卤化反应-
第一章卤化反应-第三节
-
X R OH2
过渡态
X R + H2O
伯醇常用Lucas试剂(浓HCl+ZnCl2反应)
浓 HCl CH3(CH2)2CH2Cl CH3(CH2)2CH2OH ZnCl2
SN1：
ROH + HX ROH2
+ +
快
+
ROH2 + X
+
-
慢 快
R + H2O RX
R +X
-
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 不对称酮的直接卤化常常受到区域选择性不高 的限制。为了克服这个缺点，可先将不对称酮 转化成相应的烯醇或烯胺异构体，然后再进行 卤化反应，则可达到提高区域选择性α-卤代的 目的
OAc NBS O Br
PPh3
(PhO)3P
X2
RX
Ph3PX2
(PhO)2P
ROH
RX
R'OH
Ph3P O
R'X (PhO)2P O R
RX
该类卤化试剂具有活性大，反应条件温和、不易 发生由卤化氢引起的副反应。
Ph3P催化卤化机理
O Ph3P + X2 Ph3PX2 + ROH ROPPh3X + HX RX + PPh3
碱催化与酸催化相反，卤原子是吸电子基， 它所连的α-碳上在碱的作用下更容易离去， 若在过量卤素存在下，所有的α-H原子都被 取代。
在a位具卤素等吸电子基时，卤代反应受到 阻滞，故在同一个α位碳原子上欲引入第二 个卤原子相对比较困难。若在α`位具活性 氢，则第二个卤素原子优先取代α`位氢原 子。如2-丁酮在和2mol溴素反应时，只得 到α,α'-二溴代丁酮。
卤化反应——精选推荐
第四章 卤化反应教学要点：1、芳环上的取代氯化。
2、芳烃的侧链氯化。
3、氟化反应，卤素置换重氮基及Sandmeyer 反应。
4.1 概述 4.1.1 定义向有机分子中引入一个或几个卤原子，形成碳－卤键，得到含卤化合物的反应叫卤化反应。
卤化反应在工业上得到广泛的应用是在20世纪20年代以后，卤化反应作为一种合成手段在有机合成中以制取各种重要的原料，中间体以及工业溶剂等。
其中氯化和溴化反应最为常用，氟代烃是近年来新开发的新型表面活性剂，而碘的价格昂贵，资源稀少，应用受到很大的限制。
4.1.2 卤化的目的(1) 赋予有机化合物新的功能，如在染料分子中引入卤原子会使染料的色光产生一些变化，铜酞箐分子引入不同的氯、溴原子，可以制备不同荧光绿色调的染料。
232(2) 通过卤素基团被亲核置换的性质制备中间体4.1.3 (1) 加成法（加成卤化）H 2CCH 2+Cl 2ClH 2CCH 2Cl+Cl 2ClFeCl 3+Cl 2CH 2Clh vCH 3+Cl 2ClClClClClCl(2) 取代法（取代卤化）(3) 置换法C2H5OH+HCl C2H5Cl+H2O4.1.4 常用的卤化剂(1) 卤单质：F2，Cl2，Br2，I2；F2活性太强，常用于间接取代，有时需要用惰性气体稀释。
(2) 卤化物：卤化氢，次氯酸钠，PCl3，PCl5。
(3) 酰卤化合物：SO2Cl2，SOCl2， COCl2，Cl3COCOOCCl34.2 芳环上的取代氯化芳烃直接卤化是合成卤代芳烃的重要方法，芳环上的取代氯化通常是在催化剂存在下，芳环上的氢原子被氯原子取代的过程。
4.2.1 反应理论(1) 金属卤化物(Lewis酸)存在下氯气氯化：在黑暗中纯苯与氯在略高的稳定下不反应，如果加入少量的Lewis酸，如FeCl3、AlCl3、MnCl2、ZnCl2、TiCl4或者SnCl4，反应可以进行。
根据实验现象，提出了如下的反应历程：首先在Lewis酸的作用下，氯分子发生极化并解离成亲电试剂－氯正离子，生成的氯正离子进攻苯环，生成α－络合物，然后脱去质子，得到氯化产物。
卤化反应课件
• 氯苯生成量最大时
Cl
72.91％
Cl
20.84 ％ Cl 6.24％
苯
4、连串卤化处理方法
• • • • • （1）控制卤化深度 （2）选择催化剂 （3）选择卤化剂 （4）调整介质的pH值或改变合成路线 （5）选择溶剂
（1）控制卤化深度
• 卤化深度可以用参加卤化反应的原料的百分数来表示 为了减少多卤化产物的产率，可以依靠降低卤化反应的深度 • 剩余的苯愈多，则从反应混合物中回收的苯量将愈多，操作费用及损耗 将增大，设备的生产能力将下降 • 可以由出口处卤化液的比重来控制卤化深度 见下表
• 催化剂的作用是使氯分子极化，或生成氯正离子。
• 无水状态下，用氯气进行氯气时，最常用的催化剂是各种 金属氯化物，如FeCl3、AlCl3等Lewis酸。 • 无水状态下或在浓硫酸介质中，用氯气进行氯气时，有时 用碘作催化剂。
• 在浓硫酸介质中，用氯气进行氯气时，硫酸起催化作用。
2、催化剂的选择
较难。 蒽醌直接接氯化制1,4,5,8—四氯蒽醌
• ③有机溶剂
水杨酸 氯化采用乙酸作溶剂；萘氯化采用四氯化碳、苯或氯苯作溶剂等
不同的有机溶剂作介质有时会对氯化速度产生影响。
萘、菲等芳烃在乙酸介质中的氯化速度比在CCl4－CH3COOH(3：1体积 比)中大的多
5、氯化重要实例
• （1）氯苯的制备 • 氯苯是制取农药、染料及其他有机合成工业产 品的重要中间体，亦可作为溶剂 • 早期多采用低温氯化工艺（35-40℃） • 现代的合成多采用沸腾氯化法（80℃） • 沸腾氯化法的优点：
卤化剂与催化剂所形成的配合物体积越大，空
间位阻越大，生成邻位异构体的比例越少。
• 苯的一氯化制氯苯----最经济的催化剂FeCl3 • 苯的二氯化制对二氯苯 • 甲苯的氯化制对氯甲苯
卤化反应的危险特点
卤化反应的危险特点卤化反应是化学领域中一类重要的反应类型，其中卤素与其他物质发生反应，生成卤化物。
卤化反应具有一些危险特点，需要注意防范和控制。
下面将从反应条件、副产物、危险性质和安全措施等方面进行详细解释。
卤化反应的危险特点之一是反应条件的苛刻性。
卤化反应通常需要高温、高压等特殊条件下进行，这些条件使得反应容器和设备承受较大的压力和温度。
因此，如果操作不当或设备不合理，容易导致设备爆炸、泄漏等严重事故的发生。
卤化反应的副产物也具有一定的危险性。
在卤化反应中，除了生成目标产品外，还会产生一些副产物，其中可能包含有毒、腐蚀性或易燃的物质。
这些副产物的存在增加了反应过程中的危险性，如果不加以妥善处理和处理，可能会对人员和环境造成严重伤害。
卤化反应的危险性质还包括易燃、易爆、腐蚀等。
卤化物中的卤素本身具有一定的易燃性和易爆性，尤其是在高温、高压等条件下，更容易引发爆炸事故。
为了确保卤化反应的安全进行，需要采取一系列的安全措施。
首先，应该做好反应设备的选择和设计，确保其能够承受反应条件所需的压力和温度，避免设备的破裂和泄漏。
其次，需要严格控制反应条件，避免温度、压力等因素过高或过低。
此外，还需要对反应过程中产生的副产物进行妥善处理和处理，避免对人员和环境造成伤害。
另外，还应加强实验室和生产车间的安全管理，确保人员的安全和设备的正常运行。
同时，应提供相应的个人防护装备，包括防护眼镜、防护手套、防护服等，减少事故发生的可能性。
卤化反应具有一定的危险特点，包括反应条件的苛刻性、副产物的危险性、易燃易爆性和腐蚀性等。
为了确保反应的安全进行，需要采取适当的安全措施，包括设备选择和设计、控制反应条件、副产物处理和安全管理等。
只有这样，才能有效地控制卤化反应的危险性，保障人员安全和环境安全。
第一章卤化反应-第三节
2、与氯化亚砜的反应
ROH
SOCl2
RCl
HCl
SO2
优点： ①反应活性较高。 ②产物容易分离纯化，且异构化等副反应少，收 率较高。 ③选用不同溶剂，可得到指定构型的产物。 ④可以与其他试剂合用增强其选择性等。 缺点： ①反应中大量的HCl和SO2气体逸出会污染环境。 ②氯化亚砜易水解，需在无水条件下反应
碱催化与酸催化相反，卤原子是吸电子基， 它所连的α-碳上在碱的作用下更容易离去， 若在过量卤素存在下，所有的α-H原子都被 取代。
在a位具卤素等吸电子基时，卤代反应受到 阻滞，故在同一个α位碳原子上欲引入第二 个卤原子相对比较困难。若在α`位具活性 氢，则第二个卤素原子优先取代α`位氢原 子。如2-丁酮在和2mol溴素反应时，只得 到α,α'-二溴代丁酮。
卤化试剂（19）用于对α，β-不饱和酮的α′-卤取代反应中，能 够减少双键加成副反应。 卤化试剂（20）和（21）的特点是亲电活性大，不需要任何催 化剂，反应条件温和，只得到单溴代物，且在反应中不生成 卤素分子和卤化氢，特别适用于对酸、碱敏感的酮。 卤化试剂（22）可在温和条件下对羰基α位及苄位、烯丙位进 行氯代反应
PPh3
(PhO)3P
X2
RX
Ph3PX2
(PhO)2P
ROH
RX
R'OH
Ph3P O
R'X (PhO)2P O R
RX
该类卤化试剂具有活性大，反应条件温和、不易 发生由卤化氢引起的副反应。
Ph3P催化卤化机理
O Ph3P + X2 Ph3PX2 + ROH ROPPh3X + HX RX + PPh3
四溴环己二烯酮（不发生双键加成反应） 在少量HCl或HBr气体催化下，反应中以生成稳 定的三溴苯酚为动力，促使4位碳一溴键异裂， 生成的溴正离子向α，β-不饱和酮的α'位C-H作亲 电取代；同时，能有效地消除x-，于是可得到收 率良好的α'-溴代-α，β-不饱和酮。
第二章卤化反应
X C
C
X C C C X
C X
X-X (X=Cl ，Br)
2．1 卤加成反应
烯烃的π键具有供电性，卤素分子受π键影响发生 极化．其正电部分作为亲电试剂，对烯烃的双键进 行亲电进攻，生成三圆环卤翁离子。然后，卤负离 子从环的背面向缺电子的碳正离子作亲核进攻，结 果生成反式加成产物。 究竟从三圆环背面进攻哪一个碳原于，这取决于形 成碳正离子的稳定性。烯键碳原于上连有烷基、烷 氧基、苯基等具有分散碳正离子正电荷作用的基团， 则该碳原于形成的碳正离子更趋于稳定，此处正是 x－优先进攻的位置。
特点：高度的立体选择性，产率高。纯度好，且反应温和。操作方便。
反应历程：离子型亲电加成。卤正离子是由质子化的N—卤代酰胺提 供、一OH等负离子来自反应溶剂。
2.2 卤取代反应
一、烷烃的卤取代反应
自由基取代历程 卤化试剂：氯、溴、硫酰氯、磺酰氯、次卤酸叔丁酯、N—卤 代仲胺、N—溴代丁二酰亚胺 卤素的选择性Br· ＞Cl·
C6H5 C H C H CO 2 C 2 H 5 Br CO 2 C 2 H 5 C6H5 Br 2 /CCl C C H
Br C6H5 C H Br C Br CO 2 C 2 H 5 H H C6H5 C C Br CO 2 C 2 H 5 H
主要产物
2．1 卤加成反应
(2)影响反应的主要因素
1.3卤化反应目的
（1）通过卤化反应制备的许多有机卤化物本身就
是重要的中间体，可以用来合成染料、农药、 香料、医药等精细化学品。如：农药2，6-二氯 苯腈的合成。
（2）通过卤化物的转化可制备含有其它取代基的衍生物， 如：利用引入卤素置换成羟基、氨基、烷氧基等。 （3）向某些精细化学品中引入一个或多个卤原子，可 以改进其性能。如：向某些有机化合物分子中引入多个 卤原子，可以增强有机物的阻燃性。
卤化反应
3 卤化反应在有机化合物中建立碳-卤键的反应称为卤化反应。
意义：在药物分子中引入卤素可改善其药理活性；卤化物是药物合成重要的中间体，可从卤素进行多种官能团转化；卤素可作为烯烃等官能团的保护基，可提高合成的选择性。
3.1不饱和烃与含卤物种的加成卤化含卤物种主要包括卤素和卤化氢。
3.1.1卤素对不饱和烃的加成反应(1)对烯烃的加成氟与烯烃的加成过于剧烈，产物复杂，实用意义不大；二碘化物对光极为敏感，稳定性差，在药物合成中也不常用。
而氯和溴对烯烃的加成在药物合成上较为重要。
氯和溴对烯烃的加成反应为亲电加成机理，是脂肪族碳碳p键的典型反应之一。
这种加成主要包括两步反应：亲电试剂加成到亲核性的p键上得到一个碳正离子(或环鎓离子)；得到的碳正离子(或环鎓离子)与亲核试剂反应。
参与第二步反应的亲核试剂一般是与亲电试剂相关的负离子，比如溴离子、氯离子等，也可以是亲核性的溶剂，如水或乙酸等。
①反应机理碳碳双键上的亲电加成。
②立体化学氯和溴对烯烃的加成反应的立体化学较为复杂, 与底物结构、反应条件和加成物有关。
反式加成：一般情况下，溴对烯烃的亲电加成反应会经过三员环过渡态(中间体)，当这种中间体在反应条件下比较稳定时，可发生反式亲电加成。
cis-和trans-2-丁烯的立体专一性反式加成：由于两个溴原子分别从双键的相反方向加成，所以得到立体专一产物。
顺式加成：氯加到双键上有时也可得到顺式加成产物，这类反应一般在非极性溶剂中发生，如茚氯化生成cis-1,2-二氯茚。
有几项因素决定了这个氯化加成的立体化学，其一，反应物是氯而不是溴；其二，底物分子的双键处在芳环的共轭位置；其三，反应在非极性溶剂薪小?lt;/p>氯的原子半径和可极化度都比溴小，因此，形成鎓离子也比溴难；而且，双键的位置导致在氯亲电加成时在苄位形成平面型的碳正离子，在非极性溶剂中，不能溶剂化的碳正离子与氯离子强烈吸引，形成离子对，所以，氯离子留在它最初形成的位置上，而不能像鎓离子机理那样从碳正离子的反面进攻，于是，氯离子就从正面与碳正离子结合，给出顺式加成产物。
第三章 卤化反应
卤化剂
高电子云密度芳烃如含羟基、氨基等， 高电子云密度芳烃如含羟基、氨基等，不加催化剂也可进行卤化反 如含羟基 宜采用氧卤化法： 应，宜采用氧卤化法：
卤素卤化法 滴液点（或通氯）处浓度高，反应剧烈，副反应多； 卤素卤化法：滴液点（或通氯）处浓度高，反应剧烈，副反应多； 氧化剂+ 法 先加入的卤化氢水溶液具有稀释作用， 氧化剂+HX法：先加入的卤化氢水溶液具有稀释作用，加入氧化剂后新生成的卤 素在反应体系中浓度被最小化，反应温和，选择性大。 素在反应体系中浓度被最小化，反应温和，选择性大。 如，对硝基苯胺溶于热的稀硫酸中，加入溴化氢水溶液，30-50℃加入 2O2进行 对硝基苯胺溶于热的稀硫酸中，加入溴化氢水溶液， ℃加入H 溴化，二溴产物很少。 溴化，二溴产物很少。
上次课内容回顾
卤化反应定义、 卤化反应定义、目的 卤化剂种类
卤素单质、卤间化合物、卤化氢+氧化剂、其它试剂
芳环的卤化反应历程
亲电取代，催化剂
芳环的卤代反应动力学
低温有利于对位一卤代产物生成，芳烃高浓度有利，卤素低浓度好
芳烃卤化的影响因素 催化剂 温度 加料方式 芳烃一次性加入，卤素缓慢加入利于一取代产物生成 溶剂 酸性、中性、碱性 卤化剂 高电子云密度芳烃，不加催化剂也可卤化，宜采用氧卤化法； 低电子云密度芳烃，用卤素在路易斯酸存在下卤化。
卤化反应
Cl2 k1
Cl
HCl
Cl
Cl2
k2
Cl
Cl
HCl
k3
Cl
Cl2
Cl
HCl
Cl
Cl2
苯在硝化、磺化、氯化中k1/k2值的比较
反应类型 硝化
磺化
氯化
k1︰k2
105~107 103~104
~101
❖ 卤化反应中，随着反应生成物浓度的不断变化， 使各级反应的反应速率也相应发生较大的变化。
❖ 苯氯化的动力学方程式看用下式表示：
ICl）等。
❖ 用于置换卤化的卤化剂有HF，KF，NaF，SbF3， HCl，PCl3，HBr等。
第二节 芳环上的取代卤化反应
一 反应历程 芳环上取代卤化的反应通式为：
ArH + X2 = ArX + HX 反应类型：典型的亲电取代反应。 进攻芳环的活泼质点：卤正离子(X+)，
1. 以金属卤化物为催化剂的反应历程
1 K-1
CA CA0
CA k CA0
CD CA0
=
K 1-K
CA CA0
1 K
CA CA0
k 1-K + K
K= k2/k1≠1
例：设苯氯化的转化率是50%，则
K=0.1/1=0.1 一氯苯的生成量
CC CA0
=
1 0.1 - 1
0.5
0.50.1 = 0.4811mol
二氯苯的生成量
CD CA0
亚铜进行氯化；目前采用分子筛分离得到纯 净的邻氯甲苯或者对氯甲苯。
（3）催化剂不同，邻、对位异构体比例不同。
催化剂
邻位/对位
二氯甲苯 含量（％）
(完整word版)卤化反应
第五章卤化第一节概述一、卤化反应及其重要性向有机化合物分子中引入卤素（X）生成C－X键的反应称为卤化反应。
按卤原子的不同，可以分成氟化、氯化、溴化和碘化。
卤化有机物通常有卤代烃、卤代芳烃、酰卤等。
在这些卤化物中,由于氯的衍生物制备最经济，氯化剂来源广泛，所以氯化在工业上大量应用;溴化、碘化的应用较少；氟的自然资源较广，许多氟化物具有较突出的性能，近年来人们对含氟化合物的合成十分重视.卤化是精细化学品合成中重要反应之一.通过卤化反应，可实现如下主要目的：（1)增加有机物分子极性，从而可以通过卤素的转换制备含有其它取代基的衍生物，如卤素置换成羟基、氨基、烷氧基等.其中溴化物中的溴原子比较活泼，较易为其它基团置换，常被应用于精细有机合成中的官能团转换.（2）通过卤化反应制备的许多有机卤化物本身就是重要的中间体，可以用来合成染料、农药、香料、医药等精细化学品。
（3)向某些精细化学品中引入一个或多个卤原子，还可以改进其性能.例如，含有三氟甲基的染料有很好的日晒牢度；铜酞菁分子中引入不同氯、溴原子，可制备不同黄光绿色调的颜料;向某些有机化合物分子中引入多个卤原子，可以增进有机物的阻燃性。
二、卤化类型及卤化剂卤化反应主要包括三种类型:即卤原子与不饱和烃的卤加成反应、卤原子与有机物氢原子之间的卤取代反应和卤原子与氢以外的其他原子或基团的卤置换反应。
卤化时常用的卤化剂有：卤素单质、卤素的酸和氧化剂、次卤酸、金属和非金属的卤化物等，其中卤素应用最广，尤其是氯气。
但对于F2,由于活性太高，一般不能直接用作氟化剂，只能采用间接的方法获得氟衍生物.上述卤化剂中,用于取代和加成卤化的卤化剂有:卤素(Cl2、Br2、I2）、氢卤酸和氧化剂（HCl ＋NaClO、HCl＋NaClO3、HBr＋NaBrO、HBr＋NaBrO3)及其他卤化剂（SO2Cl2、SOCl2、HOCl、COCl2、SCl2、ICl)等,用于置换卤化的卤化剂有HF、KF、NaF、SbF3、HCl、PCl3、HBr 等。
1-卤化反应
HO(CH 2)6OH
I(CH2)6I
物质,除去生成的HI,促使反应顺利进行.
eg. 醋酸可的松等甾体抗炎激素的半合成,其C17
位的β-甲基酮一般在碱CaO或NaOH存在下,于有 机溶剂中加I2液,产物碘代酮不分离,接着与 I KOAc反应,结果在C12位引入乙酰氧基.
CaO + H2O NaOH + HI
Ca(OH)2 NaI + H2O CH3 C=O
RCH=CH + Br 2
.
RCHCH Br 2
.
.
加成取向:碳自由基稳定性(反马氏规则的应用)
HBr (g) CH2=CH-(CH2)8-COOEt (PhCOO)2, 0℃ Br-(CH2)10-COOEt (70%)
CH2=CHCH2Cl
HBr, NaBr (PhCOO)2, -5℃
BrCH2CH2CH2Cl
CH3COCH2CH3
BrCH2COCHBrCH3
(55~58%)
(4)溴化氢 反应中生成的HBr有两个作用: a,加快烯醇化速度 b,具有还原作用,消除α-溴酮中的溴原 子,使α-溴化效率降低. 为此常在反应中条加适量NaAc或吡啶,中 和HBr.
2,碱催化下的 卤代 ,碱催化下的α-卤代
a. 反应机理
eg:
(CH3)3CCOCH3 NaOH (CH3)3CCONa H2O H
+
(CH3)3CCOH
CO—CH3
NaOCl, Cl2
H2O, H +
COOH
(CH3)2=CHCOCH3
Cl2, NaOH, H2O H + 49~53%
卤化反应PPT
1.1.2 应用特点 ① 羧酸的活性 脂肪羧酸 > 芳香羧酸 芳香羧酸：给电子取代基 >无取代 > 吸电子取代基 ② 卤化剂的活性
五氯化磷 > 三氯(溴)化磷 > 氧氯化磷 氯化亚砜是可广泛用于各种羧酸的酰氯的制备
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③ 羰基位上取代基的电性效应对反应影响 酸催化的-卤取代反应 羰基位上有推电子取代基，有利于烯醇的稳定化，卤取代反 应容易；羰基位上有吸电子取代基，卤取代反应不易发生。 碱催化的-卤取代反应 与酸催化的情况相反，吸电子基有利于-H脱去, 卤取代反 应容易发生。
4.2.2 烯醇硅烷醚的卤化反应
烯醇硅烷醚-碳原子的亲核性比相应的烯醇酯为强，卤化 反应常比烯醇酯容易。
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第五节 醇、酚和醚的卤置换反应
5.1. 醇的卤置换反应 5.1.1 醇和卤化氢或氢卤酸的反应 1.1.1 反应机理： 亲核取代 SN1 (racemization)：叔醇、苄醇 SN2 (inversion of configuration)：其他醇 SNi (retention of configuration) 1.1.2 影响因素： ① 可逆性平衡反应 ② 醇结构和不同卤化氢的影响 醇的活性：苄醇、烯丙醇、叔醇 > 仲醇 > 伯醇 卤化氢的活性：HI > HBr > HCl > HF
第四章-卤化反应讲解课件
·
(3)电子转移法
33
n 链的传递
RH + X · → R ·+
R ·+ X2 → RX + X · 或 RH + X · → RX + H ·
H ·+ X2 → HX + X ·
n 链的终止
器壁或填料
2X ·
X2
R ·+ X · → RX
X ·+ O2 → O2X · X→· O2 + X2
R ·+ O2 → RO2 · →X · RX + O2
n 氯化深度
19
n 混合作用
在连续反应时，由于反应器型式选择不当、传质不 均匀，使反应生成的产物未能及时离开，又返回反应区 域促进连串反应的进行，这种现象叫做反混作用。
图 氯苯的生产工艺
20
n 氯化温度
表 苯氯化反应温度与k2/k1的关系
T， ℃
18
25
k2/ k1
0.107
0.118
30 0.123
C-C,C-H,H-H ：330~418.6KJ/mol(500~650℃) Cl-Cl,Br-Br,I-I,O-O,N-N,C-N=N-C:<250KJ/mol(50~100 ℃)
60~100C 32
(2)光离解法
E=hν=h
Cl2 ，Br2 ，I2
400~
500nm hν
Cl ·，Br ·，I
7
转化为其它化合物
亲核置换
δ+
n －X(－Cl)
－NH2 ,－OH,－F,－OR,－OAr
8
4.1.3 卤化试剂
n 卤素单质： Cl2 ,Br2 ,I2 n 卤化氢＋氧化剂：
卤化反应及其工艺概述
卤化反应及其工艺概述卤化反应是一种常见的化学反应，即卤素与其他化合物或物质发生反应，生成相应的卤化物。
卤素包括氟、氯、溴和碘。
卤化反应是许多工业生产过程中的重要步骤，也是合成有机化合物和制备无机化学试剂的常用方法之一。
卤化反应涉及到卤素的电子配置和反应条件的选择。
卤素的电子配置是ns²np⁵，其中n是主量子数。
这种配置使得卤素具有高亲电性，容易从其他物质中取走电子。
卤素与其他物质发生反应时，常常形成卤化物离子（如Cl⁻、Br⁻、I⁻），这些离子具有稳定的电子配置。
卤化反应的工艺可以根据反应类型进行分类。
1. 反应类型：卤化反应可以是置换反应、加成反应或还原反应。
置换反应是指卤素取代其他原子或基团，形成卤素化合物。
加成反应是指卤素与双键或三键发生加成反应，生成卤素化合物。
还原反应是指卤素被还原剂还原为低价态卤素或酸化合物。
2. 反应条件：卤化反应的条件包括反应温度、反应压力、反应物浓度和催化剂选择等。
反应温度和压力可以影响反应速度和产率。
反应物浓度可以影响化学平衡和反应速率。
催化剂可以提高反应速率和选择性。
在工业生产中，卤化反应通常具有以下几个重要应用：1. 制备无机化学试剂：例如，氯化钠（食盐）、溴化镁和碘化钾等是常见的无机化学试剂，可以通过卤化反应制备。
2. 生产农药和医药品：许多农药和医药品含有卤素，可以通过卤化反应生产。
例如，三氟甲基酮可以通过三氟甲基化反应得到，用于生产农药和医药品。
3. 合成有机化合物：许多有机合成反应需要卤素进行功能化或保护基团的反应。
例如，溴代烷可以用于取代反应、芳香性溴代反应和碘化反应。
综上所述，卤化反应是一种重要的化学反应，具有广泛的应用领域。
掌握卤化反应的反应类型和工艺条件对于合成化学和工业生产都具有重要意义。
卤化反应是一种常见的化学反应，广泛应用于工业生产和实验室合成中。
卤素包括氟、氯、溴和碘，它们具有高亲电性，易于与其他物质发生反应，形成相应的卤化物。
卤化反应知识点总结
卤化反应知识点总结一、卤化反应的基本概念1.1 什么是卤化反应卤化反应是指有机化合物中的氢原子被卤素（如氯、溴、碘等）取代的一种反应。
这种反应是一种取代反应，其中一个或多个饱和的氢原子被卤素原子所替代。
卤代烃是一类含有卤素的有机化合物，通常用R-X来表示，其中R代表一个有机基团，X代表卤素原子。
1.2 卤化反应的分类卤化反应可以分为烷基卤化反应和芳香烃的卤化反应两类。
（1）烷基卤化反应：烷烃中的氢被卤素取代的反应称为烷基卤化反应。
烷基卤化反应通常发生在烷烃和卤素（如氯气、溴液等）反应时。
（2）芳香烃的卤化反应：芳香烃的卤化反应是指芳香烃中的氢被卤素取代的反应。
芳香烃的卤化反应通常发生在芳香族化合物和卤素或卤代烃反应时，产生卤代芳烃。
1.3 卤化反应的特点卤化反应具有以下几个特点：（1）反应条件温和，易于操作：卤化反应通常在常温下进行，并且不需要特殊的条件，操作相对较为简单。
（2）生成产物具有良好的化学活性：卤代烃是一种常见的中间体，在有机合成中有很广泛的应用。
（3）取代反应：卤化反应是一种取代反应，即一个或多个氢原子被卤素原子所取代。
（4）反应过程中可能会产生不同的取代产物：在一些情况下，卤化反应可能会得到多种不同的取代产物，需要根据实际情况进行选择。
二、卤化反应的机理2.1 烷基卤化反应的机理烷基卤化反应通常发生在烷烃与卤素反应时，以氯代烷基化反应为例进行说明。
在氯代烷基化反应中，氯气和溴水是两种常用的试剂。
以氯代甲烷的氯化反应为例，反应机理如下：CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl在上述反应中，氯气（Cl2）与甲烷（CH4）反应，其中一个氢原子被氯原子所取代，生成氯代甲烷（CH3Cl）和氢氯酸（HCl）。
当溴水是试剂时，反应机理如下：CH4 + Br2 → CH3Br + HBr在这种情况下，溴水（Br2）与甲烷（CH4）反应，同样是一个氢原子被溴原子所取代，生成溴代甲烷（CH3Br）和氢溴酸（HBr）。
第三章 卤化反应
(3) 以二氯硫酰为氯化剂
SO2Cl2 ClSO2- + Cl+ Cl- + SO2↑
2017/2/19
10
(4) 不用催化剂的情况： 前提：当有机物容易被氯化且反应可以在水介质中进行。
Cl2 + H2O HOCl + H+ HOCl + H+ + ClH2O + Cl+
(5)盐酸加氧化剂体系 在水介质中进行氯化时，一般用盐酸加氧化剂来产生Cl2或 Cl+，并利用控制氧化剂的用量来控制Cl2的生成量。
+ I2 + H2O2
2
+ 2H2O
植物生长调节剂
3.3 羰基α-H取代卤化
3.3.1 反应历程
H+ 或L
+ X+
碱催化
C O-
C
C O
C X
羰基α一氢的取代卤化是酸催化或碱催化的亲电取代反应，卤化剂 主要是Cl2和Br2，卤素总是取代羰基的α位的氢。
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O HN C NH
二苯脲
O HN Cl C Cl Cl NH Cl
氯化，Cl2 水介质
SO3H Cl
水解，-CO2 稀H2SO4 70～120℃
SO3H NH2 Cl
水解，-SO3H 50%～70%H2SO4 140～170℃
SO3H NH2 Cl
SO3H
Cl
SO3H
3.2.2 芳环上的取代溴化反应
1、十溴二苯醚的制备(阻燃剂）
大过量溴为溶剂
O
Br Br
Br Br O Br Br
Br Br Br
AlCl3
药物合成反应 第二章 卤化反应
醇羟基的置 换反应
一、卤素对不饱烃的加成反应
烯烃和炔烃中的双键和叁键，存在有不稳定的π键， 它们容易被亲电试剂进攻而发生断裂，进而发生加成反应 。药物原料分子中大多含有双键，利用药物原料分子中的 双键与亲电型卤化剂的加成是药物原料分子卤化的常用方 法，加成后得到相应的邻二卤化物。炔烃类含叁键的化合 物，在与卤素的加成中，叁键的反应活性比双键小得多， 应用远没有烯烃广泛。在药物合成技术中主要学习双键的 有关反应。
（三）常用卤化试剂
类别
分子式 Cl2
特
点
应用范围
常 见 卤 化 试 剂
Br2 HCl HBr HClO HBrO
活性高，易进行 ，但需注意反应的特 殊条件。
与不饱和键加成 • 在芳环上、芳环侧链上和羰 基α 位上取代
价廉易得，应用 广泛，反应条件要控 制。
不稳定，需新制 ；条件温和，但有副 产物。
CH2
CH2 + Cl2 + H2O
60
ClCH2CH2OH + HCl
用次溴酸合成氯霉素中间体（9）：
H CH CH CH2OH
Br2/H2O
Br C CH2OH
C
OH H (9)
又如用N-卤化酰胺合成α–卤代醇：
O H C C + RC N Br
H2O
Br C C OH
三、卤素与芳香烃的反应பைடு நூலகம்
CCl4 60
杂环中的五员环（呋喃、吡咯、噻吩等），环中碳的 电子密度比苯大，均为多电子杂环，亲电取代活性大于苯 ，卤代要容易进行些； 六员杂环（吡啶、吡喃、吡嗪等），环中碳的电子密 度比苯小，均为缺电子杂环，使位碳上的电子密度减小， 亲电取代活性小于苯，卤代要难进行些。
卤化反应
H Br H
第一节 不饱和烃的卤加成反应 四、卤化氢对不饱和烃的加成反应
2 HX对炔烃得加成
Cl CH2-C CH HCl H 3C C CH2
硼氢化第一节 不饱和烃的卤加成反应 五、硼氢化-卤解反应
五、硼氢化-卤解反应 硼氢化BH3 CH3-CH=CH2 (CH3-CH2-CH2)3B Br2/CH3ONa 反马氏产物
Chapter 1 卤化反应 Halogenation Reaction
定义：分子中形成 定义：分子中形成C-X的反应 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 特点： 引入卤原子可改变有机分子中的性质， 其它官能团。 如：制备药物中间体 糖皮质激素醋酸可的松
CH3 C O OH
C C HX C H C X
概述
X 2 =Cl2 , Br 2
C
C
X2
C X
C X
H X = H C l, H B r, H I
无过氧化物 CH3CHBrCH3 CH3 CH=CH2 过氧化物 CH3 CH2 CH2Br
Markovnikov加成 反Markovnikov加成
• 加次卤酸
C C X2 +H2 O
第一节 不饱和烃的卤加成反应 机 理:
一、不饱和烃加卤素
R R
1
c
δ+
c
δ-
R
3
R
① 反向
1
c
ｘc ｘ
+
R R
3
R R
ｘ
1
c
c
R
3
R
2
4
R
2
4
2
ｘｘ
R
② 正向
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CH3CH2COCH3
2mol Br2。/HBr <10
CH3CH COCH2Br Br
1，3-二羰基化合物
? 用 CF3SO 2Cl 作为温和氯化剂，在有机碱存在 下于有机溶剂中和 1，3-二羰基化合物反应， 可在活性亚 (次)甲基上进行卤取代反应，得到 收率良好的单或多氯代物。同样条件下，用 NCS(NBS) 或溴素作卤化剂收率低。
苯核卤化反应，得到间溴苯乙酮。
X的引入使羰基氧上电子云密度降低，进一步质 子化生成烯醇式困难，所以停留在单卤代产物。
CH3COCH 2CH2CH3
BHr22O/K/ 4C0lO~43/5h。? 6h
CH3CO CH CH2CH3 53% Br +
32%
CH2 CO CH2CH2CH3 Br
CH3CH2COCH3
OO H3C C CH2CCH3
CF3SO2Cl Et3N
OO H3C C CHCCH3
Cl
α-羰基自由基取代
O R' C
H
C R'' + Br2 +
光
O
R'''
光
Br2
2Br
O R' C
Br C R'' R'''
OH
O + HBr
Br
游离基反应促进剂
O
选择性地对烷基取代较多的α-H进行溴代
新型卤化试剂与选择性卤取代 α,β不饱和酮
OAc
O
Br NBS
AcO H
NB。S/diox 85 ,45min
CH 2 C OAc
H
CH 2 Br CO
H
2 、烯醇硅烷醚卤化反应 因烯醇硅烷醚 β-碳原子的亲核性比相应的烯醇
酯为强，故其卤化反应常比烯醇酯容易。另外， 不同烯醇硅烷醚异构体的制备和分离也较简便。
O
CH3 + Cl Si CH3
B: X2
( -HX 快
C O
B: 慢 (-BH )
)
H 快
CC OH
XX
CC XO
?在酸或碱催化的α-卤取代反应中，羰基α 位取代基的影响是不同的。
?对于酸催化的反应来说，若α位上具推电 子取代基，则有利于烯醇的稳定化，卤取 代反应比较容易，如环状酮的反应，均主 要得到在烷基较多的α位上卤取代的酮。
O
O
CH3SO2Cl2/CCl4
CH3
r.t.,2h
Cl
?在酸催化的 α-卤取代反应中，也需要适当的碱 (B:) 参与，以帮助 α-氢质子的脱去，这是决定烯醇化 速率的过程，未质子化的羰基化合物可作为有机 碱发挥这样的作用。例如苯乙酮的溴化在催化量 AlCl 3作用下，生成 α-溴代苯乙酮，但在过量 AlCl 3 存在下，由于羰基化合物完全形成三氯化铝的络 合物而难以烯醇化，结果不发生 α-卤代，而发生
CHO
O Br
O
Br O
O
OAc
C3H7CHCH
Br
OAc
H+ C3H7-CCHO Br
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
? 不对称酮的直接卤化常常受到区域选择性不高 的限制。为了克服这个缺点，可先将不对称酮 转化成相应的烯醇或烯胺异构体，然后再进行 卤化反应，则可达到提高区域选择性α -卤代的 目的
Br Br
(选 择 性 溴 化 试 剂 )
O
OH
Br Br
Br
+
Br Br
2．醛的α-卤取代
?在酸或碱催化下，醛基碳原子上和α -碳原子上的 氢原子都可以被卤素取代，还会产生羟醛缩合副 反应。为了得到预期的α -卤代醛，常将醛转化成 烯醇酯后与卤素反应。
C4H9 CHO + Ac2O C3H7-CH=CH-OAc Br2
O
O
Br Br2
Br
副反应
四溴环己二烯酮（19）、5，5-二溴代-2，2二甲基-4，6二羰基-
1，3-二恶烷（20）及其类似物5，5-二溴代丙二酰脲（21）、 三氯氰尿酸（TCC，22）等为新型的、选择性的卤化试剂。
Br O
Br (19)
O Br Br
Br Br O
OH
O CH3 Br
N
O CH3 Br
N
OH
(20)
(21)
O CI
O
CI
N
O
N
O
CI
(22)
卤化试剂（19）用于对α，β-不饱和酮的α′ -卤取代反应中，能 够减少双键加成副反应。 卤化试剂（20）和（21）的特点是亲电活性大，不需要任何催
化剂，反应条件温和，只得到单溴代物，且在反应中不生成
卤素分子和卤化氢，特别适用于对酸、碱敏感的酮。 卤化试剂（22）可在温和条件下对羰基α位及苄位、烯丙位进 行氯代反应
? 四溴环己二烯酮（不发生双键加成反应）
?在少量HCl或HBr 气体催化下，反应中以生成稳 定的三溴苯酚为动力，促使 4位碳一溴键异裂， 生成的溴正离子向 α，β-不饱和酮的 α' 位C-H作亲 电取代；同时，能有效地消除 x-，于是可得到收 率良好的α' -溴代-α，β-不饱和酮。
O
O
Br
Br
+
XX
X2 快 CC ( -X ) X O
?碱催化与酸催化相反，卤原子是吸电子基， 它所连的α-碳上在碱的作用下更容易离去， 若在过量卤素存在下，所有的α-H原子都被 取代。
?在a位具卤素等吸电子基时，卤代反应受到 阻滞，故在同一个α位碳原子上欲引入第二 个卤原子相对比较困难。若在 α`位具活性 氢，则第二个卤素原子优先取代 α`位氢原 子。如2-丁酮在和2mol溴素反应时，只得 到α,α' -二溴代丁酮。
CH3
CH3 Cl Si CH3
酰胺、次卤酸等。 ?常用的溶剂有四氯化碳、氯仿、乙醚、醋
酸等。 ?催化剂 酸催化常用的催化剂是质子酸或
Lewis 酸，碱催化常用NaOH、Ca(OH)2等 无机碱，也可用有机碱 。
?一般羰基α-氢原子被卤素取代的反应属于 卤素亲电取代历程。和烯烃亲电加成相似 :
酸催化
? 酸催化机理
C H
CC H OH
第三节 羰基化合物的卤取代反应
?醛、酮的? -卤取代反应 ?烯醇酯、烯胺醚的? 卤取代反应 ?羧酸衍生物的? -卤取代
?醛、酮的结构 电负性：O＞C 电子云偏向于氧
?醛、酮结构的活性位点
羰基α -氢原子的酸性及互变异构
一. 醛、酮的? -卤取代反应
?1、酮的? -卤取代反应 ?常用的卤化试剂有卤素、硫酰氯、N-卤代
2mol Br2。/HBr <10
CH3CH COCH2Br Br
55~58%
碱催化
O
(CH 3 )3CCCH 3
Br 2/NaOH 或 NaOBr
O (CH 3)3CCCBr 3 H2O
(CH 3 )3CCOOH + HCBr 3
?碱催化机理
CC HO OH
OH
慢 (-H2O)
CC O
CC O