卤代烃、醇和酚(讲义)

卤代烃

一、典型的卤代烃——溴乙烷：

卤代烃化学性质通常比烃活泼，能发生很多化学反应而转化成各种其他类型的化合物，因此，引入卤原子常常是改变分子性能的第一步反应，在有机合成中起着重要的桥梁作用.

1、分子组成和结构：

（在结构上可以看成是由溴原子取代了乙烷分子中的一个氢原子后所得到的产物）

分子式结构式结构简式官能团

C2H5Br CH3CH2Br或C2H5Br —Br

溴乙烷比例模型及球棍模型：

溴乙烷的结构特点溴乙烷与乙烷的结构相似，区别在于C—H键与C—Br 的不同。C—Br键为极性键，由于溴原子吸引电子能力强， C—Br键易断裂，使溴原子易被取代。由于官能团（－Br）的作用，溴乙烷的化学性质比乙烷活泼，能发生许多化学反应。

2、溴乙烷的物理性质：

纯净的溴乙烷是无色液体，沸点低，密度比水大，不溶于水。

说明：相对分子质量大于乙烷，导致C2H5Br分子间作用力增大，其熔点、沸点、密度均大于乙烷。

3、溴乙烷化学性质：

在卤代烃分子中，卤素原子是官能团。由于卤素原子吸电子的能力较强，使共用电子对偏移，C—X键具有较强的极性，因此卤代烃的反应活性增强。

①水解反应：（H2O中的—OH取代溴乙烷分子中的Br原子）

实验步骤：大试管中加入5mL溴乙烷；加入15mL20%NaOH溶液，加热；

向大试管中加入稀HNO3酸化；滴加2滴AgNO3溶液。

现象：大试管中有浅黄色沉淀生成——证明上述实验中溴乙烷里的Br 原子变成了Br-。

说明：

a、该反应属于取代反应，C2H5－Br中的－Br被H2O中的－OH取代；

b、该反应比较缓慢，可采取加热和加入氢氧化钠的方法，加快此反应的速率、提高乙醇的产量。原因是水解反应吸热，NaOH溶液与HBr反应，减小HBr 的浓度，所以平衡向正反应方向移动，CH3CH2OH的浓度增大；

c、验证Br变成了Br-时，要用HNO3酸化溶液，目的：中和过量的NaOH溶液，防止生成Ag2O暗褐色沉淀，对Br-的检验产生干扰。

②消去反应

实验步骤：大试管中加入5mL溴乙烷；加入15mL饱和NaOH乙醇溶液，加热.；

向大试管中加入稀HNO3酸化；滴加2滴AgNO3溶液。

实验现象：产生气体，大试管中有浅黄色沉淀生成。

反应规律：

a、该反应中相邻的两碳原子上脱去一个HBr分子而形成1个“C－C”。若有多个卤素原子可能生成炔，如CH2Br－CH2Br发生消去反应可能得CH≡CH；

b、该反应的条件：浓NaOH的醇溶液、加热；

c、溴原子连接的碳原子的相邻碳原子无氢原子不能发生消去反应。如：(CH3)3CCH2Br不能发生消去反应。即能发生消去反应的卤代烃，在结构上必须具备两个条件：分子中碳原子数≥2；与—X相连的碳原子的相邻碳上必须有氢原子。

消去反应：有机化合物在一定条件下，从分子中脱去一个小分子（如H2O、HX等）而生成不饱和（含双键或叁键）化合物的反应，叫消去反应。一般来说，消去反应是发生在两个相邻碳原子上。

说明：

a、不用NaOH水溶液而用醇溶液，因为用NaOH水溶液反应将朝着水解的方向进行；

b、乙醇在反应中做溶剂，使溴乙烷充分溶解；

c、检验生成的乙烯气体时，要在气体通入KMnO4酸性溶液前加一个盛有水的试管，作用是除去HBr，因为HBr也能使KMnO4酸性溶液褪色；

d、札依采夫规则：卤代烃发生消去反应时，消除的氢原子主要来自含氢原子较少的碳原子上；

2－溴丁烷(CH3－CHBr－CH2－CH3)消去反应的产物有2种.

CH3CH=CHCH3 (81%) CH3CH2CH=CH2 (19%)

二、卤代烃：

1、定义：

烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物。

饱和一卤代烃通式：C n H2n+1X

2、分类：

①根据分子中所含卤素的不同，可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃；

②根据卤代烃分子中卤原子的数目不同，可分为一卤代烃、二卤代烃、多卤代烃；

③根据分子中烃基结构不同，可分为饱和卤代烃、不饱和卤代烃和卤代芳烃。

3、物理性质：

①常温下，卤代烃中除少数为气体外，大多为液体或固体；

②纯净的卤代烃均无色，不溶于水，可溶于大多数有机溶剂，某些卤代烃本身是很好的有机溶剂；

③熔沸点大于同碳个数的烃；

④一氯代烷的沸点：不同碳原子数：碳原子数越多，沸点越高；相同碳原子数：支链越多，沸点越低；

⑤一氯代烷密度均小于1(即小于水的密度)，一溴代烷密度均大于1。

4、化学性质：（卤代烃的化学性质与溴乙烷相似）

水解反应：R－X+H－OH R－OH+HX

消去反应：

5、制法：

①烷烃和芳香烃的卤代反应；CH4+Cl2 →CH3Cl+HCl

②不饱和烃加成：

6、用途：

致冷剂、灭火剂、有机溶剂、麻醉剂，合成有机物。

7、卤代烃的危害：

①DDT禁用原因:相当稳定，在环境中不易被降解，通过食物链富集在动物体内，造成累积性残留，危害人体健康和生态环境；

②卤代烃对大气臭氧层的破坏原理：卤代烃释放出的氯原子对臭氧分解起到了催化剂的作用。

三、卤代烃的检验步骤：

①将卤代烃与过量NaOH溶液混合，充分振荡、静置；

②待液体分层后，用滴管小心吸取上层的水溶液，加入到足量的稀HNO3中，以中和过量的NaOH溶液；

③向②中所得混合液中滴加AgNO3溶液，观察沉淀的颜色，判定是何种卤素。

四、卤代烃的同分异构体（可类比，略）

五、卤代烃的某些物理性质解释：

1、比相应烷烃沸点高. C2H6和C2H5Br，由于分子量C2H5Br > C2H6， C2H5Br的极性比C2H6大，导致C2H5Br分子间作用力增大，沸点升高；

2、随C原子个数递增，饱和一元卤代烷密度减小如ρ(CH3Cl) > ρ(C2H5Cl) > ρ