卤化反应一

Cl
X
Br2/CCl4 H 2~5 H CH3
Br H X C C CH3 + X H Br
Br CH3 C C H H Br
X=H
88%
12%
X=OCH3
63%
37%
脂环烯卤加成：反-1，2-双直立键化合物
C16H30 Br Br2/AcOH HO AcONa/Et2O 20-25 ℃ C16H30 Br HO Br Br HO
I CH2I + H3C C H 8% CH2OH
H3C
C H 92%
2.不饱和羧酸的卤内酯化反应
O
δ γ β CH2CO2H α I2/ KI / NaHCO3 H2O / r. t., 4h
H
I H O O
O
I
H 88%
H C C
H Ph Br2
Br Ph + O
Br H CH C Br CO2H 少量
C H 16
30
亲核性溶剂的加成
H3C C2H5 Cl CH3CH C H Cl C2H5 OCOCH3 Cl H C2H5 + CH3CH C C2H5
Cl2 CH3CO2H
+ CH3CH C
Cl
H
H
H
OCOCH3
55%
LiCl
33%
13% 8%
69%
21%
CH3 IF H3 C H CH3
F CH3 H3C H CH3 I
(1.5%)
(58%)
选择性卤化剂
O RHC CHCCH3
H+
OH R Br O Br Br Br CH C H C CH2
O RHC CHCCH2Br
H
+
四溴环己二烯酮
Br O H
+
X Br Br HX Br
Br OH Br + BrX
Br
O Br Br O CH3 O CH3
O CH3
O Br CH3
O CH3CCCHBr Br
酸催化卤代机理
H O C H C H2O O C X C H X C H
OH C
- H
+
O C C
H
烯醇化 X O C X C + HX X
碱催化卤代机理
O C H X OH X C C C O C C X
O
只有电子移动！核和σ（单键）结构是不变的（共振只发生在 π-体系中：共轭的孤对电子以及π键). 每个共振结构都是合理的路易斯结构。 较低能量的共振结构对整个分子的贡献最大。 负电荷处在电负性较强原子上的极限结构比负电荷处在电负性 较弱原子上的极限结构稳定。
CH3CH2 C H C
CH2CH3 + HBr H - 30 oC CHCl3
CH3CH2CH2CHCH2CH3 Br
76 %
KI H3PO4, 80 oC
I 88 - 90 % H
HBr
Br 88%
R4P Br
溴化氢对烯烃的自由基加成反应 机理
HBr hv 或自由基引发剂 R C H C H H + Br H R C C H Br H HBr H R C H C H Br H H + Br
CH3 2mol Br2 / hυ 125℃, 2h
CH2Br
CH3
CH2Br
CH3 4mol Br2 / hυ 140-160℃, 6-10h CH3 CH3 Cl2O CCl4 NO2
CHBr2
H2O/H2SO4 70-110℃
CHO
CHBr2
CCl3
CHO
NO2
NBS作卤化剂
CH3(CH2)3HC
R1 H
Br C C
R2
H Me O S Me
Br
R1 H
Br R2 H O SMe2
d ry
DM S O
R1 H
R2 O
HO 2
Br R1 H
R2 H OH
Dalton反应举例
OAc
NBS/DMSO
OAc
Br O O
O AcOH2C OgluAc4
r.t. 90%
AcOH2C OgluAc4
OAc O
酸催化醛酮卤化的反应活性次序
R" R' C H O C H O C

R'
C H

H H C H
O C
对比：
碱催化醛酮卤化的活性次序
H H C H O C

H R' C H
O C

R" R' C H
O C
催化剂
COCH3 Br2 / cat. AlCl3/Et2O
COCH2Br
COCH3 Br2 / 2.5mol AlCl3
CH
CH3
NBS / (PhCO)2O2 CCl4
CH3(CH2)2HC Br
HC
CHCH3
N NCS / (PhCO)2O2 N CH3 CCl4
N
N
CH2Cl
O Ph(CH2)4 Ph
NBS / CCl4
Ph
Br (CH2)3
O Ph
二、芳烃的卤取代反应
1. 反应机理和主要反应条件
有p电子，象烯烃
•与亲电试剂反应（主要性质） •不饱和，可加成 失去芳香性， 较难发生 •被氧化剂氧化
与亲电试剂反应分析
Nu E H E
－H+
Nu H H E
加成
不利 （失去芳香性）
取代
E
有利 （恢复芳香性）
＋ X2
AlCl3
X
( X = Cl, Br)
机理
+ 快 Cl Cl δ Cl δ Cl AlCl3 慢
CH2
BEt3/ AlHCl2/ r.t., 2h I2 / Py /-78℃,1h
n-C10H21CH2CH2I
炔烃的硼氢化卤解反应
O BH O C6H13C CH 70℃,2h H C6H13 C C B O C6H13 C H C B(OH)2 H I2 / NaOH / H2O Et2O/0℃ H C6H13 C C I H 90% H H2O O 25℃,2h
Chapter 1 卤化反应
Halogenation Reaction
本章内容
不饱和烃的卤加成反应 烃的卤取代反应 羰基化合物的α位卤取代反应 醇、酚、醚的卤置换反应 羧酸的卤置换反应 其他官能团化合物的卤置换反应
第一节 不饱和烃的卤加成反应
1.不饱和烃和卤素的加成反应

烯烃与卤素加成的环正离子机理
H2C
CH(CH2)8COOC2H5
gas HBr Bz2O2/PE/0℃
Br
(CH2)10COOC2H5
5.不饱和烃的硼氢化-卤解反应
反马氏规则产物
CH3-CH=CH2
BH3
(CH3-CH2-CH2)3B
Br2/CH3ONa
CH3CH2CH2Br
O BH3 Ph O ICl
O Ph O I
n-C10H21CH
H3CO
CH2OH
H3CO
H3CO OCH3
I
Iቤተ መጻሕፍቲ ባይዱHO HO
NaI / t-BuOCl CH3CN
I
第三节
1. 酮的α-卤取代反应
羰基化合物的卤取代反应
一、醛、酮的α-卤取代反应
O CH3 SO2Cl2 /CCl4 r.t. 2h
O CH3 Cl
O CH3CH2CCH3 2mol Br2 / HBr
E
1) Br2/ CH2Cl2/-20℃, 1h 2)NaOH /H2O/0℃
C6H13 C H C
Br 85-90% H
Z
第二节
烃类的卤取代反应
一、脂肪烃的卤取代反应
3. 烯丙位和苄位碳原子上卤取代反应
O
hv
O
N
Br
N + Br
O
O
C
C
CH
+
Br O
C
C
C
+ HBr
C
C
C
+
N
Br
C
C
C Br
O
自由基的稳定性
Nu=H2O, ROH, DMSO, DMF
O NBS N O Br
O N O
NCS NBA Cl O H3C NH Br H3C NH Cl O NCA
O C CH2OAc OH
HO
O C CH2OAc OH
NBA/dioxane H2O/HClO4
Br
O
O
Dalton反应
R1 H R2 H
NBS DMSO
Zn/AcOH 90%
O AcOH2C OgluAc4
4.卤化氢对不饱和烃的加成反应
Py
+ (HF)n+1
-78oC r.t.
PyH (HF)nF
HF, -35oC 60% F
PyH (HF)nF THF/0oC, 50min 80%
Bu3SnH F 90%
NBS / THF/ r.t. HF
Br
Cl H ClAlCl3
Cl 快 + HCl + AlCl3
1. 氟取代反应
MeO
MeO 1) CH3COOF/ CH2Cl2/ CFCl3/ -75℃ 2)H2O F ＋
MeO
F
＋ XeF2
HF / CCl4 25℃
F （自由基型反应）
3. 氯取代和溴取代反应
ArH + 2Br2
ArBr + H + Br3
O 5,5-二溴代-2,2-二甲基4,6二羰基-1,3-二恶烷 O Br Br O 5,5-二溴代丙二酰脲 O Cl N O N Cl Cl N O NH O NH
O CH-Ar Br
O CH-Ar
O
O CuCl2/Al2O3 PhCl
O
O X
三氯氰尿酸
2. 醛的α-卤取代反应
CH3(CH2)5CHO
ArH + Br2 + I2
ArBr + H + I2Br
CH3
Br2 / I2 (Fe) - 5~ 0 ° Br
CH3
CH3
CH3
活性芳烃的单卤代反应
1mol Br2/CS2 Br Br 2mol Br2/ Tol OH Br NBS/ DMF OH
OH
NH2
Br
NH2
O
O
N
Br + HBr
NH + Br2
Ac2O AcOK 50%
1. Br2/CCl4 CH3(CH2)4CH CHOAc 2. MeOH 85%
CH3(CH2)4CHCH(OCH3)2 Br
HCl/H2O 95%
CH3(CH2)4CHCHO Br
O
O
吸电子芳烃的卤代反应
Cl
Cl2O / (CF3SO2)2O
O2N
POCl3 /0
。
O2N
CH3 NO2 Br O COOH N
O N Br N H O
CH3 浓H2SO4 Br NO2 H N
O N Br N H O
+
+
COOH
O
二溴异氰尿酸
4. 碘取代反应
H3CO
CH2OH I2 / Hg(OAc)2 CH2Cl2 OCH3 I CF3COOI
β-卤代醇或酯的合成
Cl
H C C7H15 C
CH2OCH3 H
1) TiCl4 /t-BuOOH CH2Cl2, -78 ℃ 2)NaSO4 / Et2O r.t., 1h
C7H15 OH OCH3
H
I2/AcOAg/Et2O
OAc I H
OH
CH3CH CH2 I2 / KIO3 H2SO4 / H2O
X C X X X C C C
C
环正离子 环卤鎓离子
SN2
X
由离去基团 背面进攻
X C X C
£«
X
C C X

烯烃与卤素加成的离子对机理
Cl Cl 慢
Cl
Cl 快
Cl
Cl

烯烃与卤素加成的碳正离子对机理
Cl2
Cl + Cl 慢 Cl + Cl 快 Cl Cl + Cl Cl
+ Cl
立体选择性
Cl CH CHCH3 + Cl2 CH CHCH3
H3C C
OAlCl3 COCH3
Br
溴化氢的还原性
O BrH2C C CH2CH2CH3 HBr
Br
OH Br H2C C CH2CH2CH3
-Br2
OH H2C C CH2CH2CH3 H3C
OH C CHCH2CH3
O Br2 BrH2C C CH2CH2CH3 +
O H3C C CHCH2CH3 Br
HClO Ar-CH CH2 收率较低
C
OCl Ar-CH-CH2 70% OH Cl
AcOH
OH Cl2 / NaOH/H2O HgCl2/ 15-25℃ Cl 70%~73%
t-BuOCl/ROH EtO O
Cl EtO O
ROH
Cl
EtO
O
OR
N-卤代酰胺 机 理：
Nu OH R NH X C C C X C C X Nu C
O
Ph
C O
O
O 69%
HOOC CH2 NBA/dioxane
AcO HO
H2O/HClO4 AcO
O O Br AcO
r.t.
Br
全合成例子
OH NaOMe Br O O
1) BH3, THF H2O2,NaOH 2) CrO3,H2SO4
Br2 KBr
COOH O KOH O O COOH THF O Br2 O Br O O O
Br
O
KBr, H2O
3.不饱和烃和次卤酸（酯）、N-卤代酰胺的反应
次卤酸（HOX）
X
C C +
OH
or
X X + H2O or OH
C X
C OH
(X ＝ Cl， Br)
b-卤代醇
加X2的立体化学：反式加成为主
Cl2 / H2O Cl H H OH + H Cl
OH H
立体有择反应
主要产物
次卤酸酯（ROX）