=CH-CH2Br