卤代烃
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有机化学第8章卤代烃
在SN2反应中
进攻试剂是从离去基团的背面进攻碳原子的。 进攻试剂是从离去基团的背面进攻碳原子的。 当Nu与碳原子接近时，C－Nu之间的化学键逐渐形成，而C－X之间的 Nu与碳原子接近时，C Nu之间的化学键逐渐形成，而C 化学键逐渐变弱，三者基本在同一直线上，形成了反应的过渡态，中心 碳由sp 转化为sp 碳由sp3转化为sp2杂化状态， Nu继续接近碳原子并与碳原子完全键合，离去基团完全离去，由过渡状 Nu继续接近碳原子并与碳原子完全键合，离去基团完全离去，由过渡状 态变为产物。
1）被羟基取代 加热 R-X + KOH（NaOH，水溶液） KOH（NaOH，水溶液） 2）被烷氧基取代 R-X + R`ONa R-O-R` +NaX R此反应也称为Wiliamson合成反应 合成反应。 此反应也称为Wiliamson合成反应。 3）被NH3取代 R-X + NH3 R-NH2（胺） + HX 胺是有机碱，它与反应生成的HX成盐 成盐， 胺是有机碱，它与反应生成的HX成盐，RNH3+XR-OH + KX
查依采夫规律
一般叔卤代烷最易消去，而伯卤代烷最难。 一般叔卤代烷最易消去，而伯卤代烷最难。仲或叔卤代烷 氢可以消去，因而产物不同。 有几个β氢可以消去，因而产物不同。 1875年俄国化学家查依采夫根据大量事实指出 年俄国化学家查依采夫根据大量事实指出： 1875年俄国化学家查依采夫根据大量事实指出：在β－消 去反应中主要产物是双键碳原子上烃基最多的烯烃， 去反应中主要产物是双键碳原子上烃基最多的烯烃，即得 到最稳定的烯烃。－－ 。－－查依采夫规律 到最稳定的烯烃。－－查依采夫规律
溴甲烷在NaOH溶液中反应生成甲醇，反应时OH 溴甲烷在NaOH溶液中反应生成甲醇，反应时OH－从背面接近中 心碳原子，必须克服三个氢原子的阻力，同时三个C 心碳原子，必须克服三个氢原子的阻力，同时三个C－H键的偏 转使键角发生变化，因而体系的能量升高。达到过渡状态时，能 量也达到最高点。随着溴离子的进一步离去和C 量也达到最高点。随着溴离子的进一步离去和C－O键的进一步 形成，体系的能量逐渐降低，最后形成产物。
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
卤代烃
谢谢观看
性质
性质
物理性质
卤代烃基本上与烃不相似，CH3F、CH3CH2F、CH3Cl、CH3Br在常温下是气体，余者低级为液体，高级 的是固体。它们的沸点随分子中碳原子和卤素原子数目的增加（氟代烃除外）和卤素原子序数的增大而升高。密 度随碳原子数增加而降低。一氟代烃和一氯代烃的密度一般比水小，溴代烃、碘代烃及多卤代烃密度比水大。绝 大多数卤代烃不溶于水或在水中溶解度很小，但能溶于很多有机溶剂，有些可以直接作为溶剂使用。卤代烃大都 具有一种特殊气味，多卤代烃一般都难燃或不燃。
ROH+HX®RX+H2O
这是一个可逆反应。为了使反应完全，设法从反应中不断地移去水，可以提高产率，例如在制备氯代烃时， 采用干燥氯化氢气体在无水氯化锌存在下通入醇中；制备溴代烃时，是将溴化钠与浓硫酸的混合物与醇共热；制 备碘代烃时，将醇与氢碘酸一起回流。值得一提的是，这并不是一种合成卤烃的好方法。主要是因为有些醇在反 应过程中会发生重排，生成混合产物。
B.醇与卤化磷作用。醇与卤化磷作用，可以制备氯代烃、溴代烃和碘代烃。制备溴代烃或碘代烃常用三溴化 磷或三碘化磷。
反应
反应
1．取代反应 由于卤素原子吸引电子的能力大，致使卤代烃分子中的C—X键具有一定的极性。当C—X键遇到其他的极性 试剂时，卤素原子被其他原子或原子团取代。 （1）被羟基取代 卤代烃与水作用可生成醇。在反应中，卤代烃分子中的卤原子被水分子中的羟基所取代： R—X+HOH®R—OH+HX 该反应进行比较缓慢，而且是可逆的。如果用强碱的水溶液来进行水解，这个反应可向右进行，原因是在反 应中产生的卤化氢被碱中和掉，而有利于反应向水解方向进行。 R—X+NaOH®R—OH+NaX 卤素与苯环相连的卤代芳烃，一般比较难水解。如氯苯一般需要高温高压条件下才能水解。 （2）被烷氧基取代 卤代烃与醇钠作用，卤原子被烷氧基（RO—）取代生成醚，这是制取混合醚的方法。
有机化学--第九章 卤代烃
34
卤素交换反应，可通过加入相转移催化剂而加速。 例如：
相转移催化卤离子交换反应，已用于工业生产上。
35
(6)与硝酸银作用*
卤代烷与硝酸银的乙醇溶液反应，生成卤化银沉淀：
不同的卤代烷，其活性次序是：RI>RBr>RCl；当 卤原子相同而烃基结构不同时，其活性次序为： 3°>2°>1°，其中伯卤代烷通常需要加热才能使反应 进行。此反应可用于卤代烷的定性分析。
26
由亲核试剂的进攻而发生的取代反应，称为亲核取 代反应。卤代烷所发生的取代反应是亲核取代反应，可 用代表式表示如下：
27
(1)水解
卤代烷与强碱的水溶液共热，则卤原子被羟基(— OH)取代生成醇，称为水解反应。例如：伯卤代烷与强 碱(如NaOH等)的稀水溶液共热时，主要发生取代反应 生成醇。
28
41
偕和邻二卤代烷还可以脱去两分子卤化氢生成炔烃，尤其是 邻二卤代烷脱两分子卤化氢是制备炔烃的一种有用的方法。例如：
上述脱卤化氢的反应一般分两步进行，首先生成乙烯型卤代烃，它很 不活泼，常常需要在很强烈条件下才能进一步脱卤化氢，且离去基团 处于反式时反应速率快。
42
邻二卤代环烷脱卤化氢时，也可能生成共轭二烯烃。 例如：
15
16
特性：
①碘代烷和溴代烷，尤其是碘代烷，长期放置因分解产生游离碘 和溴而有颜色。 ②一卤代烷有不愉快的气味，其蒸气有毒。氯乙烯对眼睛有刺激 性，有毒，是一种致癌物(使用时应注意防护)。一卤代芳烃具有 香味，但苄基卤则具有催泪性。
17
③在卤代烃分子中，随卤原子数目的增多，化合物的可燃性降低。 例如，甲烷可作为燃料，氯甲烷有可燃性，二氯甲烷则不燃，而四 氯化碳可作为灭火剂；氯乙烯、偏二氯乙烯可燃，而四氯乙烯则不 燃。某些含氯和含溴的烃或其衍生物还可作为阻燃剂，如含氯量约 为70％的氯化石蜡主要用作阻燃剂，可作为合成树脂的不燃性组分， 以及不燃牲涂料的添加剂等。
卤素交换反应，可通过加入相转移催化剂而加速。 例如：
相转移催化卤离子交换反应，已用于工业生产上。
35
(6)与硝酸银作用*
卤代烷与硝酸银的乙醇溶液反应，生成卤化银沉淀：
不同的卤代烷，其活性次序是：RI>RBr>RCl；当 卤原子相同而烃基结构不同时，其活性次序为： 3°>2°>1°，其中伯卤代烷通常需要加热才能使反应 进行。此反应可用于卤代烷的定性分析。
26
由亲核试剂的进攻而发生的取代反应，称为亲核取 代反应。卤代烷所发生的取代反应是亲核取代反应，可 用代表式表示如下：
27
(1)水解
卤代烷与强碱的水溶液共热，则卤原子被羟基(— OH)取代生成醇，称为水解反应。例如：伯卤代烷与强 碱(如NaOH等)的稀水溶液共热时，主要发生取代反应 生成醇。
28
41
偕和邻二卤代烷还可以脱去两分子卤化氢生成炔烃，尤其是 邻二卤代烷脱两分子卤化氢是制备炔烃的一种有用的方法。例如：
上述脱卤化氢的反应一般分两步进行，首先生成乙烯型卤代烃，它很 不活泼，常常需要在很强烈条件下才能进一步脱卤化氢，且离去基团 处于反式时反应速率快。
42
邻二卤代环烷脱卤化氢时，也可能生成共轭二烯烃。 例如：
15
16
特性：
①碘代烷和溴代烷，尤其是碘代烷，长期放置因分解产生游离碘 和溴而有颜色。 ②一卤代烷有不愉快的气味，其蒸气有毒。氯乙烯对眼睛有刺激 性，有毒，是一种致癌物(使用时应注意防护)。一卤代芳烃具有 香味，但苄基卤则具有催泪性。
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③在卤代烃分子中，随卤原子数目的增多，化合物的可燃性降低。 例如，甲烷可作为燃料，氯甲烷有可燃性，二氯甲烷则不燃，而四 氯化碳可作为灭火剂；氯乙烯、偏二氯乙烯可燃，而四氯乙烯则不 燃。某些含氯和含溴的烃或其衍生物还可作为阻燃剂，如含氯量约 为70％的氯化石蜡主要用作阻燃剂，可作为合成树脂的不燃性组分， 以及不燃牲涂料的添加剂等。
第五章 卤代烃
烃 Br
按卤素连 接的碳原 子分类
(CH3)2CHCH2Cl
CH3CH2CHCH3
(CH3)3C-I
伯卤代烃 一级卤代烃
仲卤代烃 二级卤代烃
叔卤代烃 三级卤代烃
2
按烃基的 结构分类
CH3CH2X
饱和卤代烃
CH2=CHCH2X
不饱和卤代烃
X
CH2X
芳香卤代烃
其它分类方法： （一）乙烯型卤代烃 卤素连在双键碳上
4. 毒性
R-X无色，有不愉快的气味，蒸气有毒。
含偶数碳原子的一氟代烷有剧毒。
8
§5―3卤代烷的化学性质 一、亲核取代反应
Nu: C X C Nu + X
C X
+ －
亲核取代反应:有机化合物分子中的原子或原子团被亲核试 剂取代的反应。 离去基团
R–X + Nu:(Nu-)
底物
R–Nu + X产物
亲核试剂
Nu：亲核试剂，富有电子，包括负离子和有未成对电子的中性分子
9
亲核试剂：H2O/HO—，ROH，RC=CNa，NaCN/醇，RCOOM，
NaNO3，NaSH，KI/丙酮，NH3，NH2R,NHR2,NR3，R－M，NaSCN 常见亲核基团Nu∶HO－，RO－，RC=C—，CN—，RCOO—，NO3— HS—，I — ，－ NH2，－NHR,－NR2, R—，SCN—
C H3(C H2)2C H2Li
+ LiBr
与Grignard试剂相似，且更为活泼，易于被空气氧化， 遇水、酸、醇、氨等含活泼氢的化合物则分解，因此在制 备和使用时，通常用N2或H2保护。
30
3. 二烃基铜锂
2 RLi + CuX
按卤素连 接的碳原 子分类
(CH3)2CHCH2Cl
CH3CH2CHCH3
(CH3)3C-I
伯卤代烃 一级卤代烃
仲卤代烃 二级卤代烃
叔卤代烃 三级卤代烃
2
按烃基的 结构分类
CH3CH2X
饱和卤代烃
CH2=CHCH2X
不饱和卤代烃
X
CH2X
芳香卤代烃
其它分类方法： （一）乙烯型卤代烃 卤素连在双键碳上
4. 毒性
R-X无色，有不愉快的气味，蒸气有毒。
含偶数碳原子的一氟代烷有剧毒。
8
§5―3卤代烷的化学性质 一、亲核取代反应
Nu: C X C Nu + X
C X
+ －
亲核取代反应:有机化合物分子中的原子或原子团被亲核试 剂取代的反应。 离去基团
R–X + Nu:(Nu-)
底物
R–Nu + X产物
亲核试剂
Nu：亲核试剂，富有电子，包括负离子和有未成对电子的中性分子
9
亲核试剂：H2O/HO—，ROH，RC=CNa，NaCN/醇，RCOOM，
NaNO3，NaSH，KI/丙酮，NH3，NH2R,NHR2,NR3，R－M，NaSCN 常见亲核基团Nu∶HO－，RO－，RC=C—，CN—，RCOO—，NO3— HS—，I — ，－ NH2，－NHR,－NR2, R—，SCN—
C H3(C H2)2C H2Li
+ LiBr
与Grignard试剂相似，且更为活泼，易于被空气氧化， 遇水、酸、醇、氨等含活泼氢的化合物则分解，因此在制 备和使用时，通常用N2或H2保护。
30
3. 二烃基铜锂
2 RLi + CuX
第九章卤代烃
6 7
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。
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。
有机化学 第六章 卤代烃
第六章卤代烃卤代烃是一种简单的烃的衍生物，它是烃分子中的一个或多个氢原子被卤原子（F, CL, Br，I）取代而生成的化合物。
一般可以用R-X表示，X代表卤原子。
由于卤代烃的化学性质主要有卤原子决定，因而X是卤代烃的官能团。
根据卤代烃分子中烃基的不同，可以将卤代烃分为卤代烷烃、卤代烯烃、卤代炔烃和卤代芳烃等。
第一节卤代烷烃一．卤代烷烃的分类和命名（一）卤代烷烃的分类1.根据卤代烷烃分子中所含卤原子的种类，卤代烷烃分为：氟代烷：如CH3-F氯代烷：如：CH3-CL溴代烷：如：CH3-Br碘代烷：如：CH3-I2.根据卤代烷烃分子中所好卤原子的数目的多少，卤代烷烃分为：一卤代烷：如：CH3CL, CH3-CH2-Br二卤代烷：如：CH2CL2，多卤代烷：CHCL33. 根据卤代烷烃分子中与卤原子直接相连的碳原子的类型的不同，卤代烷烃可以分为： 伯卤代烷(一级卤代烷) R-CH 2-Br 仲卤代烷(二级卤代烷)CHXR 1R 2叔卤代烷(三级卤代烷)CXR 1R 2R 3（二） 卤代烷烃的命名 1. 普通命名使用范围：结构比较简单的卤代烷常采用普通命名法 命名：原则：根据卤原子的种类和与卤原子直接相连的烷基 命名为“某烷”，或按照烷烃的取代物命名为“卤某烷”。
如：CH 3CL CH 3CH 2Br CH 3CH 2CH 2CH 2I CH CH 3H 3CCH 2CLCHBrH 3CCH 2CH 3CCH 3H 3CCH 3CL甲基氯（氯甲烷）乙基溴（溴乙烷）正丁基碘（正碘丁烷）异丁基氯（异氯丁烷）仲丁基溴（仲溴丁烷）叔丁基氯（叔氯丁烷）2. 系统命名法范围：复杂的卤代烷烃一般采用系统命名法。
原则：将卤原子作为取代基，按照烷烃的命名原则来进行命名。
方法： 1）选择连有卤原子的最长碳链为主链，并根据主链所含碳原子的数目命名为“某烷”作为母体； 2） 将支链和卤原子均作为取代基；3）对于主链不带支链的卤代烷烃，主链编号从距离卤原子最近的一端开始； 4）对于主链带支链的卤代烷烃，主链的编号应遵循“最低系列规则”； 5）把取代基和卤原子的名称按“次序规则”依次写在“某烷”之前（次序按先后顺序写），即得该卤代烷烃的名称。
卤代烃
R-CH-CH2 + NaOH H X
KOH- 醇 R-CH=CH-CH=CH-R + 2NaX + 2H2O
醇
R-CH=CH2 + NaX + H2O
R-CH-CH-CH-CH-R H X X H Hβ X + 2NaOH X Hβ '
乙醇
+ 2NaX + 2H2O
1）消除反应的活性： 3°RX > 2°RX > 1°RX 2） 2°、3°RX脱卤化氢时，遵守扎依采夫（Sayzeff）规则 ——即主要产物是生成双键碳上连接烃基最多的烯烃。例如：
3- 氯 -4- 溴己烷 3- 溴 -4- 氯己烷 ×
卤代烯烃命名时，以烯烃为母体，以双键位次最小编号。
CH2= CH-CH-CH -Cl 2 CH 3 Cl CH 3 4 - 甲基 -5- 氯环己烯 3- 甲基 -4- 氯 -1-丁烯 2- 甲基 -1- 氯 -3- 丁烯 ×
卤代芳烃命名时，以芳烃为母体。侧链卤代芳烃命名时，卤 原子和芳环都作为取代基。 三、同分异构现象 卤代烃的同分异构体数目比相应的烷烃的异构体要多， 例如，一卤代烃除了碳干异构外，还有卤原子的位置异构。
-
CH3
CH3
+ Br
因其水解反应速度仅与反应物卤代烷的浓度有关，而与亲核试剂的 浓度无关，所以称为单分子亲核取代反应（SN1反应）。
1．反应机理
两步反应（SN1反应是分两步完成的）。 第一步：
CH3 CH 3 C Br CH 3
慢
δ δ CH3 C …… Br
CH 2 CH 3
CH3
CH 3 C CH 3
CH3CH2CH2CHCH3 Br
KOH- 醇 R-CH=CH-CH=CH-R + 2NaX + 2H2O
醇
R-CH=CH2 + NaX + H2O
R-CH-CH-CH-CH-R H X X H Hβ X + 2NaOH X Hβ '
乙醇
+ 2NaX + 2H2O
1）消除反应的活性： 3°RX > 2°RX > 1°RX 2） 2°、3°RX脱卤化氢时，遵守扎依采夫（Sayzeff）规则 ——即主要产物是生成双键碳上连接烃基最多的烯烃。例如：
3- 氯 -4- 溴己烷 3- 溴 -4- 氯己烷 ×
卤代烯烃命名时，以烯烃为母体，以双键位次最小编号。
CH2= CH-CH-CH -Cl 2 CH 3 Cl CH 3 4 - 甲基 -5- 氯环己烯 3- 甲基 -4- 氯 -1-丁烯 2- 甲基 -1- 氯 -3- 丁烯 ×
卤代芳烃命名时，以芳烃为母体。侧链卤代芳烃命名时，卤 原子和芳环都作为取代基。 三、同分异构现象 卤代烃的同分异构体数目比相应的烷烃的异构体要多， 例如，一卤代烃除了碳干异构外，还有卤原子的位置异构。
-
CH3
CH3
+ Br
因其水解反应速度仅与反应物卤代烷的浓度有关，而与亲核试剂的 浓度无关，所以称为单分子亲核取代反应（SN1反应）。
1．反应机理
两步反应（SN1反应是分两步完成的）。 第一步：
CH3 CH 3 C Br CH 3
慢
δ δ CH3 C …… Br
CH 2 CH 3
CH3
CH 3 C CH 3
CH3CH2CH2CHCH3 Br
卤代烃
+
Cl
-
(CH3)3C+ + X-
溶剂 相对速率
乙醇 1
乙酸 2
醇 水=2 3 100
醇 水=1 4 14000
水 ~105
SN2反应中,
增加溶剂极性或使用质子溶剂, 负离子亲核试剂溶剂化, 试剂亲核性降低, 不利于过渡态形成, 反应速率减慢。
Nu:- + R-L [ Nu
δ
-
+
CH3
H2O
CH3 Br
H2O
SN1
CH3
C CH3
CHCH3 重排 CH3
+
CH3 CH3 C
+
CHCH3 CH3
CHCH3
-H
+
CH3
C
CHCH3
OH2 CH3
OH CH3
试解释 (S)-3-甲基-3-溴己烷在水-丙酮中反应, 结果 旋光性消失的实验事实。
H3C Br
CH3CH2CH2CCH2CH3
SO2-
3) 亲核试剂 对SN1反应影响不大。在SN2反应中: 试剂的亲核性与试剂的浓度、试剂的给电子能力、试剂的 可极化性有关。
a. 在亲核原子相同的一组亲核试剂中, 碱性越强, 亲核性越强。 (亲核性顺序与碱性一致)
RO- > HO- > ArO- > RCOO- > ROH > H2O b. 在同一周期中的各种原子, 从左到右亲核性降低。 (亲核性顺序与碱性一致)
. CH3 O S
-
.
Y+ X-
H-C-N CH3 DMF
.
+
CH3 .
非质子偶极溶剂中卤离子的亲核性： F- > Cl- > Br- > I-
Cl
-
(CH3)3C+ + X-
溶剂 相对速率
乙醇 1
乙酸 2
醇 水=2 3 100
醇 水=1 4 14000
水 ~105
SN2反应中,
增加溶剂极性或使用质子溶剂, 负离子亲核试剂溶剂化, 试剂亲核性降低, 不利于过渡态形成, 反应速率减慢。
Nu:- + R-L [ Nu
δ
-
+
CH3
H2O
CH3 Br
H2O
SN1
CH3
C CH3
CHCH3 重排 CH3
+
CH3 CH3 C
+
CHCH3 CH3
CHCH3
-H
+
CH3
C
CHCH3
OH2 CH3
OH CH3
试解释 (S)-3-甲基-3-溴己烷在水-丙酮中反应, 结果 旋光性消失的实验事实。
H3C Br
CH3CH2CH2CCH2CH3
SO2-
3) 亲核试剂 对SN1反应影响不大。在SN2反应中: 试剂的亲核性与试剂的浓度、试剂的给电子能力、试剂的 可极化性有关。
a. 在亲核原子相同的一组亲核试剂中, 碱性越强, 亲核性越强。 (亲核性顺序与碱性一致)
RO- > HO- > ArO- > RCOO- > ROH > H2O b. 在同一周期中的各种原子, 从左到右亲核性降低。 (亲核性顺序与碱性一致)
. CH3 O S
-
.
Y+ X-
H-C-N CH3 DMF
.
+
CH3 .
非质子偶极溶剂中卤离子的亲核性： F- > Cl- > Br- > I-
第4章：卤代烃
§4-1卤代烃的分类和命名§4-2卤代烃的性质§4-3重要的卤代烃§4-4卤代烃的制法本章节内容第四章卤代烃第一节卤代烃的分类和命名一、卤代烃的分类二、卤代烃的命名第二节卤代烃的性质一、物理性质二、化学性质第三节重要的卤代烃一、溴甲烷二、三氯甲烷和四氯化碳三、聚四氟乙烯四、氟氯代烃第四节卤代烃的制法§4-1卤代烃的分类和命名卤代烃是烃分子中一个或多个氢原子被子卤素（F、Cl、Br、I）取代的衍生物，它在自然界中存在极少，绝大多数是人工合成的。
比比皆是的聚氯乙烯制品，千家万户使用的冰箱中的致冷剂、防火必备的四氯化碳灭火剂等到，都是卤代烃。
卤代烃也是实验室中最常用的有机化合物，它经常起着从一种化合物变成另一种化合物的桥梁作用，是有机合成中经常用到的化合物。
人们在使用卤代烃的同时，也带来了严重的污染问题，六六六被禁用，DDT被取缔。
近年来，科学家证明臭氧层空洞的形成与使用氟氯烃有关。
可见，只有掌握卤代烃的性质及其反应规律，才能驾驭其上，造福于人类。
§4-1卤代烃的分类和命名（一）分类分类一卤代烃多卤代烃卤代烷卤代烯卤代芳香烃伯卤代烷：RCH2-X仲卤代烷：R2CH-X叔卤代烷：R3C-X如：R-XCH =CH XR-如：x如：如: CHCl3（二）命名1. 饱和卤代烃以烃为母体命名，按照烃的命名法编号123452-乙基-1-溴戊烷2-甲基-4-氯戊烷1234564-甲基-2-氯己烷6543212-甲基-3, 3, 5-三氯己烷12345CH 3CH 2CHCH 2CH 2CH 3CH 2Br CH 3CHCH 2CHCH 3CH 3Cl CH 3CHCH 2CHCH 2CH 3CH 3Cl CH 3CH-C-CH 2CHCH 3H 3C Cl Cl Cl §4-1卤代烃的分类和命名2. 不饱和卤代烃通常以含有不饱和键的最长碳链为主链，编号时要使不饱和键的位置最小4-溴-2-戊烯12342-丙基-4-氯丁烯124534-甲基-5-溴-2-戊炔12345CH 3CHCH=CHCH 3Br CH 2=C-CH 2CH 2-ClCH 2CH 2CH 3CH 3CH 3-C≡C -CHCH 2-Br3. 卤代脂环烃和卤代芳香烃分别以脂环烃和芳香烃作母体，把卤原子作取代基命名1-异丁基-1, 4-二氯环己烷顺-1-甲基-2-氯环己烷1, 3-二溴苯Cl Cl CH 2CH(CH 3)2CH 3H H ClH Br CH 3CH 2CH 3Br Br(R)-2-溴丁烷苯氯甲烷（或氯化苄、苄基氯）1-苯基-2-氯乙烷β-溴萘CH2ClCH2CH2ClBr（三）同分异构现象卤代烷的同分异构体数目比相应的烷烃的同分异构体多丁烷1-氯丁烷卤代烯烃的同分异体比相应的烯烃的同分异构体更多CH 3CH 2CH 2CH 3CH 3-CH-CH 3CH 3CH 3CH 2CH 2CH 2-Cl CH 3CH 2CH-CH 3Cl CH 3-CH-CH 2-Cl CH 3ClCH 3-C-CH 3CH 3§4-2 卤代烃的性质一、一卤代烷通式：CH2n+1X常用R—X表示n物理性质在室温下，氯甲烷、氯乙烷、溴甲烷、氟甲烷、氟乙烷、氟丙烷为气体，其他15个碳原子以下的一卤代烷为液体，15个碳原子以上的是固体。
第六章卤代烃
CH3CCH3
NaI
CH3CHCH2CN
I
NaBr
丙酮的存在使生成的NaCl、NaBr不溶，使平 衡向右移动。
（5）与硝酸银-乙醇溶液作用 反应是典型SN1历程，生成沉淀的速度是： R3CX >R2CHX> RCH2X
可用于鉴别不同结构的卤烷。
RX
C2H5OH
AgNO3
RONO2
AgX
用化学方法鉴别： 1—溴丁烯 3—溴丁烯 4—溴丁烯 2—溴丁烷
（c）烯丙基型和苄基型卤代烃对SN反应的影响
++
CH2 CH CH2
++
CH2
由于这些碳正离子相当稳定，所以相应卤代烃 SN1反应活性很高。（比叔卤烷活性高）
SN2反应活性也很高（比伯卤烷活性高），因为 共轭而使过渡态活化能降低。
X δH
CCC H
Nu δ-
（d）乙烯型卤化物对SN反应活性的影响
支链增多对消除有利。 2、试剂碱性和亲核性 碱性强对消除有利，对E2更有利；（KOH/醇、
RONa/醇、RONa/DMSO）。 亲核性强对取代有利，SN2更有利，试剂体积
增大对消除有利。
3、反应温度
提高反应温度对取代、消除都有利，对消除更 有利。
六、有机氟化物
1、有机氟化物的命名
（1）含有一个或少数氟原子的化合物可采用系统 命名法命名。
C2H5OH/H2O
回流
CH3CH2CH2OH
NaBr
采用乙醇/水溶液作为溶剂，主要是增加卤烷在
反应体系中的溶解度。
此法常用于高级醇的制备。
（2）被氰基取代得到腈 伯卤烷与氰化钠在乙醇-水溶液中反应，可以得
有机化学--卤代烃
υ = κ [(CH3)3CBr]
双分子亲核取代反应（SN2）
H
HO - + H
H 慢 δ-
H δ-
C Br
HO
C
Br
H
H
过渡态
H HO C H + Br -
H
HH
δHO
- δC Br
H 势 能
Ea
OH -+ CH3-Br
H HO-CH3 + Br -
反应进程
H13C6
I* - + H3C
C
I
H (S)-2-碘辛烷
δ+ δ-
势 能
(CH3)3C Br
δ+ δ(CH3)3C OH
Ea2
(CH3)3C+ Ea1 + Br - + OH -
(CH3)3C-Br
H (CH3)3C OH
反应进程
立体化学
X
CH3 C CH3
_X-
CH3
H3C
CH3 + C
CH3
OH-
重排
HO
CH3 C CH3 +
H3C H3C
C
OH
Saytzeff规则——如果分子内含有几种β-H时，实验证明， 主要消除含氢较少的碳上的氢，生成双键碳上连有较多取 代基的烯烃。
CH3-CH- CH- CH2 KOH H Br H C2H5OH
CH3CH=CHCH 3 + CH 3CH2CH=CH 2
81%
19%
CH 3 CH3CH-C -CH2
O H C CO CH3
OH α -内酯
O H
C CO CH3
双分子亲核取代反应（SN2）
H
HO - + H
H 慢 δ-
H δ-
C Br
HO
C
Br
H
H
过渡态
H HO C H + Br -
H
HH
δHO
- δC Br
H 势 能
Ea
OH -+ CH3-Br
H HO-CH3 + Br -
反应进程
H13C6
I* - + H3C
C
I
H (S)-2-碘辛烷
δ+ δ-
势 能
(CH3)3C Br
δ+ δ(CH3)3C OH
Ea2
(CH3)3C+ Ea1 + Br - + OH -
(CH3)3C-Br
H (CH3)3C OH
反应进程
立体化学
X
CH3 C CH3
_X-
CH3
H3C
CH3 + C
CH3
OH-
重排
HO
CH3 C CH3 +
H3C H3C
C
OH
Saytzeff规则——如果分子内含有几种β-H时，实验证明， 主要消除含氢较少的碳上的氢，生成双键碳上连有较多取 代基的烯烃。
CH3-CH- CH- CH2 KOH H Br H C2H5OH
CH3CH=CHCH 3 + CH 3CH2CH=CH 2
81%
19%
CH 3 CH3CH-C -CH2
O H C CO CH3
OH α -内酯
O H
C CO CH3
卤代烃
(1)傅-克反应； 傅 克反应 克反应； (2)格利雅试剂的反应； 格利雅试剂的反应； 格利雅试剂的反应 (3)三“乙”合成（乙酰乙酸乙酯）。 三 合成（乙酰乙酸乙酯）。
• 格利雅试剂的结构 至今还不完全清楚 一般写成 格利雅试剂的结构: 至今还不完全清楚, 一般写成: RMgX.有人认为溶剂乙醚的作用是与格利雅试剂生成 有人认为溶剂乙醚的作用是与格利雅试剂生成 稳定的溶剂化合物: 稳定的溶剂化合物
与金属镁作用 —一卤代烷与金属镁在绝对乙醚（无水、无醇的乙醚） 一卤代烷与金属镁在绝对乙醚 无水、无醇的乙醚） 一卤代烷与金属镁在绝对乙醚（ 中作用生成有机镁化合物—— 格利雅 中作用生成有机镁化合物 格利雅(Grignard)试剂 试剂 RX + Mg 绝对乙醚 R-Mg-X
有机化学三大著名的反应: 有机化学三大著名的反应
（2）系统命名法 ） (1) 选择含有卤素原子的最长碳链为主链 把支链和卤素 选择含有卤素原子的最长碳链为主链,把支链和卤素 看作取代基,按照主链中所含碳原子数目称作 某烷” 按照主链中所含碳原子数目称作“ 看作取代基 按照主链中所含碳原子数目称作“某烷”. (2) 主链上碳原子的编号从靠近支链一端开始 主链上碳原子的编号从靠近支链一端开始; (3) 主链上的支链和卤原子根据立体化学次序规则的顺序 主链上的支链和卤原子根据立体化学次序规则的顺序, 次序规则的顺序 较优”基团列在后的原则排列. 以“较优”基团列在后的原则排列
例2： ：
2-甲基 丁烯 71% 甲基-2-丁烯 甲基
2-甲基 丁烯 29% 甲基-1-丁烯 甲基
• 查依采夫规则—— 卤烷脱卤化氢时，氢原子往往是从 卤烷脱卤化氢时， 含氢较少的碳原子上脱去的。 含氢较少的碳原子上脱去的。 •在大多数情况下， 卤烷的 消除反应 和 取代反应 同时进行 在大多数情况下，卤烷的消除反应 取代反应同时进行 消除反应和 在大多数情况下 而且相互竞争 竞争， 的 ， 而且相互 竞争 ， 哪种反应占优势则与分子的结构和 反应条件有关。 反应条件有关。
大学有机化学-卤代烃
+ -
(CH3)3C Br
过渡态A
(CH3)3C+ + Br叔丁基正碳离子
(CH3)3C+ + OH- 快
+ -
(CH3)3C OH 过渡态B
(CH3)3C OH
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CH3
CH3 CH3
第六章 卤代烃
第二节 化学性质 (一、亲核取代)
CH3
B-Br r-
HO-
CH3
C +
CH3
CH3
OH CH3
CH3 构型保持产物
CH3
HO
CH3
CH3 构型翻转产物
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第六章 卤代烃
第二节 化学性质 (一、亲核取代)
SN1历程的特点：
(1) 反应分两步进行
(2) 在反应中有活性中间体——碳正 离子生成；有可能发生重排反应
(3) 为1级反应 ν=k[R—X]
(4) 构型外消旋化
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SN2反应活性 CH3X > 1o RX > 2o RX > 3o RX
叔卤代烷一般不按SN2机制进行。
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第六章 卤代烃
第二节 化学性质 (一、亲核取代)
对SN1的影响：烷基的供电子效应及C—H σ-p 超共轭效应有利于稳定碳正离子中间体。有利于稳
定正碳离子的因素就有利于SN1（电子效应）。
一些试剂的亲核能力比较：
HS- > RS- > CN- > I- > NH3 > OH> Br- > OR- > Cl- > F- > H2O
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有机化学-卤代烃
卤代烯烃：卤素原子作为取代基
CH2
CHCHCH2Cl CH3
3-甲基-4-氯-1-丁烯
卤代芳烃：卤素原子作为取代基
Cl CH3
邻氯甲苯
CH CH3
CH2Cl
2-苯基-1-氯丙烷
同一化合物中含有两种卤素： 碳原子编号遵循最低系列原则。 中文名称中，按次序规则将排在后面的(小的)先列出，
英文名称则是按字母表顺序列出。
卤代烷和NaOH或KOH的水溶液共热，生成相应的醇。
RX + OH
－
H2O
ROH + X －
卤代烷和醇钠反应生成醚，称为Williamson合成法。
R
X + R'ONa
R
O
R' + NaX
卤代烷和氨生成铵盐，有过量的氨存在时，可得到胺。
R
X + NH3
R
NH3X
+
－
NH3
R
NH2 + NH4X
反应进程
－
(2) 单分子历程SN1反应 溴代叔丁烷的碱性水解
(CH3)3C Br + OH－
(CH3)3C OH + Br－
容易形成较稳定碳正离子的卤代烃，常按单分子历程进
行亲核取代反应。
反应历程：是分两步进行的。
(CH3)3C
Br
慢
δ +
δ －
[ (CH3)3C
δ +
Br ]
δ －
(CH3)3C + Br
R
X + Mg
无水乙醚
R
MgX
有机镁化合物中的C—Mg键是强极性共价键。
卤代烃
卤代烃 【知识梳理】 一、溴乙烷1、溴乙烷的分子结构 分子式：C 2H 5Br结构简式：C 2H 5Br 或者CH 3CH 2Br （官能团：—Br ） 结构式： 2、物理性质溴乙烷是无色液体，沸点38.4ºC ，密度比水大，难溶于水，易溶于有机溶剂。
3、化学性质（1）溴乙烷的取代（水解）反应CH 3CH 2—Br + NaOH →CH 3CH 2—OH + NaBr（2）溴乙烷的消去反应有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子（如H 2O 、HBr 等），而形成不饱和（含双键或三键）化合物的反应，叫做消去反应。
消去反应发生的条件：与强碱的醇溶液共热。
思考？如何判断CH3CH2Br 是否完全水解？ 如何判断CH3CH2Br 已发生水解？ 二、卤代烃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、分类：根据所含卤素种类的不同，卤代烃可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃。
根据分子中卤素原子数目多少的不同，卤代烃可分为一卤代烃、多卤代烃。
水CCH HHBrHH NaOH3、饱和一卤代烃的通式: CnH2n+1X4、物理性质密度：密度均大于相应的烃； 有相同卤原子数的卤代烃，密度随碳原子的增加而减小； 沸点：沸点大于相应的烃；沸点随碳原子数的增加而升高； 同碳原子数，支链越多，沸点越低。
状态：常温常压下， CH3Cl 、CH3CH2Cl 、CH2=CHCl 、CH3Br 等为气态；其余为液态或固态 5、化学性质：与溴乙烷相似，一般可发生水解反应和消去反应。
发生消去反应的条件：含溴原子的碳的相邻碳原子上要有氢原子。
思考？A 、是否每种卤代烃都能发生消去反应？B 、能发生消去反应的卤代烃，其消去产物仅 为一种吗？下列卤代烃消去产物有多少种?6、几种重要的卤代烃 （1）氟利昂CCl2F2 二氟二氯甲烷 ── 破坏臭氧层（2）氯仿 CHCl3（三氯甲烷）─溶剂、麻醉剂氯乙烷 CH3CH2Cl ── 运动员扭伤后的喷剂 （3）四氯化碳CCl4 ── 灭火剂、溶剂 （4）氯乙烯CH2=CHCl ── 制塑料 （5）四氟乙烯CF2=CF2 ── 制塑料王【典型例题】例1、有关溴乙烷的以下叙述中正确的是（）A ．溴乙烷不溶于水，溶于有机溶剂B ．在溴乙烷中滴入硝酸银，立即析出浅黄色沉淀C ．溴乙烷跟KOH 的醇溶液反应生成乙醇D ．溴乙烷通常是由溴跟乙烷直接反应来制取的 例2、要检验某溴乙烷中的溴元素，正确的实验方法是（ ） A ．加入氯水振荡，观察水层是否有红棕色出现B ．滴入AgNO 3溶液，再加入稀HNO 3，观察有无浅黄色沉淀生成C ．加入NaOH 溶液共热，然后加入稀HNO 3使溶液呈酸性，再滴入AgNO 3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成D ．加入NaOH 溶液共热，冷却后加入AgNO 3溶液，观察有无浅黄色沉淀生成。
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° ° ° °
卤代烃
RCH＝CH2 ＋ HBr ＝
过氧杂物
RCH2CH2Br
NaI/丙酮 丙
RCH2CH2I
6.3 卤代烷的物理性质
(1) 沸点和熔点
b.p：RI＞RBr＞RCl＞RF＞RH RI＞RBr＞RCl＞RF＞ C4H9F 、 C3H7Cl 、 C2H5Br 、 CH3I 以上为液 Cl、 Br、 体或固体 m.p：分子对称性↑，熔点↑ m.p：分子对称性↑，熔点↑
工业溶剂
卤烷水解反应及其机理在有机化学理论上重要！ 卤烷水解反应及其机理在有机化学理论上重要！ （见SN1、SN2） 、 ）
(2) 与醇钠作用
得醚（单纯醚、混合醚）——Williamson合成法 得醚（单纯醚、混合醚）——Williamson合成法
+ −
δ
R－X + R'O-Na+ 伯卤烷 醇钠， ！ 强碱
第六章 卤代烃
6.1 卤代烃的分类 6.2 卤代烃的命名 6.3 卤代烃的制法 6.4 卤代烃的物理性质 6.5 卤代烷的化学性质 6.6 亲核取代反应机理 6.7 影响亲核取代反应的 因素 6.8 消除反应的机理 6.9 消除反应的取向 6.10 影响消除和取代反 应的因素 6.11 取代和消除反应的 竞争 6.12 卤代烯烃和卤代芳 烃 6.13 氟代烃(自学) 氟代烃(自学)
(1) 脱卤化氢
由于－X 的－I 效应， 由于－ X 的－ I 效应 ， R － X 的 β － H 有微弱酸性 ， 在 有微弱酸性， NaOH／醇中可消去HX， NaOH／醇中可消去HX，得烯烃或炔烃：
β α 醇
R-CH-CH2 + NaOH H X
H X R-C－CH + 2KOH H X
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
2. 醇与卤化磷反应生成卤烃，常用试剂的是PX3、PX5。 3. 醇与SOCl2反应可生成氯代烃。
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。
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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CH3Br + OH CH3OH + Br
υ = k [ CH3Br ] [ OH ]
由此可见，这是一个动力学二级反应。 由此可见，这是一个动力学二级反应。其反应速率 与溴甲烷和碱的浓度成正比。 与溴甲烷和碱的浓度成正比。
H HO + H H C Br
H HO
δ
H
δ
C H H
Br
HO
C
H H
+
Br
HO 从离去基团溴原子的 背 面进 攻中 心碳 原子 ，受 溴原 子 的电 子效 应和 空间 效应 的影 响 最小 。
中 心 碳 原 子 与五 个 其 他 原 子 或基 团 相 连 接， 由 于 较 为 拥挤 ， 导 致 其 热 力 学 稳 定性 差 ， 易 于 断 键 ， 使中 心 碳 原 子恢 复 sp 杂化。
SN1反应的能量变化曲线如下图所示： 反应的能量变化曲线如下图所示： 反应的能量变化曲线如下图所示
B. SN1反应的立体化学： 反应的立体化学： 反应的立体化学 SN1反应的立体化学较为复杂，在正常情况下，若中 反应的立体化学较为复杂， 反应的立体化学较为复杂 在正常情况下， 心碳原子为手性碳原子，由于 平面构型， 心碳原子为手性碳原子，由于C+离子采取sp2平面构型， 原子 亲核试剂将从两边机会均等的进攻 离子的两侧， 亲核试剂将从两边机会均等的进攻C+离子的两侧，将得 将从两边机会均等的进攻
第一步： 第一步：
(CH3)3C Br
慢
δ+
(CH3)3C
Br
δ
(CH3)3C
+
+ Br
过渡状态
中间体
OH
δ
第二步： 第二步：
(CH3)3C
+
+
OH
快
+ δ
(CH3)3C
(CH3)3C
OH
• 1、ＳN1── 单分子亲核取代反应历程： 、Ｓ 单分子亲核取代反应历程 历程： 第一步：反应物在外电场的作用下，生成正 碳离子和负离子，需要能量，反应较慢。 (CH3 )3C Br SP3 慢 [(CH3)3C δ+ δ-
C6H13
128 128
C6H13
δ
C6H13 I
128
I
+
H CH3
C
S
I
I
C
δ
I
C
H CH3
R
H CH3
+
I
SN2反应的立体化学特征：构型反转(亦称 反应的立体化学特征： 反应的立体化学特征 构型反转(亦称Walden转 转 化) 。
2. 单分子亲核取代反应(SN1)： 单分子亲核取代反应( ) A. 反应机理： 以(CH3)3CBr的碱性水解为例： 反应机理： 的碱性水解为例： 的碱性水解为例
=
碰撞几 率 × 取向几 率 × 能 量几率
浓度 T ,几率 几 ,几率 几
符 合方 向 的 有效 碰 撞
大于最低活化 能的有效碰撞
几 M ,几率
1. 双分子亲核取代反应(SN2——Substitution Nucleo双分子亲核取代反应( philic)： ： A. 反应机理： 以CH3Br的碱性水解为例： 反应机理： 的碱性水解为例： 的碱性水解为例
化学性质
（一）亲核取代反应
１、羟基(-OH)取代 ２、氰基(-CN)取代 ３、氨基(-NH2)取代 ４、硝酸根(-ONO2)取代 5、烃氧基(-OR)取代 6、硫醇负离子（RS-）取代 7、炔基（-C=CR）取代 8、叠氮负离子（-N3）取代
RX
_ Nu
RNu
X
_
1. 水解： 水解：
R
R
X +
X +
H3C
Br
CH2 Cl
CH2 I
CH2
• 根据卤素所连的碳原子不同分为 伯卤烃 RCH2X 仲卤烃 (R)2CHX 叔卤烃 (R)3ＣＸ
• 命名 普通命名法 俗名 系统命名法
• 普通命名法 • 在烃基名称之前（或后）加上卤素的名称，称为 在烃基名称之前（ 或后） 加上卤素的名称， 卤（代）某烃或某烃基卤。 某烃或某烃基卤。 氯 仿 三氯甲烷 氯乙烷 乙基氯 叔丁基溴 乙烯基溴 溴乙烯
4. 氰解： 氰解：
R X + NaCN
C2H5OH ( NaCN)
R CN
H3O+
R COOH
增加一个碳原子
该反应的重要意义除可增长碳链外， 该反应的重要意义除可增长碳链外，还可以通过氰 等官能团。 基转化为―COOH、 ―CONH2等官能团。 、 基转化为 该反应与卤代烷的醇解相似，亦不能使用叔卤烷， 该反应与卤代烷的醇解相似，亦不能使用叔卤烷， 否则将主要得到烯烃。 否则将主要得到烯烃。
7
1
2
CH CH CH2 CH3 I
6 5 4
3
4
5
CH CH CH3 Cl
3
6
7
CH3
2
1
2，6-二甲基 氯-5-碘庚烷 二甲基-3-氯 碘庚烷 二甲基 1 Cl
2
Cl
CH2Cl
β-氯萘 2-氯萘 氯萘 氯萘
CH3CHCHCHCH2Cl
5 4 3 2 1
对-氯苯氯甲烷 氯苯氯甲烷
Cl CH3 2-甲基 苯基 甲基-4-苯基 甲基 苯基-1,3-二氯戊烷 二氯戊烷
3
过 渡 态 的特 点 ：
O C 键尚未完全形成， C Br 也未完全断裂；
过渡态出现了形式上的“五价碳”原子，该“五价碳”可看成为 sp 杂化， 五 原 五 可 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 原子或基团之间的排斥作用最小，有利于过渡态的形成。
2
SN2反应的能量变化曲线如下图所示： 反应的能量变化曲线如下图所示： 反应的能量变化曲线如下图所示 由图可见， 由图可见，在SN2反 反 应中， 应中，新键的形成和旧键 的断裂是同时进行的， 的断裂是同时进行的，是 一个一步完成的反应。 一个一步完成的反应。 B. SN2反应的立体化学： 反应的立体化学： 反应的立体化学
到外消旋化合物。 到外消旋化合物。 然而， 然而，100 % 的外消旋化是很少 见的， 见的，经常是外消旋化伴随着构型反 转，且构型反转要多些。 且构型反转要多些。
H CH3 C C6H5
Cl
C
Nu
H H OH + HO C CH3 C6H5
H Cl
慢
C CH3
+
OH H2O
CH3
C C6H5
C6H5
CH3CH2CH2 O CH2CH3 + NaI 混合醚
该法是合成不对称醚的常用方法， 该法是合成不对称醚的常用方法，称为 Williamson (威廉逊)合成法。该法也常用于合成硫醚或芳醚。 威廉逊)合成法。该法也常用于合成硫醚或芳醚。
采用该法以伯卤烷效果最好，仲卤烷效果较差， 采用该法以伯卤烷效果最好，仲卤烷效果较差，但 伯卤烷效果最好 不能使用叔卤烷，因为叔卤烷易发生消除反应生成烯烃。 不能使用叔卤烷，因为叔卤烷易发生消除反应生成烯烃。 卤代醇在碱性条件下，可以生成环醚。 卤代醇在碱性条件下，可以生成环醚。
H
H
C OH + HO C C6H5 H5C6 CH3 H3C H OH
H
Cl 80%丙酮水溶液 H3C
60℃
CH3 80%丙酮水溶液 (CH3)2CH(CH2)3-C-C2H5 60℃ Cl RCH3 (CH3)2CH(CH2)3-C-C2H5 39.5%R60.5%SOH
2、沸点：M ， b.p 、 异构体：直链＞支链 3、密度：相对同碳数烷烃大，氯＞溴 ＞碘代烃
卤素相同：R愈大，密度减小。
4、溶解性：不溶于水，易溶于有机溶剂。本身是较好 、
有机溶剂。
二、制备 制备 1、烷烃卤代：烯丙和苄基卤代烃 、烷烃卤代： 2、不饱和烃与X2或HX作用 、不饱和烃与 作用 3、芳香烃的卤代 、 4、醇制备 、 1）ROH + HX ） PX5 2）ROH + PX3 ） SO2Cl R-X + H2O R-X
第八章 卤代烃
【本章重点】 本章重点】 亲核取代反应和消除反应的反应历程及影响因素。 亲核取代反应和消除反应的反应历程及影响因素。 【必须掌握的内容】 必须掌握的内容】 1. 亲核取代反应历程(SN1、SN2)及影响因素。 亲核取代反应历程( 、 )及影响因素。 2. 消除反应历程(E1、E2)及影响因素。 消除反应历程( 、 )及影响因素。
一、 分类、命名、结构 分类、命名、
• 分类
• 根据烃基的不同分为
饱和卤烃 ＲＣＨ２Ｘ
不饱和卤烃 ＲＣＨ＝ＣＨＸ 卤代芳烃 Ａｒ－Ｘ
• 根据卤素与双键的相对位置
卤代乙烯型
RCH=CHX
X
卤代烯丙型
RCH=CHCH2X
CH2 X
孤立型卤代烯烃 RCH=CH(CH ) CH X 2 n 2 n≥1
• 根据卤原子数的多少 一卤代烃 多卤代烃
CHCl3 C2H5Cl (CH3)3CBr
CH2=CHBr
1 H 2C
2H C
3H C
B r
3
烯丙基溴
Br
溴苯
氯化苄 苯氯甲烷
苄基氯
F Cl C Cl Cl
氟利昂-11
• 系统命名 • 卤原子作为取代基。 卤原子作为取代基。 • 如没有其它取代基时，从靠近卤原子一端开始 如没有其它取代基时， 编号；如有其它取代基， 编号；如有其它取代基，则根据最低序列原则 将主链编号。 将主链编号。 • 不同取代基的名称按“优先基团后列出”的原 不同取代基的名称按“优先基团后列出” 则写在母体名称之前。 则写在母体名称之前。
υ = k [ CH3Br ] [ OH ]
由此可见，这是一个动力学二级反应。 由此可见，这是一个动力学二级反应。其反应速率 与溴甲烷和碱的浓度成正比。 与溴甲烷和碱的浓度成正比。
H HO + H H C Br
H HO
δ
H
δ
C H H
Br
HO
C
H H
+
Br
HO 从离去基团溴原子的 背 面进 攻中 心碳 原子 ，受 溴原 子 的电 子效 应和 空间 效应 的影 响 最小 。
中 心 碳 原 子 与五 个 其 他 原 子 或基 团 相 连 接， 由 于 较 为 拥挤 ， 导 致 其 热 力 学 稳 定性 差 ， 易 于 断 键 ， 使中 心 碳 原 子恢 复 sp 杂化。
SN1反应的能量变化曲线如下图所示： 反应的能量变化曲线如下图所示： 反应的能量变化曲线如下图所示
B. SN1反应的立体化学： 反应的立体化学： 反应的立体化学 SN1反应的立体化学较为复杂，在正常情况下，若中 反应的立体化学较为复杂， 反应的立体化学较为复杂 在正常情况下， 心碳原子为手性碳原子，由于 平面构型， 心碳原子为手性碳原子，由于C+离子采取sp2平面构型， 原子 亲核试剂将从两边机会均等的进攻 离子的两侧， 亲核试剂将从两边机会均等的进攻C+离子的两侧，将得 将从两边机会均等的进攻
第一步： 第一步：
(CH3)3C Br
慢
δ+
(CH3)3C
Br
δ
(CH3)3C
+
+ Br
过渡状态
中间体
OH
δ
第二步： 第二步：
(CH3)3C
+
+
OH
快
+ δ
(CH3)3C
(CH3)3C
OH
• 1、ＳN1── 单分子亲核取代反应历程： 、Ｓ 单分子亲核取代反应历程 历程： 第一步：反应物在外电场的作用下，生成正 碳离子和负离子，需要能量，反应较慢。 (CH3 )3C Br SP3 慢 [(CH3)3C δ+ δ-
C6H13
128 128
C6H13
δ
C6H13 I
128
I
+
H CH3
C
S
I
I
C
δ
I
C
H CH3
R
H CH3
+
I
SN2反应的立体化学特征：构型反转(亦称 反应的立体化学特征： 反应的立体化学特征 构型反转(亦称Walden转 转 化) 。
2. 单分子亲核取代反应(SN1)： 单分子亲核取代反应( ) A. 反应机理： 以(CH3)3CBr的碱性水解为例： 反应机理： 的碱性水解为例： 的碱性水解为例
=
碰撞几 率 × 取向几 率 × 能 量几率
浓度 T ,几率 几 ,几率 几
符 合方 向 的 有效 碰 撞
大于最低活化 能的有效碰撞
几 M ,几率
1. 双分子亲核取代反应(SN2——Substitution Nucleo双分子亲核取代反应( philic)： ： A. 反应机理： 以CH3Br的碱性水解为例： 反应机理： 的碱性水解为例： 的碱性水解为例
化学性质
（一）亲核取代反应
１、羟基(-OH)取代 ２、氰基(-CN)取代 ３、氨基(-NH2)取代 ４、硝酸根(-ONO2)取代 5、烃氧基(-OR)取代 6、硫醇负离子（RS-）取代 7、炔基（-C=CR）取代 8、叠氮负离子（-N3）取代
RX
_ Nu
RNu
X
_
1. 水解： 水解：
R
R
X +
X +
H3C
Br
CH2 Cl
CH2 I
CH2
• 根据卤素所连的碳原子不同分为 伯卤烃 RCH2X 仲卤烃 (R)2CHX 叔卤烃 (R)3ＣＸ
• 命名 普通命名法 俗名 系统命名法
• 普通命名法 • 在烃基名称之前（或后）加上卤素的名称，称为 在烃基名称之前（ 或后） 加上卤素的名称， 卤（代）某烃或某烃基卤。 某烃或某烃基卤。 氯 仿 三氯甲烷 氯乙烷 乙基氯 叔丁基溴 乙烯基溴 溴乙烯
4. 氰解： 氰解：
R X + NaCN
C2H5OH ( NaCN)
R CN
H3O+
R COOH
增加一个碳原子
该反应的重要意义除可增长碳链外， 该反应的重要意义除可增长碳链外，还可以通过氰 等官能团。 基转化为―COOH、 ―CONH2等官能团。 、 基转化为 该反应与卤代烷的醇解相似，亦不能使用叔卤烷， 该反应与卤代烷的醇解相似，亦不能使用叔卤烷， 否则将主要得到烯烃。 否则将主要得到烯烃。
7
1
2
CH CH CH2 CH3 I
6 5 4
3
4
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CH CH CH3 Cl
3
6
7
CH3
2
1
2，6-二甲基 氯-5-碘庚烷 二甲基-3-氯 碘庚烷 二甲基 1 Cl
2
Cl
CH2Cl
β-氯萘 2-氯萘 氯萘 氯萘
CH3CHCHCHCH2Cl
5 4 3 2 1
对-氯苯氯甲烷 氯苯氯甲烷
Cl CH3 2-甲基 苯基 甲基-4-苯基 甲基 苯基-1,3-二氯戊烷 二氯戊烷
3
过 渡 态 的特 点 ：
O C 键尚未完全形成， C Br 也未完全断裂；
过渡态出现了形式上的“五价碳”原子，该“五价碳”可看成为 sp 杂化， 五 原 五 可 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 原子或基团之间的排斥作用最小，有利于过渡态的形成。
2
SN2反应的能量变化曲线如下图所示： 反应的能量变化曲线如下图所示： 反应的能量变化曲线如下图所示 由图可见， 由图可见，在SN2反 反 应中， 应中，新键的形成和旧键 的断裂是同时进行的， 的断裂是同时进行的，是 一个一步完成的反应。 一个一步完成的反应。 B. SN2反应的立体化学： 反应的立体化学： 反应的立体化学
到外消旋化合物。 到外消旋化合物。 然而， 然而，100 % 的外消旋化是很少 见的， 见的，经常是外消旋化伴随着构型反 转，且构型反转要多些。 且构型反转要多些。
H CH3 C C6H5
Cl
C
Nu
H H OH + HO C CH3 C6H5
H Cl
慢
C CH3
+
OH H2O
CH3
C C6H5
C6H5
CH3CH2CH2 O CH2CH3 + NaI 混合醚
该法是合成不对称醚的常用方法， 该法是合成不对称醚的常用方法，称为 Williamson (威廉逊)合成法。该法也常用于合成硫醚或芳醚。 威廉逊)合成法。该法也常用于合成硫醚或芳醚。
采用该法以伯卤烷效果最好，仲卤烷效果较差， 采用该法以伯卤烷效果最好，仲卤烷效果较差，但 伯卤烷效果最好 不能使用叔卤烷，因为叔卤烷易发生消除反应生成烯烃。 不能使用叔卤烷，因为叔卤烷易发生消除反应生成烯烃。 卤代醇在碱性条件下，可以生成环醚。 卤代醇在碱性条件下，可以生成环醚。
H
H
C OH + HO C C6H5 H5C6 CH3 H3C H OH
H
Cl 80%丙酮水溶液 H3C
60℃
CH3 80%丙酮水溶液 (CH3)2CH(CH2)3-C-C2H5 60℃ Cl RCH3 (CH3)2CH(CH2)3-C-C2H5 39.5%R60.5%SOH
2、沸点：M ， b.p 、 异构体：直链＞支链 3、密度：相对同碳数烷烃大，氯＞溴 ＞碘代烃
卤素相同：R愈大，密度减小。
4、溶解性：不溶于水，易溶于有机溶剂。本身是较好 、
有机溶剂。
二、制备 制备 1、烷烃卤代：烯丙和苄基卤代烃 、烷烃卤代： 2、不饱和烃与X2或HX作用 、不饱和烃与 作用 3、芳香烃的卤代 、 4、醇制备 、 1）ROH + HX ） PX5 2）ROH + PX3 ） SO2Cl R-X + H2O R-X
第八章 卤代烃
【本章重点】 本章重点】 亲核取代反应和消除反应的反应历程及影响因素。 亲核取代反应和消除反应的反应历程及影响因素。 【必须掌握的内容】 必须掌握的内容】 1. 亲核取代反应历程(SN1、SN2)及影响因素。 亲核取代反应历程( 、 )及影响因素。 2. 消除反应历程(E1、E2)及影响因素。 消除反应历程( 、 )及影响因素。
一、 分类、命名、结构 分类、命名、
• 分类
• 根据烃基的不同分为
饱和卤烃 ＲＣＨ２Ｘ
不饱和卤烃 ＲＣＨ＝ＣＨＸ 卤代芳烃 Ａｒ－Ｘ
• 根据卤素与双键的相对位置
卤代乙烯型
RCH=CHX
X
卤代烯丙型
RCH=CHCH2X
CH2 X
孤立型卤代烯烃 RCH=CH(CH ) CH X 2 n 2 n≥1
• 根据卤原子数的多少 一卤代烃 多卤代烃
CHCl3 C2H5Cl (CH3)3CBr
CH2=CHBr
1 H 2C
2H C
3H C
B r
3
烯丙基溴
Br
溴苯
氯化苄 苯氯甲烷
苄基氯
F Cl C Cl Cl
氟利昂-11
• 系统命名 • 卤原子作为取代基。 卤原子作为取代基。 • 如没有其它取代基时，从靠近卤原子一端开始 如没有其它取代基时， 编号；如有其它取代基， 编号；如有其它取代基，则根据最低序列原则 将主链编号。 将主链编号。 • 不同取代基的名称按“优先基团后列出”的原 不同取代基的名称按“优先基团后列出” 则写在母体名称之前。 则写在母体名称之前。